在现行的电磁流量计设计中,低频矩形波励磁结合了直流励磁和交流励磁的优点,成为主要励磁方式之一。在低频励磁方式下其干扰主要表现为:由励磁电流突变产生的微分干扰信号。理想励磁磁场信号如图1-1所示,为低频矩形波,实际上随着励磁电流变化(dI/dt)磁场上产生微分干扰信号,如图1-2,可以看到随着电流的稳定,干扰信号随之消失,因此同步采样技术可以有效抑止微分干扰信号。实际设计中模数转化器使用AD公司的24位sigma delta模数转化器AD7714。AD7714可以分别采用硬件和软件方式进行采样开始时间控制从而实现同步采样。采用软件方式时,当控制寄存器中FSYNC位为逻辑1时,模数转换器处于复位状态;向该位写逻辑0时,器件开始采样输入信号。在应用中,低频励磁信号由MSP430单片机内部定时器产生,同时产生采样信号。如图1所示,采样开始时间滞后励磁信号1/4个周期。
(2)电磁水表使用内装的锂电池供电,降低功耗、延长工作寿命是其设计任务的关键,因而只能采用较低的励磁电流(通常它的励磁电流仅为电磁流量计的1/10,甚至更低),这样传感器的有效输出信号幅值就很微弱。电磁水表研发人员通常用两种方法来增强信号:一是提高信号的放大倍数;二是将测量段缩径,人为提高介质流速,这将大幅提升流量信号。因此,电磁水表的测量腔体几乎都采用缩径工艺,一般缩径为原标称口径的70%~80%,缩径率以不显著影响仪表的压损并且不显著改变流场的稳定为原则。
电磁水表的缩径工艺加大了制造难度,增大了压力损失,太大的缩径也会扰乱流场的稳定,因此制造商要综合考虑缩径和流场稳定对计量的影响。
电磁水表的采样速率比较慢,信号又很微弱,这样计算处理需要的稳定时间比较长,这也需要远比电磁流量计更稳定的流速,考虑到缩径的因素,一般电磁水表的前后直管段选择要比电磁流量计严格。为保证计量精度,电磁水表通常需要前10D和后5D的直管段。
电磁流量计不同于机械指针式流量计,是通过电磁感应原理工作的,所以对于仪表的供电方式选择是仪表的首要解决的问题,对于电磁流量计的供电有两种方式,一种是220V市电供电,一种是24V供电,实际生产中两种供电方式都有在使用,这两种供电方式具有不同的优缺点,用户在选择时要根据生产现场的具体情况加对考虑,我们总结了一般情况下用户需要注意的一些要点,供各位参考:选用24V供电方式的理由有如下:在流量计与控制室距离不远的情况下,可以选24VDC电磁,这样确实会节省供电电源,电缆敷设走桥架时也不用加隔板。24V供电电磁流量计主要用于工业现场不允许使用交流电或从安全方面考虑采用低压直流电的场所,或是配流量积算仪由积算仪给电磁流量计进行供电,只能选择24V磁翻板液位计。
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