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    電磁流量計的空管檢測電路是基于怎樣的道理及其產生的功用

    發表時間:2019-10-04   點擊次數:446 技術支柱:1560-1403-222
    電磁流量計的測量管中的電極暴露在空氣中時,傳感器會產生很大的干擾信號,致使流量計檢測的數據不能真實的反映液體的流量。為此,在電磁流量計安裝、使用過程中通常要求電磁流量計的管道必須充滿被測液體。但在實際應用中,很難保證管道始終充滿液體。在分析空管干擾機理的基礎上,設計了一個檢測空管的電路,以供參考。
    一、空管干擾的機理
    當電磁流量計傳感器有流體流過時,傳感器中的流體、電極a、b與轉換器的輸入回路構成一個閉合回路「見圖1」,其等效電路見圖2:液體等效電阻R、轉換器輸入阻抗Z1,流缽產生的感應電勢e1、e2。設B是傳感器勵磁的磁場強度,U是管道內流速漫衍場,傳感器輸出的流量信號可用下式表示。

    式中l是電極中的距離
    空管時Re→∞,輸入回路開路。因为轉換器的輸入阻抗Zi高,懸空的電極a、b兩端可感應出很強的干擾電壓。經分析干擾信號主要來自工頻電網「分析過程這里不作詳述」。傳感器有流體流過時,其輸出的流量信號e的ZUI大峰值只有5mV左右,經過轉換器第 一級儀表放大器后的輸出電壓u的ZUI大峰值大概為0.5V「放大100 倍」。空管時,干擾信號的峰值可逾越峰值的幾十倍,轉換器的儀表放大器間歇產生飽和輸出「見圖3」,致使流量計量無法正常運行。
    二、空管干擾的檢測
    為了袪除以上干擾,設計了一個檢測電路「見圖4」。整個檢測電路由跟隨器、器、定時器組成。跟隨器的效用是檢測電路與儀表的其他電路隔離,防备檢測電路對信號u產生影響。器電路的輸入端接2.5V的電壓,當傳感器管路不是空管時,因为信號u,ZUI大值不超過0.5V,于是器的輸出為高電平;當傳感器管路為空管時,器輸出一序列的方波信號。二管D1為方波信號的負電壓供应回路。由NE555構成的通用定時器電路的工作真理是:當輸入觸發信號電平低于電源電壓的1/3時,內部比較器開始工作,觸發電路觸發,內部的放電晶體管斷開,電容C被充電。充電電壓超過電源電壓的2/3時,內部器工作,放電晶體管把電容C中積蓄的電荷放掉,然后守候下次觸發,輸出脈沖寬度由T=1.1×C×R確定,脈沖寬度ZUI長可達數十秒。
    當傳感器不是空管時,因为器電路始終輸出高電平,不能觸發定時器工作,定時器輸出為低電平。而傳感器為空管時,比較器的輸出脈沖不斷的觸發定時器,若T20ms時,定時器的輸出信號始終為高電平。因而,單片機只要通過檢測定時器的輸出信號,可懂得是否為空管。
    三、結語
    以上所述的電磁流量計空管檢測電路不但可以檢測空管信號,同時也可檢測其他的干擾信號,一旦單片機檢測到干擾信號后,就將此刻的流量信號濾除。實踐證明,本文介紹的檢測電路運行簡單、可靠。


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