恒磁式电磁流量计结论与展望
恒磁式电磁流量计结论与展望
自1832年法拉第利用地球磁场测量泰晤士河的水流以来，电磁流量计历经一百多年的发展，其每一步进展都是建立在对电磁流量计系统信号特性更深入的认识和了解的基础上，体现在新的实现技术及信号处理方法研究的进展方面。恒磁式电磁流量计虽然是实现工业应用的电磁流量计，但是由于其极化电压大且不易消除的特点，其应用范围一直十分有限。因此，如何使恒磁式电磁流量计应用于一般的工业生产测量中，一直是电磁流量计行业的一个研究热点和难点。本课题设计的恒磁式电磁流量计及其相应的信号处理方法，使其应用到一般的工业生产测量中成为可能。
本文在简单总结了电磁流量计励磁技术的基础上，对恒磁式电磁流量计技术进行了详细的分析与研究，包括恒磁式电磁流量计的国内外研究现状、传感器设计、信号处理方法和系统的实现(包括硬件和软件)等的研究，主要完成的研究工作和创新点包括：
1．在分析了恒磁式电磁流量传感器国内外研究方法的基础上，完成了恒磁式电磁流量传感器的设计；
2．对已有的极化电压控制方法进行了研究，针对极化电压大且时时变化的特点，提出了动态反馈极化控制方法，根据极化电压的变化来实时调整反馈控制电压的作用时间，从而将极化电压控制到某一固定值，消除其对反映流量信号的感应电动势的影响，获得反映流速变化的感应电动势；
3．基于本课题设计的传感器和信号处理方法，设计了该流量仪表的硬件电路，其中主要包括转换器电路、极化控制电路和单片机及其外围系统电路；
4．根据本课题设计硬件电路和信号处理方法，编写相应的软件程序，主要包括中断程序和数据处理程序的设计；
5．在硬件和软件分别调试通过的基础上，实现了软硬件联调，并对实验结果进行了分析。实验结果表明本课题设计的动态反馈极化控制方法可以较好的抑制极化电压，使恒磁式电磁流量计应用到一般导电流体的测量成为可能。本课题设计的基于动态反馈极化控制方法的恒磁式电磁流量计，有效地抑制了极化电压对反映流体流量的感应电动势信号的影响。但是，由于水平和时间的限制，本课题的研究更多的还是停留在方法的探索研究阶段，还有很多工作需要进一步细致和完善，对一些相关的问题还有待进一步的研究和解决。因此，本课题下一步的研究内容和方向可以主要从以下几个方面考虑：
1．对极化电压的机理做进一步的分析，从而可以更好的根据其特性进行相应的控制；对于控制时段和测量时段的时间间隔，以及整个控制．测量周期的时间长短，都应从实验和理论的两种角度做进一步的分析推导，最终确定一个更合适的频率，更好的控制极化电压，更准确的获得反映流量信号的感应电动势；
2．为了保证准确、实时的测量极化电压的大小，从而有效控制反馈电压作用到测量电极上的时间，硬件电路中采用的二阶RC低通滤波电路，既要滤除高频噪声，又要准确反映实时信号值，因此需要从理论和实验两方面来权衡其滤波器的时间常数，保证测量的准确性和快速性；
3．本课题设计的反馈控制电压采用固定电压值(如±0．5Ⅵ，方法简单，但是其值相对于极化电压来说还是太大，而且其电压固定，不能随信号幅度的变化而变化，控制不够准确，影响信号测量的精度。D／A输出来控制反馈，根据极化电压来决定反馈电压的大小，可以体现信号的变化，提高测量的准确性；
4．本课题中，两路测量和控制极化电压的电路分开来单独调试来控制极化， 实际中，两路信号可能存在一定的差值，因此，可以综合考虑两路信号以及两路信号的和值来控制极化电压，提高控制的准确性和测量的精度；
5．完善恒磁式电磁流量仪表的功能，本课题设计的流量仪表功能简单，仅仅完成的反映流体流量的功能，可以完善以下功能：自动调零，根据极化电压来自动调整控制．测量周期，多参数测量(如电导率、液位等)，累计流量等功能。
总之，经过本课题两年多的研究，从理论和实验两方面都证实了动态反馈极化控制方法可以较好的抑制极化电压，预示着磁钢励磁的电磁流量计应用到一般导电流体测量的可行性。衷心希望本课题的研究内容和结果可以为同行的研究人员提供一点有价值的参考信息，特别是对磁钢励磁的电磁流量计的研究人员有所启发和帮助。
参考文献【1】苏彦勋，李金海．流量计量的意义[J】．．中国工控信息网，2005．4 [21 曾为民李斌．电磁流量计综述[J】．上海大学学报，1997．11． V01．3，Supp l，PP．267-270 [3 1 张学庆．流量测量的意义及流量传感器的现状【J】．石油化工自动化，2005， No．5，pp．99—101 【4】苏文．浅谈流量计的发展及现状[J】．中国仪器仪表，2002，No．6，PP．1-4，9 [51 Shercliff．J．A．The Theory of Electro-magnetic Flow Measurement【M】． Cambridge University Press，1 962 [61 蔡武昌，马中元等．电磁流量计[M】．北京：中国石化出版社，2004．3 [71 黄宝森等．电磁流量计[M】．北京：原子能出版社，1981．10 [81 川田裕郎．流量测量手册[M]．北京：中国计量出版社，1987 [91 蔡武昌，应启戛．新型流量检测仪表[M】．化学工业出版社，2006．1 【101申峰，童天运．电磁流量计在自来水行业的应用和发展【J】．中国计量，： 2003，1，pp42·44 【1 1】陈继超，王涛等．电磁流量计及其应用[J】．石油仪器，2004，8(增TU)， pp33-34 【12]美国ARC咨询机构．中国电磁流量计市场预期会有两位数的增长【J】．自动化博览，2004．5，pp69 【13】HATAKE RIICHI．Electromagnetic Flowmeter[P]．日本(发明)， 申请号：JP9257538，1997．10．3 【141傅新，周泉，金艳．一种用于电磁流量计的永磁式励磁方法【P】．中国(发明)，申请号：．2 【15]李斌，沈天飞．恒磁式电磁流量计信号处理方法及系统[P】．中国(3Z明) ，申请号：20061 0026940．3 【161李翰如．电介质物理导论[M】．四川：成都科技大学出版社，1 990．6 【17]白凌．电磁流量计转换器数字电路的研究与设计．西安电子科技大学硕--扩展阅读：开封中仪流量仪表有限公司专业生产电磁流量计、孔板流量计、涡街流量计、文丘里流量计、v锥流量计、v型锥流量计、喷嘴流量计、插入式电磁流量计、智能电磁流量计、分体式电磁流量计、一体式电磁流量计、标准孔板流量计、标准孔板、一体化孔板流量计、标准喷嘴流量计、长径喷嘴流量计、标准喷嘴、长径喷嘴、插入式涡街流量计、智能涡街流量计、锥型流量计、v锥型流量计、节流装置、节流孔板、限流孔板等流量产品，更多有关电磁流量计、孔板流量计、涡街流量计的信息请访问开封中仪网站：
