[發(fā)明專利]一種驗(yàn)證微分干擾變化的電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911079882.4
• 申請日: 2019-11-07
• 公開（公告）號: CN110941895B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李斌;陳潔;盧楠
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01F1/58
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

本發(fā)明涉及一種驗(yàn)證微分干擾變化的電路，屬于電磁測量領(lǐng)域。所述的微分驗(yàn)證模型包括：由類似于“變壓器效應(yīng)”疊加到流量信號上的微分信號，主要由勵磁線圈等效電感和測量回路等效電感組成；由測量電極接觸電阻、電荷傳遞電阻、雙電層電容組成的等效電極阻抗；雙輸入通道的差分放大器。選擇合適的勵磁電流方式、頻率和驗(yàn)證模型參數(shù)后，依次驗(yàn)證微分干擾與所提出的三種因素對干擾的作用效果，彌補(bǔ)了當(dāng)前相關(guān)微分大小驗(yàn)證研究空白的狀況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種驗(yàn)證電磁流量計中微分干擾變化的電路，屬于流量計測量領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電磁流量計是基于“法拉第電磁感應(yīng)定律”的流量儀表，由傳感器和變送器組成，前者將流體轉(zhuǎn)換成可檢測電信號，后者對其進(jìn)行一系列的處理變成實(shí)際的流量。理想情況下電極上感應(yīng)出的電勢與流體流速成正比，但在實(shí)際中電極信號摻雜許多干擾如微分干擾、同向干擾、工頻干擾、共模干擾、串模干擾、漿液干擾和極化干擾等。為確保流量計測量準(zhǔn)確性需抑制上述干擾：常采用交流勵磁克服極化；高共模抑制比差分放大器克服共模；勵磁頻率與工頻具有整數(shù)倍關(guān)系克服工頻；良好接地技術(shù)和靜電屏蔽克服串模；高勵磁克服漿液噪聲。

消除上述干擾后，電磁流量中主要干擾是微分，采用交流勵磁時，勵磁線圈等效電感使勵磁電流在切換中存在漸變過程，從而磁感應(yīng)強(qiáng)度處于非穩(wěn)定狀態(tài)，變化的磁場穿過由被測流體、測量電極、電極引出線和變送器共同組成的不能與磁力線保持平行的閉合回路，此時，線圈相當(dāng)于變壓器的初級，回路等價于一匝的次級線圈(大小可等效為回路電感)。根據(jù)“變壓器效應(yīng)”將有一個尖峰即微分干擾疊加在電極上，影響流量測量。

針對在測量時產(chǎn)生的微分干擾問題進(jìn)行深入的分析，研究其產(chǎn)生的原因、影響因素是電磁流量計在今后的發(fā)展應(yīng)用中需要解決的重要問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對電磁流量計中的三種影響微分干擾大小的因素以及它如何隨之變化的問題，提出了一種驗(yàn)證微分干擾變化的電路。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是：

本發(fā)明在原有電極回路模型基礎(chǔ)上(OK.Saito,Y.Sakurai,T.Okayama.Study?onStabilized?Zero-point?of?Electromagnetic?Flow?meter?Rapid?Excitation[J].1994.5(2):829-832)，采用類似于“變壓器原理”得到干擾并將它以串聯(lián)形式接入原模型中構(gòu)成新的測量結(jié)構(gòu)，充分考慮到勵磁線圈等效電感2.1和測量回路電感2.2對干擾的效果。而正電極等效阻抗4、負(fù)電極等效阻抗7的值與被測流體性質(zhì)有關(guān)，同樣影響微分干擾值。

本發(fā)明提供一種驗(yàn)證微分干擾變化的電路，包括正電極電路A、負(fù)電極電路B和差分放大器8；其特征在于：正電極電路A和負(fù)電極電路B并聯(lián)后再接入到差分放大器8的兩端；正電極電路A包含放大倍數(shù)為K1的放大元件1、由類似于“變壓器原理”形成的電感元件2、同向加法器3和正電極等效阻抗元件4；負(fù)電極電路B包含放大倍數(shù)為負(fù)K2的放大元件5、類似于“變壓器原理”形成的電感元件2、反向加法器6和負(fù)電極等效阻抗元件7；工作原理是三值波勵磁電流信號經(jīng)過放大元件1后得到與流體流量信號幅值成正比的正感應(yīng)電勢信號，同時勵磁電流信號通過類似“變壓器原理”形成的電感元件2后等效于對勵磁電流求微分得到微分干擾信號，正感應(yīng)電勢信號和微分干擾信號經(jīng)過同向加法器3后得到正混合信號，再將正混合信號通過正電極等效阻抗元件4后得正電極電路A的檢測信號。同理三值波勵磁電流信號經(jīng)過放大元件5后也得到與流體流量信號幅值成正比的負(fù)感應(yīng)電勢信號，且與正電極電路A得到的正感應(yīng)電勢信號大小相等方向相反，同樣將負(fù)感應(yīng)電勢信號和微分干擾信號經(jīng)過反向加法器6后得到負(fù)混合信號，再將負(fù)混合信號通過負(fù)電極等效阻抗元件7后得負(fù)電極電路B的檢測信號。正電極電路A的檢測信號、負(fù)電極電路B的檢測信號分別引入到差分放大器8的正向輸入端和反向輸入端，在差分放大器8內(nèi)部做運(yùn)算最終得出電極檢測信號。