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电磁流量计的空管检测电路解析

2020/11/30 14:16:00      点击:
电磁流量计的测量管中的电极暴露在空气中时,传感器会发生很大的搅扰信号,致使流量计检测的数据不能真实的反映液体的流量。为此,在电磁流量计安装、使用进程中一般要求电磁流量计的管道必须充满被测液体。但在实践应用中,很难确保管道一直充满液体
 
一、空管搅扰的机理
电磁流量计传感器有流体流过期,传感器中的流体、电极a、b与转换器的输入回路构成一个闭合回路(见图1),其等效电路见图2:液体等效电阻R、转换器输入阻抗Z1,流钵发生的感应电势e1、e2。设B是传感器励磁的磁场强度,U是管道内流速分布场,则传感器输出的流量信号可用下式表示。

式中l是电极中的距离
空管时Re→∞,输入回路开路。因为转换器的输入阻抗Zi极高,悬空的电极a、b两端可感应出很强的搅扰电压。经剖析搅扰信号主要来自工频电网(剖析进程这儿不作详述)。传感器有流体流过期,其输出的流量信号e的ZUI大峰值只要5mV左右,经过转换器第 一级外表扩大器后的输出电压u的ZUI大峰值大概为0.5V(扩大100 倍)。空管时,搅扰信号的峰值可高出正常峰值的几十倍,转换器的外表扩大器间歇发生饱满输出(见图3),致使流量计量无法正常运转。
 
二、空管搅扰的检测
为了扫除以上搅扰,规划了一个检测电路(见图4)。整个检测电路由跟从器、比较器、定时器组成。跟从器的作用是将检测电路与外表的其他电路隔离,避免检测电路对信号u发生影响。比较器电路的正向输入端接2.5V的电压,当传感器管路不是空管时,因为信号u,ZUI大值不超过0.5V,所以比较器的输出一直为高电平;当传感器管路为空管时,比较器输出一序列的方波信号。二极管D1为方波信号的负电压供给回路。由NE555构成的通用定时器电路的作业原理是:当输入触发信号电平低于电源电压的1/3时,内部比较器开端作业,触发电路触发,内部的放电晶体管断开,电容C被充电。充电电压超过电源电压的2/3时,内部比较器再次作业,放电晶体管把电容C中积蓄的电荷放掉,然后等待下次触发,输出脉冲宽度由T=1.1×C×R确认,脉冲宽度ZUI长可达数十秒。

当传感器不是空管时,因为比较器电路一直输出高电平,不能触发定时器作业,定时器输出为低电平。而传感器为空管时,比较器的输出脉冲不断地触发定时器,若T大于20ms时,定时器的输出信号一直为高电平。因此,单片机只要经过检测定时器的输出信号,便可知道是否为空管。
 电磁流量计

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