[發明專利]一種基于零點檢測的電磁流量計工頻噪聲抑制方法

無效

• 申請號: 201310294360.2
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN103344287A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 黃飛
• 申請（專利權）人: 蘇州通途流量儀表有限公司
• 主分類號: G01F1/60
• 分類號: G01F1/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電磁流量計工頻噪聲的控制，具體涉及一種基于零點檢測的電磁流量計工頻噪聲抑制方法。

背景技術

電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律進行流量測量的流量計，根據導電性流體在磁場中運動所產生的感應電勢來推算流體流量。電磁流量計由于其壓損極小，可測流量范圍大，線性度高，耐腐蝕性強等優點，目前在石油、化工、冶金、造紙、水處理等行業得到了廣泛的應用。

由于電磁流量計的物理機制是電磁感應原理，不可避免地會在工作現場引入大量的工頻噪聲信號。工頻噪聲信號通過電磁流量計傳感器勵磁繞組、流體、電極、轉換器放大器回路、供電電源等途徑耦合到流量信號上，而且噪聲信號經過放大后，數量級往往大于流量信號，這給電磁流量計的信號測量和穩定性帶來了嚴重影響。因此，如何有效的抑制工頻噪聲成為研制電磁流量計的一項關鍵技術。

傳統的電磁流量計工頻干擾抑制一般利用以下方法：勵磁周期為工頻周期的偶數倍、Sigma-Delta積分采樣、硬件陷波器和軟件濾波等方法。這些方法可以在一定程度上降低工頻噪聲的干擾，但是還是存在如下缺點：1)工頻噪聲的周期是時變的，采用以上方法仍然存在一定的誤差；2)一般Sigma-Delta積分采樣器速率低，成本高，這大大增加了電流流量計的生產成本；3)硬件陷波可能會對流量信號產生衰減，不利于流量信號的測量；4)軟件濾波需要重建流量信號，算法復雜，增加了單片機的系統開銷。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種基于零點檢測的電磁流量計工頻噪聲抑制方法，用于電磁流量計工頻噪聲的抑制，不但有效地抑制了工頻噪聲對流量測量的影響，而且由于直接采用物理電路進行零點檢測，大大提高了零點檢測的速度，解決了工頻噪聲信號因為頻率時變特性而對系統產生的影響，同時降低了系統成本，增加系統可靠性。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種基于零點檢測的電磁流量計工頻噪聲抑制方法，在于通過流量信號在特定電路中的傳導以實現噪聲抑制，其特征在于，該方法構建一總流量信號控制電路，該控制電路包括流量信號調理電路、過零檢測電路以及信號采樣電路三個模塊；

(一)、流量信號進入流量信號調理電路：該電路由第一、第二兩級信號放大電路以及信號濾波電路一組成；流量信號依次通過第一、第二兩級信號放大電路和信號濾波電路一后，輸出無直流偏置但具有工頻干擾的類方波信號，所述類方波信號最后進入信號采樣電路；

(二)、與上述(一)同步，流量信號進入過零檢測電路：該電路包括第一跟隨器電路、第二跟隨器電路、加法器放大電路以及信號濾波電路二；流量信號首先同時進入第一和第二跟隨器電路，后經第一和第二跟隨器電路輸出，至第三信號放大電路，經過放大后的流量信號進入信號濾波電路二，輸出無直流偏置的工頻信號，然后該工頻信號進入包括比較器的方波發生電路，最后輸出方波信號至信號采樣電路。

進一步，所述第一信號放大電路包括的放大器為儀表放大器，第二信號放大電路包括的放大器為同相放大器；信號濾波電路為一階低通濾波電路。

進一步，所述第一跟隨器電路包括R2與放大器一，第二跟隨器電路包括R1與放大器二，所述第三信號放大電路為包括放大器三的加法器放大電路。

進一步，所述R1與R2的阻值為1M。

本發明所提供的一種基于零點檢測的電磁流量計工頻噪聲抑制方法的有益效果是：A：采用零點檢測來對系統采樣進行觸發的方法，可以屏蔽工頻噪聲對流量信號的干擾，而且不受工頻噪聲頻率變化的影響；B：采用物理電路直接檢測信號零點，可以快速獲取信號零點，提高了系統的響應時間；C：零點檢測電路與流量信號調理電路采用相同的濾波網絡，可以保證工頻干擾與零點檢測信號相位相同，減小由于相位不同造成的采樣誤差。

本發明通過對流量信號分流處理提取工頻噪聲零點信號，并且在過零點進行流量信號采樣，有效地抑制了工頻噪聲對流量測量的影響。而且由于直接采用物理電路進行零點檢測，大大提高了零點檢測的速度，解決了工頻噪聲信號因為頻率時變特性而對系統產生的影響，同時降低了系統成本，增加系統可靠性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1是本發明的電路框圖示意圖；

圖2是本發明的流量調理信號示意圖；

圖3是本發明的零點檢測方波信號示意圖。

圖中數字表示：

1、2流量信號??3、儀表放大器??4、信號濾波電路一