[發(fā)明專利]多線圈陣列的流量電磁測量裝置及測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011276430.8
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112461305B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葛亮;陽彩霞;葉正旺;肖小汀;胡澤;韋國暉;賴欣;李丹;陳俊先;白洋
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: G01F1/58
• 分類號: G01F1/58;G01F1/60
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 趙浩竹

1.多線圈陣列的流量電磁測量裝置，其特征在于：包括電極、馬鞍形線圈組、勵磁系統(tǒng)、晶振電路、復(fù)位電路、前置放大電路、濾波電路、乘法電路、互相關(guān)檢測電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、以及鍵盤、顯示電路、D/A轉(zhuǎn)換模塊、存儲模塊、通信接口，所述馬鞍形線圈組包括A陣列勵磁線圈和B陣列勵磁線圈，所述A陣列勵磁線圈和B陣列勵磁線圈固定于測量管外部，所述電極放置于測量管內(nèi)，提供給A陣列勵磁線圈提供和B陣列勵磁線圈通以交流電，產(chǎn)生與非軸對稱流流型的虛電流相匹配的非均勻磁場，

其中，A陣列勵磁線圈和B陣列勵磁線圈均由4個張角不同的馬鞍形勵磁線圈組成，中心線圈為張角為36deg，匝數(shù)為144匝的馬鞍形線圈，第二層線圈為張角為72deg，匝數(shù)為132匝的馬鞍形線圈，第三層線圈為張角為108deg，匝數(shù)為123匝的馬鞍形線圈，最外層線圈為張角為144deg，匝數(shù)為108匝的馬鞍形線圈，通過A陣列勵磁線圈和B陣列勵磁線圈構(gòu)成勵磁系統(tǒng)，

所述電極輸出的流量信號通過放大器、濾波電路處理后，利用乘法電路將輸出波形進行處理，選擇性的獲取波形穩(wěn)定波段，利用DSP相關(guān)算法，將勵磁信號與處理后的波形信號進行相關(guān)處理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多線圈陣列的流量電磁測量裝置，其特征在于：所述A陣列勵磁線圈和B陣列勵磁線圈對稱分布于測量管的管壁兩側(cè)，所述測量管的外部設(shè)有阻止磁場向外發(fā)散的鋼質(zhì)屏蔽材料構(gòu)成的磁屏蔽罩。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多線圈陣列的流量電磁測量裝置，其特征在于：還包括旁路電容和去耦電容。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多線圈陣列的流量電磁測量裝置，其特征在于：所述電極通過雙絞線傳輸流量信號。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多線圈陣列的流量電磁測量裝置，其特征在于：所述互相關(guān)檢測電路采用互相關(guān)算法，將處理后的流量信號與勵磁信號6.25Hz的低頻三值矩形波進行互相關(guān)操作。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多線圈陣列的流量電磁測量裝置，其特征在于：所述濾波電路采用算數(shù)平均濾波，每個半周期上的非零部分等間隔取樣32個數(shù)據(jù)點，對取出的32個數(shù)據(jù)點進行算術(shù)平均運算，則一個周期的非零部分有64個采樣點，通過兩次算數(shù)平均運算，獲得的兩個值作為最終波形的波峰與波谷數(shù)據(jù)值，并以此波形計算出流量輸出幅值，反演可得實際非軸對稱流流型的流量數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的多線圈陣列的流量電磁測量裝置及測量方法，其特征在于：所述的多線圈陣列的流量電磁測量裝置的測量方法包括以下步驟：

S1：選定馬鞍形線圈作為電磁流量計勵磁結(jié)構(gòu)的基線圈；

S2：確定最優(yōu)的馬鞍形線圈角度以及最優(yōu)的匝數(shù)；

S3：采用前置放大電路進行差動放大，采用雙絞線傳輸流量信號，通過鋼質(zhì)磁屏蔽罩將干擾源與信號傳輸線進行有效的物理隔離；

S4：通過乘法器將勵磁信號1/4周期的矩形波與波形信號相乘，獲得僅包含平穩(wěn)波段的流量信號，利用DSP相關(guān)算法，將處理后的流量信號與勵磁信號6.25Hz的低頻三值矩形波進行互相關(guān)操作。