恒磁式电磁流量计的研究内容
恒磁式电磁流量计的研究内容
自1832年法拉第进行电磁流量计试验以来，恒磁式电磁流量计的研究一直是电磁流量计研究中的难题之一。本课题的研究目的就是探索一种有效的极化控制方法，以便解决磁钢励磁的电磁流量计的极化问题，使恒磁式电磁流量计应用于一般导电性流体的测量成为可能。
就恒磁式电磁流量计目前的研究而言，主要难点集中体现在以下几点：
1)极化电压与电极材料、液体性质有关，且影响感应电动势；
2)直流极化电压随机性大，且远远大于反应流速的感应电动势；
3)实际测量过程中，两电极上叠加了一系列的干扰信号；
4)尽管磁感应强度增大了很多，但与极化电压相比，反应流速的感应电动势仍然非常微弱。
以上众多问题使得从一个较大的无规律随机变化的极化电压中提取出有用的微弱感应电动势十分困难，也是目前电磁流量计研究的难点之一。本课题针对磁钢励磁的特点，在前人研究方法的基础上，比较现有的电磁流量计有关的技术，本课题试探性地从极化电压的角度出发，而不像现有的电磁流量计那样避开极化问题，探索了几种相关的实验方法，最终，在参考和借鉴电极结构、极化现象产生机理和双电层理论【16】的基础上，提出了一种动态跟踪极化电压并反馈控制的方法来有效地抑制极化电压，从而提取出反应流体流速的感应电动势。
因此，本课题首先设计了恒磁式电磁流量传感器，并探索了多种实验方法， 提出了动态反馈极化电压控制方法，设计了相应的硬件测控电路和配套的软件。并通过实验来验证本课题设计方法的可行性。
论文编排
本论文全文共分六章，后续的章节安排如下：
第二章阐述了电磁流量传感器的研究，介绍了电磁流量计的组成，并对各种励磁技术的工作原理和特点进行了阐述和分析，最后在借鉴已有的电磁流量传感器的基础上，设计了基于磁钢励磁的恒磁式电磁流量传感器，并对设计过程中需要注意的问题进行了说明。
第三章阐述了恒磁式电磁流量计极化控制方法的研究，针对恒磁式电磁流量传感器产生极化电压的特点，在已有的线圈励磁的电磁流量计极化处理方法的基础上，对恒磁式电磁流量计的几种极化电压控制方法进行了研究，并分析了各种方法的优缺点，从而提出了动态反馈极化控制电压的方法。
第四章阐述了本课题提出的动态反馈极化控制方法，对该方法进行了详细的分析与推导，并针对在实验过程中发现的问题，对动态反馈极化控制方法进行了改进。基于改进的动态反馈极化控制方法，本课题设计了恒磁式电磁流量计的硬件电路系统。硬件电路部分主要包括转换器电路的设计，极化控制电路的设计，以及单片机及其外围系统的设计。这一章是本课题的研究核心。
第五章阐述了本课题设计的恒磁式智能电磁流量计的软件系统，以及该流量仪表系统(包括硬件电路和软件系统)的实验。根据第四章设计的改进后的动态反馈极化控制方法和硬件电路系统，本课题设计的软件系统主要包括中断程序设计(包括定时器中断和A／D转换结束中断)和数据处理程序。最后，对本课题设计的流量仪表进行了实验，并实验结果进行了相应的分析。第六章是本文的总结，总结了本课题的研究工作，指出了研究内容的不足， 并针对有待完善的研究内容和方向，提出了下一步的工作展望。
