[发明专利]基于辅助电磁铁的科里奥利质量流量计零点稳定方法

说明书

技术领域

本发明涉及科里奥利质量流量计中的零点稳定方法，特别是涉及一种基于辅助电磁铁的科里奥利质量流量计零点稳定方法。

背景技术

科里奥利质量流量计（以下简称科氏流量计），是利用流体流过振动着的振动管时，产生的科氏力，并利用传感器检测到的因科氏力产生的扭转角来测量出流体的质量。这种流量计可对一般液体、密度较高的气体等进行测量。科氏流量计由振动管（一般呈对称状）及安装其上的驱动电磁铁（安装在振动管对称点）、检测电磁铁（两个检测电磁铁以驱动电磁铁为中心点对称安装在振动管左右两侧）、温度计以及与之相联结的二次仪表所构成。其中振动管有弯管、直管、单管、双管之分，是科氏流量计最关键的部件，它的性能稳定与否直接关系到科氏流量计的性能稳定与否。

科氏流量计应用于温度变化的测量场合时，如环境温度变化或被测介质温度变化场合时，科氏流量计的零点经常会发生漂移，使得流量计的测量精度降低，尤其是在小流量测量时，零点漂移使得流量计误差急剧增大，严重时甚至使得科氏流量计无法正常计量。零点漂移主要是由于振动管左右两侧的振动阻尼的不均衡变化引起的，体现在检测电磁铁的输出信号上，表现为左右两侧速度传感器输出的正弦信号的幅值的不均衡变化。零点漂移的原因包括以下两点：1）左右速度信号幅值的共模变化（由振动管左右两侧振动阻尼的共模变化引起）；2）左右速度信号幅值的差模变化（由振动管左右两侧振动阻尼的差模变化引起）。

目前对于零点漂移的解决方案，一般都是采用对温度不敏感的金属材料作为振动管的加工材料，或采用复杂的金属处理工艺使得振动管对温度变化不敏感，以获得稳定的零点性能。该方案存在的不足之处是导致科氏流量计的生产成本非常高，进而导致销售价格非常高，严重制约了科氏流量计的推广使用。因此，如何使用简单材料简单工艺获得稳定的零点性能，成为科氏流量计行业发展的瓶颈性问题。

专利US20050251351A1采用取消传统的安装于振动管对称点的驱动电磁铁，并在左右检测电磁铁处分别安装两个驱动电磁铁，通过二次仪表分别激励两驱动电磁铁并保证两检测电磁铁处的振动幅值相同的方案，克服导致零点漂移的两点原因，以此获得稳定的零点性能。

该方案存在着一些不足：

两驱动电磁铁分别激励，需要两套相对独立的激励电路，导致二次仪表电路复杂化，并且导致科氏流量计整机消耗功率过大；两驱动电磁铁分别激励，需要分别计算各路驱动电磁铁的功率放大因子，导致二次仪表控制回路复杂化，并且成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于辅助电磁铁的科里奥利质量流量计零点稳定方法，由驱动反馈环、左反馈环和右反馈环共同实现，可用较低的成本获得稳定的零点性能。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的零点稳定方法是由驱动反馈环、左反馈环和右反馈环共同实现，其中，驱动反馈环消除振动管左右两侧振动阻尼共模变化引起的零点漂移，左反馈环消除振动管左侧振动阻尼差模变化引起的零点漂移，右反馈环消除振动管右侧振动阻尼差模变化引起的零点漂移。

所述的驱动反馈环消除振动管左右两侧振动阻尼共模变化引起的零点漂移方法，是由安装在振动管对称点的驱动电磁铁和辅助检测电磁铁，以及内置于二次仪表中的包含中间幅值检测电路、中间幅值设定电路、中间放大设定电路和中间驱动电路的驱动控制电路来实现，通过中间幅值检测电路检测从辅助检测电磁铁输出的正弦电流幅值，并与预先存在中间幅值设定电路的设定幅值作比较，比较得出的差值做为控制变量，通过中间放大设定电路，用以调整中间驱动电路输入到驱动电磁铁的正弦电流放大因子，从而维持驱动电磁铁处的振动管振幅恒定。

所述的左反馈环消除振动管左侧振动阻尼差模变化引起的零点漂移方法，是由安装在振动管左侧的左检测电磁铁和左辅助驱动电磁铁，以及内置于二次仪表中的包含左幅值检测电路、左幅值设定电路、左放大设定电路和左辅助驱动电路的左控制电路来实现，通过左幅值检测电路检测从左检测电磁铁输出的正弦电流幅值，并与预先存在左幅值设定电路的设定幅值作比较，比较得出的差值做为控制变量，通过左放大设定电路，控制左辅助驱动电路输入到左辅助驱动电磁铁的直流电流，以此控制左辅助驱动电磁铁输出的静态力，从而通过改变左检测电磁铁处振动管双管之间的距离来改变左检测电磁铁处振动管的振动阻尼，维持左检测电磁铁处的振动管振幅稳定。