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技術文章  

旋進旋渦流量計的主要難點與設計的關鍵技術


發布日期:2020-07-28 點擊:90次
旋進旋渦流量計的主要難點與設計的關鍵技術
1、對于旋進旋渦流量計信號的采集、濾波、整形以及保存其完整性。
  旋進旋渦流量計的量程比寬,測量精度,但是被測流體的流量變化比較快或者瞬時流量比較小,或者流體受溫度壓力影響比較大的時候,旋進旋渦流量計可以準確的測量。然而,被測流體的檢測現場工況非常復雜,干擾信號雜亂。僅僅從壓電傳感器采集的信號,經濾波電路和放大電路處理是不夠的,這個時候形成的信號是不規則的。本文的目的是去除所有的對旋進旋渦進動頻率有干擾的信號,得到與其一致的脈沖信號。因為流量計使用的工業現場的工況復雜,會存在大量的電磁干擾以及其他的一些干擾源,它們會影響到旋進旋渦流量計的模擬信號處理電路的檢測與處理。一般噪聲信號主要的來源有三種:高頻電磁輻射,交直流電源干擾,以及低頻電磁干擾。其中高頻干擾源來自空間磁場,交直流干擾源主要是通過電源間的相互影響,低頻干擾是最主要的干擾源,他的來源很復雜,如空間50HZ 以下的電磁場,這種低頻電磁輻射金屬屏蔽罩很難抵御。而且還存在電源干擾,當處理電路共模抑制比較低時,就會出現50HZ 的電源共模干擾,這種低頻干擾在正常的旋進旋渦壓電傳感信號之內,所以噪聲信號的消除很重要。
  旋進旋渦流量計的旋渦進動頻率受到流體的脈動干擾的影響很大,一般表現在兩個方面:一個是耗散進動的能量,另一個是流體干擾波動、壓力脈動與旋渦進動頻率的線性迭加關系。所以在干擾的狀態下可以檢測到信號為流體干擾波動和旋渦進動頻率線性迭加的結果,是不真實的結果。本文對旋進旋渦流量計的進動頻率信號的處理不僅僅是放大、濾波、整形和計數,還增加了雙路信號采集的差分處理以解決其抗干擾能力差的問題。并且為減少外界電磁干擾對測量的影響,對硬件電路加入電磁屏蔽層用以增強系統的抗干擾能力。
2、PCB制板分模塊化設計以節省資源與設計成本。
  由于本設計為面向市場推廣與銷售的產品,所以為了節約生產成本以及降低銷售價格制定了一套分模塊化PCB 設計方案。PCB 制板分為:
(1)流量計主板
(2)壓電信號處理模塊
(3)液晶顯示模塊
(4)溫度壓力采集模塊
(5)RS485 模塊
(6)二線制電流輸出模塊
  其中(1)(2)(3)為基本模塊,形成一個最簡單的旋進旋渦流量計,其他功能模塊會按照客戶的需求添加,其中(4)旋進旋渦流量計測量的介質為氣體,(5)(6)為流量計有24V 外部電源供電時才可使用。這樣按照需求制作與購買既節約了制作成本又降低了銷售價格。
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