[發明專利]一種電磁流量計中的電導率測量方法

無效

• 申請號: 201210462577.5
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN103792266A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 趙小勇;胡玉礦
• 申請（專利權）人: 開封開德流量儀表有限公司
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及應用于電磁流量計的測量方法，尤其涉及一種電磁流量計中的電導率測量方法。

背景技術

現代電磁流量計一般采用低頻勵磁的方法測量流量信號，低頻交流方波勵磁驅動單元電路輸出驅動電流到勵磁線圈，根據法拉第電磁感應原理，交流變化的電場將產生交流變化的磁場，流經管道的導電流體在磁場作用下，將在測量電極A和測量電極B之間產生感應電壓。在磁場強度一定的情況下，該感應電壓同流經管道中導電流體的流速成正比關系，即流速越大，在測量電極A和測量電極B之間產生的感應電壓也就越大。通過測量電極兩端的電壓值，即可得到流經管道的導電流體的流速值。

當電磁流量計的測量電極裸露在空氣中時,傳感器將會產生較強的干擾信號,導致流量測量電路檢測的數據嚴重失真。因此,在電磁流量計的使用過程中通常要求鏈接電磁流量計的管道中必須充滿被測流體。但在實際應用中?,很難保證管道始終充滿流體，這就需要檢測出管道中流體是否是充滿整個管道。常用的測量方法是測量出流經管道的導電流體的電導率值，根據測量得到的電導率值，來檢測出管道是否處于空管的狀態。

一種檢測管道是否是空管的方法是在管道中添加兩個單獨的電極，通過測量兩個電極之間或其中一個電極與地之間的電阻值。采用這種方法需要在管道中增加額外的電極，造成傳感器生產成本上升，同時，管道中測量電導率電極在測量過程中會產生干擾信號，影響流量信號的測量。另外一種檢測空管的方法是施加低頻三角波激勵源到測量電極，由于流量測量信號也是在低頻部分，該方法將會對流量測量信號產生嚴重的干擾，同時，低頻三角波勵磁對定時要求較高，需要單獨的定時產生電路，造成轉換器實現復雜度太大。

發明內容

本發明公布了一種電磁流量計中的電導率測量方法，主要采用高頻方波激勵的方法測量流體的電導率，避免了低頻三角波激勵對流量信號的干擾，實現復雜度也大大的降低。

本發明的目的是這樣實現的：

低頻交流方波勵磁驅動單元產生勵磁電流，勵磁電流流過勵磁線圈產生感應磁場，流體管道中的流體在磁場作用下會在測量電極A和測量電極B之間產生感應電壓，根據法拉第電磁感應定律，在磁場強度一定的情況下，感應電壓的大小同帶電流體的運動速度成正比關系。因此，測量電極A和測量電極B之間感應電壓的大小反映管道中帶電流體的運動速度大小。

測量電極A和測量電極B之間的差分感應電壓通過流量信號放大電路轉換為單端電壓，該電壓經低頻耦合電路濾波處理后送到AD轉換器，AD轉換器將模擬電壓信號轉換為便于軟件處理的數字信號，送給主控MCU數字處理單元，采用高頻交流方波激勵的優點是避免了電極極化對流量測量產生的影響，同時，高頻交流方波激勵產生的電導率測量信號和流量測量信號所占用的頻帶不同，可以采用模擬濾波的方法進行分離處理，避免了電導率測量信號和流量測量信號之間的相互干擾。

一種電導率信號和流量信號分離的實施方法，流體管道中的流量信號經過流量信號放大電路送給低頻耦合電路進行低通濾波處理，該低通濾波處理可以抑制高頻電導率測量信號產生的干擾。低頻耦合電路的輸出送給AD轉換器，AD轉換器將模擬信號變為數字信號送給主控MCU數字處理單元；電導率信號經過電導率信號放大電路送給高頻耦合電路進行高通濾波處理，該高通濾波處理可以消除低頻流量信號的干擾，高頻耦合電路的輸出送給AD轉換器，AD轉換器將電導率模擬信號變為電導率數字信號送給主控MCU處理。

高頻交流方波驅動單元驅動測量電極A產生電壓激勵源，該電壓激勵源通過高頻耦合電路對測量電極A施加激勵，將會有電流流過測量電極Ａ和地之間的電導率等效電阻R1，從而在測量電極A和地之間產生感應電壓，感應電壓通過阻抗變換電路，產生電導率等效電壓。電導率信號處理電路通過測量電導率等效電壓，即可得到管道中流體的電導率值。

高頻交流方波的激勵頻率需要根據現場測試情況進行選定，現場測試表明，高頻方波頻率在100Hz?至10K?Hz之間時，電導率測量信號均具有良好的線性度；若激勵頻率過高，將會產生嚴重的非線性失真。