[发明专利]变励磁频率的电磁流量计

说明书

技术领域

本发明涉及一种变励磁频率的电磁流量计，具体涉及一种根据传感器输出感应电势信号中噪声的大小来改变励磁频率的电磁流量计。

技术背景

电磁流量计是以法拉第电磁感应定律为原理的流量测量仪表。通常，电磁流量计中有一个传感器、一个励磁驱动单元和一个信号处理单元。励磁驱动单元使传感器内有垂直于流体流动方向的磁场B，当流体以平均流速V流经传感器时，传感器有输出感应电势信号E=K0×B×V，其中K0是一个传感器系数。感应电势信号E输入到信号处理单元，信号处理单元通过对感应电势信号E的测量与处理来估计流体的平均流速V。

除了测量金属流体外，电磁流量计的传感器都采用有正负交变的磁场B，以减弱传感器中测量电极的极化问题。因此，一般的电磁流量计中传感器内的磁场B是以励磁频率F的矩形波磁场。励磁频率F的倒数称为励磁周期Q。

参考2004年中国石化出版社的《电磁流量计》P75~P81页，以矩形波磁场方式的电磁流量计中励磁驱动单元使传感器内以一个固定励磁频率产生使有正负两个方向变化的磁场B。在不考虑流体的浆液噪声时，磁场B的励磁频率大小需要考虑传感器测量电极的极化问题和信号零点稳定性问题。即励磁频率很低时会有传感器的测量电极极化问题，励磁频率偏高时又不利于信号的零点稳定性。

另外，电磁流量计在测量含有颗粒的浆液流体时，传感器的输出信号上会产生浆液噪声。通常励磁频率F越高浆液噪声对信号的影响越小。为了能克服浆液噪声并兼顾信号零点稳定性，有日本横河电机公司的专利CN87101677A，其采用了一种固定的6.25Hz加75Hz调制的复合励磁频率方式，对传感器输出的感应电势信号分6.25Hz与75Hz两个信号通道进行放大处理。并按信号中浆液噪声的大小，对6.25Hz与75Hz两个信号进行不同的加权。即浆液噪声大时增大75Hz通道信号的权值，浆液噪声小时增大6.25Hz通道信号的权值，从而兼顾浆液噪声和零点稳定性问题。

目前，有专利公开号CN 1410742A和CN 1170125C中提出了一种变励磁频率方法的电磁流量计。专利方法的核心是，在电磁流量计标定时按不同流速点寻找对应的最优励磁频率，并建立数据表，当电磁流量计在运行中按流速来查找最优的励磁频率。根据国家标准GB/T18660-2002，电磁流量计标定都是在水流量标准装置上进行。水流量标准装置都是用普通的水对流量计进行标定的。普通的水介质对于电磁流量计的传感器来说，在感应电势信号上是几乎看不到浆液噪声的。因此，在标定状态下寻找各个流速点的最优励磁频率的方法是不能减小电磁流量计在实际运行中的各类噪声。因为两个专利中的变励磁频率方法没有涉及根据噪声的大小来改变励磁频率的相关技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种变励磁频率的电磁流量计，主要是通过对传感器输出信号的变化来估计实际感应电势信号中噪声的大小，并根据噪声的大小来改变励磁频率。当噪声大时使励磁频率升高，噪声小时使励磁频率降低。使电磁流量计在性能上不但具有克服浆液等造成的流体噪声的能力，又可克服信号零点漂移等噪声。并可利用励磁频率来估计当前流体的浆液浓度值。

为了达到上述目的，本发明的构思是：

本发明是通过对传感器输出信号的变化来估计实际感应电势信号中噪声的大小，并根据噪声的大小来改变励磁频率。具体是在每一个B=Bz= 0的零磁场状态，分析对应传感器输出信号Ez的状态。采用信号Ez的大小变化作为反映感应电势信号E中噪声大小的依据，当励磁周期中信号Ez的变化过大时，认为信号E上噪声过大，对应的信号处理单元使励磁频率F向高改变，从而来降低传感器输出信号E上的流动噪声。当励磁周期中信号Ez的变化很小时，认为信号E上流动噪声较小，对应的信号处理单元使励磁频率F向低改变，从而减小由信号零点漂移干扰，增强传感器的感应电势信号E的零点稳定性。

根据上述发明构思，本发明采用以下技术方案：