漿液型電磁流量計(jì)的探討  二

漿液測(cè)量的關(guān)鍵在于有效克服漿液噪聲的影響。而根據(jù)漿液噪聲的1 /f 特性及國(guó)外研究結(jié)論，可以采用高頻勵(lì)磁或雙頻勵(lì)磁來(lái)有效降低漿液噪聲的影響，進(jìn)而從信號(hào)處理上進(jìn)一步削弱漿液噪聲，提高測(cè)量精度。為此，電磁流量計(jì)的勵(lì)磁控制和信號(hào)處理至關(guān)重要。

本文在現(xiàn)有的信號(hào)處理方法和勵(lì)磁控制研究的基礎(chǔ)上，提出有效的漿液信號(hào)處理方法，并以TI 公司DSP 芯片TMS320F2812 ( 以下簡(jiǎn)稱F2812) 為核心，研制漿液型電磁流量計(jì)。

2 系統(tǒng)硬件研制

2． 1 硬件方案

本系統(tǒng)主要包括勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)模塊、信號(hào)調(diào)理采集模塊、信號(hào)處理控制模塊、人機(jī)接口模塊、通訊模塊及電源管理模塊，由F2812 產(chǎn)生特定時(shí)序的勵(lì)磁控制信號(hào)控制勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)模塊工作。勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)模塊向電磁流量計(jì)勵(lì)磁線圈提供特定時(shí)序的勵(lì)磁電流，建立特定形式的交變磁場(chǎng)。勵(lì)磁電流同時(shí)由檢流電路檢測(cè)并由A/D 轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換以送給信號(hào)處理控制模塊。電磁流量計(jì)感應(yīng)輸出信號(hào)( SIG)由信號(hào)調(diào)理采集模塊調(diào)理并進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換。A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果再送給信號(hào)處理控制模塊，由DSP 進(jìn)行信號(hào)處理以獲取流量信號(hào)。人機(jī)接口模塊用于人機(jī)交互操作。通訊

模塊用于上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2． 2 勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)模塊

由于漿液噪聲幅值與頻率之間成1 /f 特性，因此，本系統(tǒng)采用高頻方波勵(lì)磁控制方案，以提高傳感器輸出信號(hào)的基頻，從而在漿液測(cè)量時(shí)有效降低漿液噪聲影響，提高信噪比。勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)模塊主要由恒流源電路、勵(lì)磁控制電路、檢流電路和A/D 轉(zhuǎn)換電路組成，具體采用文獻(xiàn)

中的技術(shù)方案。恒流源電路向勵(lì)磁線圈提供恒定的穩(wěn)態(tài)勵(lì)磁電流，勵(lì)磁控制電路用于切換勵(lì)磁電流的方向以實(shí)現(xiàn)方波勵(lì)磁。由于隨工作環(huán)境的變化和時(shí)間的推移，勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)模塊參數(shù)及電磁流量計(jì)勵(lì)磁線圈參數(shù)可能會(huì)發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致勵(lì)磁電流變化，使得測(cè)量結(jié)果發(fā)生偏差。為此，勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)置了檢流電路以檢測(cè)勵(lì)磁電流，并由A/D 轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換以傳送給DSP進(jìn)行處理結(jié)果的電流修正。

電磁流量計(jì)