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旋进旋涡流量计的主要难点与设计的关键技术


发布日期:2020-07-28 点击:35次
旋进旋涡流量计的主要难点与设计的关键技术
1、对于旋进旋涡流量计信号的采集、滤波、整形以及保存其完整性。
  旋进旋涡流量计的量程比宽,测量精度,但是被测流体的流量变化比较快或者瞬时流量比较小,或者流体受温度压力影响比较大的时候,旋进旋涡流量计可以准确的测量。然而,被测流体的检测现场工况非常复杂,干扰信号杂乱。仅仅从压电传感器采集的信号,经滤波电路和放大电路处理是不够的,这个时候形成的信号是不规则的。本文的目的是去除所有的对旋进旋涡进动频率有干扰的信号,得到与其一致的脉冲信号。因为流量计使用的工业现场的工况复杂,会存在大量的电磁干扰以及其他的一些干扰源,它们会影响到旋进旋涡流量计的模拟信号处理电路的检测与处理。一般噪声信号主要的来源有三种:高频电磁辐射,交直流电源干扰,以及低频电磁干扰。其中高频干扰源来自空间磁场,交直流干扰源主要是通过电源间的相互影响,低频干扰是最主要的干扰源,他的来源很复杂,如空间50HZ 以下的电磁场,这种低频电磁辐射金属屏蔽罩很难抵御。而且还存在电源干扰,当处理电路共模抑制比较低时,就会出现50HZ 的电源共模干扰,这种低频干扰在正常的旋进旋涡压电传感信号之内,所以噪声信号的消除很重要。
  旋进旋涡流量计的旋涡进动频率受到流体的脉动干扰的影响很大,一般表现在两个方面:一个是耗散进动的能量,另一个是流体干扰波动、压力脉动与旋涡进动频率的线性迭加关系。所以在干扰的状态下可以检测到信号为流体干扰波动和旋涡进动频率线性迭加的结果,是不真实的结果。本文对旋进旋涡流量计的进动频率信号的处理不仅仅是放大、滤波、整形和计数,还增加了双路信号采集的差分处理以解决其抗干扰能力差的问题。并且为减少外界电磁干扰对测量的影响,对硬件电路加入电磁屏蔽层用以增强系统的抗干扰能力。
2、PCB制板分模块化设计以节省资源与设计成本。
  由于本设计为面向市场推广与销售的产品,所以为了节约生产成本以及降低销售价格制定了一套分模块化PCB 设计方案。PCB 制板分为:
(1)流量计主板
(2)压电信号处理模块
(3)液晶显示模块
(4)温度压力采集模块
(5)RS485 模块
(6)二线制电流输出模块
  其中(1)(2)(3)为基本模块,形成一个最简单的旋进旋涡流量计,其他功能模块会按照客户的需求添加,其中(4)旋进旋涡流量计测量的介质为气体,(5)(6)为流量计有24V 外部电源供电时才可使用。这样按照需求制作与购买既节约了制作成本又降低了销售价格。
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