耐酸堿汙（wū）水流量計廠家勵磁結構優化設計的實驗結果分析

耐酸堿汙水流量計廠家是根據電磁感應定律製成的一種測量導電性液（yè）體流量（liàng）的儀表，可以（yǐ）解決其它流量計不易解決的問題，如髒汙流、腐蝕流的測（cè）量  。由於小口徑耐酸堿汙水流量計廠家（jiā）傳感器產生的信號（hào）非（fēi）常小 ，對工作環境要求比較高，比如溫度變化等。
勵磁方式（shì）決定著耐酸（suān）堿汙水流量計廠家的抗幹擾能力大小和零（líng）點的穩定性能 。耐酸堿汙水流量計廠（chǎng）家的發展曆史與勵磁方式的演變過程關係密（mì）切。不同的勵磁方式代表著不同時（shí）代的特征和技術進步。近幾十年來，耐酸堿（jiǎn）汙水流量（liàng）計廠家的關鍵技術——勵磁技術也經曆了直流勵磁(含永磁勵磁)、工頻正弦波勵磁、低頻矩糟波勵磁、低頻（pín）三值矩形波勵磁、高頻矩形波勵磁和可編程脈寬矩形波勵磁、雙頻矩形波勵磁六個階

特別是電磁幹擾信號與有用的（de）信號混在一起， 它們不僅成分複雜（zá），而且有時候幹擾信號還會比流量信號大在這種情況下怎樣（yàng）抑製和排除這些幹擾， 提高信（xìn）噪比就（jiù）成了研製和使用耐（nài）酸堿汙（wū）水流量計（jì）廠家的一（yī）個重要的技術關鍵之一。
而勵（lì）磁方式的選擇直接影響傳感器內部勵磁線圈所產生的磁場情況，進一步影響傳感器輸出的感應電動勢信號（hào）和儀表的測量準確度。在總結現有勵磁方法及（jí）前人（rén）的工作的基礎（chǔ）上，本文（wén）采用雙頻 3 值勵磁方（fāng）法提高信噪比以及零點穩（wěn）定性和測量準確（què）度。
1 雙（shuāng）頻 3 值勵磁方法（fǎ）的設計
國內有的產品在經過大約一年的現場運行以後,儀表的測量誤（wù）差會大大超過規定值,經現場技術人員和專家共同分析得出,其原因是（shì）對勵磁電路的勵（lì）磁方式和勵磁功耗沒（méi）有很好地綜合考慮,引起溫度不（bú）穩定造成的。國際上（shàng）一般采用矩形波勵磁（cí），如圖1所示勵磁波形。

在恒流源上會產生較大的壓降，增加功耗。在一些防爆、電池供電的耐酸堿汙水流量計廠家（jiā）中這（zhè）種
方式就會出現問題。可以（yǐ）通過改進波形來降低勵磁功（gōng）耗。
為了（le）能較準確地測量液固兩相導電性（xìng）流體和低導電率流體的流量，進一步降低勵磁（cí）功耗，進一步實現傳感器小型輕量一體化，又（yòu）必（bì）須采用較高頻率的（de）矩形波勵磁，犧牲耐酸（suān）堿汙水流量計廠家的零點穩定性。為降低勵磁功率，本文用圖 2 所示的波形（xíng）勵磁。

式中: R 為勵磁線圈等效電阻.

對比式(1)與式(2)， 可知a bP P > ， 即間歇式波形中功耗較小。 因（yīn）此適當選擇1t ，2t ，3t ，T 大小， 可有效地降低勵（lì）磁功耗， 從而使得勵磁電流在電路中引起的溫度不穩定因素得以解決（jué）。在一個周期內非（fēi）勵磁時間與勵磁時間相等（děng），正向勵（lì）磁，負向勵磁與兩個非勵（lì）磁部分等於一個周期的（de）四分之一，兩個非勵（lì）磁部分（fèn）間隔在（zài）正勵磁與負勵磁（cí）之間，即

這樣功率（lǜ）就減少了一半，使得勵磁線圈在長期工作時（shí）溫度穩定性提高。如圖 2 中1t 和3 2t t − 為非勵磁部分，即勵磁電（diàn）流為零。這部分很好的解決了由於溫漂引起的零點穩定性問題。
為了（le）解決零（líng）點穩定性和（hé）抗幹擾能力（lì）這一（yī）突出矛盾， *佳方案是采（cǎi）用雙頻 3 值矩形波勵磁的方法，使耐酸堿汙水流量計廠家具（jù）有 3 值勵磁的零點穩定性好的特點，也（yě）進一步降低勵磁功耗。具有高頻矩形波勵磁降低泥漿幹擾和流動噪聲的數量級， 獲得儀表的快速（sù）響應速度， 同時提高電磁流量傳感（gǎn）器輸出信號的信噪比， 成為耐酸堿汙水流量計廠家劃時代的勵磁技術。 如果用雙向勵（lì）磁方法可（kě）以（yǐ）得到對兩個方向水流速度的監測， 即兩（liǎng）組反應水流速度（dù）的（de）電動勢， 經過合理的信號處理就會使得（dé）以上的（de）優點更加（jiā）突（tū）出（chū）。
2 流量計勵磁結構優化（huà）設計
雙勵磁是十字交叉式勵磁，理想情況下，勵磁電（diàn）流 I 1 產生的磁場隻影（yǐng）響電* A 1 和 A 2的電（diàn）動勢，而勵磁電流 I 2 產生（shēng）的磁場隻影響 C 1 和 C 2 的電動勢。為了減小兩（liǎng）組線圈對其它電*的影響，雙（shuāng）向勵磁的兩組磁力線要成 90 度角，如圖 3 所示。

在雙頻 3 值勵磁方式中， 當利用正、 負方波組交替中的不勵磁段的零值來（lái）作為信號的零點（diǎn）參（cān）考（kǎo），從而對正或負勵（lì）磁下（xià）的信號進行補償即動態消除信號的零點漂動值。這在三值正、負方波組（zǔ）勵磁中就是用（yòng）三值中的零值勵磁輸出值來動態互補（bǔ）其他（tā）兩值下的信號（hào）零點。
顯然， 由於（yú）零值勵磁下的信號值並不是真（zhēn）正（zhèng）的正或負值勵（lì）磁下的信號零（líng）點漂（piāo）動值， 而隻能假設與信號零點漂動值有很大的相關性。 從而利用這種假（jiǎ）設的信（xìn）號零點漂動值來進行動態相關互補真正的信號零點漂動（dòng）值。
3 實驗結果分（fèn）析
零點動態相關互補方法是我們（men）在研製微小流量耐酸堿（jiǎn）汙水流量計廠家、 脈衝流量耐酸堿汙水流量計廠家采用的信號放大處理方法。 其優點是可使勵磁頻（pín）率能在勵磁回路的慣（guàn）性常數（shù）允許下達到*大值， 並（bìng）
保持信號放大處理（lǐ）後的零點穩定和對流動噪聲不敏感， 使耐酸堿汙水流（liú）量計廠家（jiā）具有良好的動態響應性能和（hé）零點穩定性（xìng）能。

勵磁電流 I 1 和 I 2 相差四分之一周期，這樣兩個勵磁電流的非勵磁部分可以（yǐ）避免在同一時間出（chū）現，導致這段時間水流速度數據丟失。如（rú）圖 4 所示。水流穿（chuān）過勵磁電流 I 1 產生的磁（cí）場 B 1 在電* A 1 和 A 2 兩（liǎng）端產生電動勢 E 1 反映的是 t 1 -t 2 和（hé） t 3 -t 4 時（shí）間的水流信息；水流穿過勵磁電流 I 2 產生的磁場 B 2 在電* C 1 和 C 2 兩端產生電動（dòng）勢（shì） E 2 則反映的是 t 0 -t 1 和 t 2 -t 3 時間的水流信息，這樣（yàng）水流（liú）在整個周期內的流量（liàng）信息都（dōu）被（bèi）采（cǎi）集到 E 1 與 E 2 內，保證了流量計數據的完整性。
本（běn）文（wén）勵磁方法的主要目的使耐酸堿汙水流量計廠家對流量變化響應快、 零（líng）點穩定和對流動噪聲（shēng）影響不敏感。 其原理是利用非勵（lì）磁部分的零點穩定特性與高（gāo）頻快速響應（yīng）特點兩者性能互補來改善勵磁耐酸堿汙水流量計（jì）廠（chǎng）家性能，圖 5 是本文勵磁方法的原理圖。

這種雙頻勵磁法在較少流量起伏的情況下， 可以提供對流動噪聲影響不敏感， 同時有保證有穩定的零點的汙水流（liú）量計。 而（ér）對流量連續波動的情況， 這種方法也難以保證穩定的零點，

4 結論（lùn）
本文主要提（tí）出了耐酸堿汙水流量計廠（chǎng）家新的勵磁方法： 雙頻（pín） 3 值勵磁方法， 通（tōng）過合理設計使得外（wài）部幹擾*小，儀器穩定（dìng）性*高，對傳感（gǎn）器輸出信（xìn）號處理濾除幹擾信號提高精度（dù）。但本（běn）質上還（hái）是矩形波（bō）勵磁的（de）方（fāng）式的一種變（biàn）形， 因此（cǐ）， 上述對信號處理方（fāng）法的分析與探討具有一定的普遍性。
耐酸堿汙水流量計廠家的動（dòng）態響應與零點穩定性問題是一對相互製約的性能要求。 無論（lùn）采用何種勵（lì）
磁方法兩者之間都存在矛盾。 本文的設計保證動態響應快（kuài）的同時又提高了零點（diǎn）穩定性。 同時，通過隔直、濾波等其他手段也可以在較高勵磁頻率下達到零點較穩定的（de）效果。對於節能（néng）、防爆以及高精確度檢（jiǎn）測的要求，小功率與大量程範（fàn）圍度的性能追求（qiú）是必不可少（shǎo）的。因此，充分提（tí）高耐酸堿汙水流量計廠家的綜合性能指標是耐酸堿汙水流量計廠家技術的發展趨勢。 135
本設計的缺陷是對線圈的安裝要求較高，雙向勵磁的兩組磁力線要成 90 度角。以及對
線圈電感的（de）匹配要求比較高，在以（yǐ）後的研究中（zhōng）希望能夠改進。