摘要:電磁流量計(jì)是以法拉第電磁感應(yīng)定律為原理進(jìn)行導(dǎo)電流體體積流量的速度測(cè)量的流量計(jì)，自從電磁流量計(jì)進(jìn)入市場(chǎng)，其性能就在不斷完善，這是市場(chǎng)需求下科學(xué)技術(shù)推動(dòng)形成的，如今電磁流量計(jì)已經(jīng)成為一項(xiàng)技術(shù)成熟且得到廣泛應(yīng)用的新一代智能流量?jī)x表。基于此，本文主要對(duì)智能電磁流量計(jì)技術(shù)探析進(jìn)行了分析。
1引言
現(xiàn)階段，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，在很多領(lǐng)域都應(yīng)用了智能卡以及單片機(jī)技術(shù)，以下主要是對(duì)--種智能化的流量計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行分析研究，在該系統(tǒng)中具有很大的優(yōu)勢(shì)，其功能十分全面，并且成本也很低、體積小能耗也比較少，在調(diào)試時(shí)非常方便，控制起來(lái)十分正確，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。
2電磁流量計(jì)的測(cè)量原理
電磁流量計(jì)是一種測(cè)量導(dǎo)電性液體的體積流量?jī)x表，其測(cè)量原理基于法拉第電磁感應(yīng)定律。測(cè)量管內(nèi)的被測(cè)介質(zhì)相當(dāng)于電磁感應(yīng)中的導(dǎo)體，上、下兩個(gè)勵(lì)磁線(xiàn)圈夾持在測(cè)量導(dǎo)管的上、下兩邊，用于產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)流經(jīng)測(cè)量管時(shí)，傳感器的兩側(cè)電極會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。為了避免感應(yīng)電壓出現(xiàn)短路，測(cè)量管內(nèi)壁與電極間必須有絕緣襯里。襯里可根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的種類(lèi)和工.作溫度來(lái)選擇，一般常用的有特氟隆、橡膠、陶瓷等。電磁流量計(jì)由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成。被測(cè)介質(zhì)的流量經(jīng)傳感器變換成感應(yīng)電勢(shì)，再由轉(zhuǎn)換器將感應(yīng)電勢(shì)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的直流標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出，供其他指示、記錄和調(diào)節(jié)儀表使用。
3智能電磁流量計(jì)系統(tǒng)硬件的構(gòu)成
(1)單片機(jī)。對(duì)于該系統(tǒng)中的單片機(jī)來(lái)說(shuō)，其內(nèi)置的RAM主要是128字節(jié)、存儲(chǔ)器閃速的字節(jié)為2K，其中具有兩個(gè)16位的計(jì)數(shù)器，中斷源有五個(gè)。同時(shí)還具有一個(gè)全雙工串行口、以及一個(gè)正確的模擬比較器。在單片機(jī)的外部則是含有引腳，與其他類(lèi)型的單片機(jī)相比較則是壓縮了很多的接口線(xiàn)。
(2)IC卡讀寫(xiě)器。在相應(yīng)的IC卡的讀寫(xiě)器中主要是由串行可編程閃速存儲(chǔ)器以及一些外圍的元器件進(jìn)行構(gòu)成，同時(shí)在相應(yīng)的IC卡中具有兩種讀寫(xiě)操作模式，分為A與B,前者能夠?qū)﹂W速存儲(chǔ)器進(jìn)行操作，但是后者則是不能。這兩種模式的工作流程主要是由相關(guān)的單片機(jī)向著IC卡進(jìn)行操作訓(xùn)練，這樣將會(huì)接SCK端發(fā)送--些時(shí)鐘脈沖,將S0以及SI端的數(shù)據(jù)串行的輸入到相應(yīng)的單元中。在該系統(tǒng)中，是利用A模式，并且其讀卡器的命令為52H,XXH,XXH，XXH。對(duì)于寫(xiě)卡來(lái)說(shuō)，是利用A類(lèi)模式中的第二種模式，利用緩沖器來(lái)寫(xiě)相關(guān)的命令。
(3)顯示驅(qū)動(dòng)電路。對(duì)于顯示驅(qū)動(dòng)電路來(lái)說(shuō)，主要是以MAX7221芯片構(gòu)成，其中MAX7221是一一個(gè)八位七段的共陰極顯示驅(qū)動(dòng)芯片，其中有三線(xiàn)串行輸入輸出接口，會(huì)與單片機(jī)相互連接，同時(shí)這樣也不需要與任何的外圍元器件進(jìn)行了解，使電路的調(diào)試十分的簡(jiǎn)便。在該系統(tǒng)中，相關(guān)的單片機(jī)會(huì)每隔一-段時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送以及播放。在對(duì)其進(jìn)行預(yù)先的設(shè)定之后，那么相關(guān)的MAX7221將會(huì)自行將鎖存器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)出，經(jīng)過(guò)翻譯之后，對(duì)其進(jìn)行放大處理，在驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)的循環(huán)中顯示，最終將單片機(jī)下次再串行送到另外一組數(shù)據(jù)中，這時(shí)MAX7221將會(huì)對(duì)鎖存器中的內(nèi)容進(jìn)行修改，以此來(lái)改變相應(yīng)的顯示結(jié)果。
(4)隔離驅(qū)動(dòng)電路。在該系統(tǒng)中，主要是利用單片機(jī)來(lái)控制流體回路通斷的狀態(tài)，主要是對(duì)電磁閥門(mén)的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。對(duì)于電磁閥門(mén)來(lái)說(shuō)，主要是屬于強(qiáng)電部分，因此其不能夠與一些弱電部分相互連接。另外，對(duì)于強(qiáng)點(diǎn)控制回路來(lái)說(shuō)，會(huì)對(duì)單片機(jī)控制系統(tǒng)產(chǎn)生很?chē)?yán)重的干擾，這樣將會(huì)嚴(yán)重的影響單片機(jī)系統(tǒng)的正常工作。其中所采用的方式主要是利用單片機(jī)以及強(qiáng)電來(lái)控制一些回路之間的隔離驅(qū)動(dòng)電路。并且在這個(gè)電路中還會(huì)采取相關(guān)的措施，來(lái)消除一些電氣對(duì)單片機(jī)產(chǎn)生的電磁干擾。
4智能電磁流量計(jì)技術(shù)分析
4.1動(dòng)態(tài)勵(lì)磁技術(shù)
所謂動(dòng)態(tài)勵(lì)磁技術(shù)，就是在三值矩形波勵(lì)磁的基本前提下，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)流體狀態(tài)對(duì)調(diào)整勵(lì)磁頻率進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而提高測(cè)量的穩(wěn)定性。現(xiàn)階段，因?yàn)門(mén)業(yè)施工現(xiàn)場(chǎng)管路比較復(fù)雜，閥門(mén)、彎頭、分支管以及變徑管等對(duì)流體流態(tài)的影響比較大，并且支管路比較短，這樣就不足以消除以上組件對(duì)流體的擾動(dòng)。在這一工作環(huán)境下，通常電磁流量計(jì)穩(wěn)定性比較差，這樣就需要手動(dòng)設(shè)置阻尼系數(shù)來(lái)提高測(cè)量的穩(wěn)定性。但是阻尼會(huì)使流量測(cè)量跟蹤速度比較慢，并且沒(méi)有辦法及時(shí)反應(yīng)流量的變化，而動(dòng)態(tài)勵(lì)磁技術(shù)可以很好的解決這一-問(wèn)題，倘若體波動(dòng)比較大，就需要自動(dòng)增大勵(lì)磁周期，提高測(cè)量穩(wěn)定性。對(duì)于比較復(fù)雜的環(huán)境，應(yīng)該采用動(dòng)態(tài)勵(lì)磁技術(shù)與阻尼設(shè)置兩者相結(jié)合的方式來(lái)提升液體測(cè)量的穩(wěn)定性。
4.2信號(hào)處理系統(tǒng)
所謂信號(hào)處理系統(tǒng)，就是前置放大電路對(duì)接收的流量信號(hào)進(jìn)行有效處理，并且在抑制噪聲和干擾的時(shí)候，對(duì)收到的微弱流量信號(hào)進(jìn)行放大。同時(shí)采用整形電路將差動(dòng)的雙端流量信號(hào)轉(zhuǎn)變成單端流量信號(hào)，采用A/D轉(zhuǎn)換電路將流量信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字量，隨后將數(shù)字量進(jìn)入單片機(jī)對(duì)數(shù)字進(jìn)行計(jì)算，從而得到流速值和流量值。而智能信號(hào)處理系統(tǒng)能夠很好的解決這些問(wèn)題，首先對(duì)液體的電導(dǎo)率進(jìn)行檢測(cè)，隨后根據(jù)電導(dǎo)率自動(dòng)的選擇波電容、電阻等，對(duì)不同電導(dǎo)率液體流量進(jìn)行測(cè)量，從而達(dá)到提高測(cè)量精度的目的。
4.3誤差修正技術(shù)
針對(duì)電磁流量計(jì)的誤差，應(yīng)該采用零點(diǎn)校正與基本誤差修正相結(jié)合的方法，公式如下:V=kE-V0;其中V代表液體實(shí)際流速;k代表基本誤差修正系數(shù)，E代表實(shí)測(cè)流速轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，V0代表零點(diǎn)偏移量。在進(jìn)行誤差修正的時(shí)候，應(yīng).該根據(jù)流量計(jì)傳感器特性進(jìn)行流量分段修正方法的引進(jìn)，并且根據(jù)《電磁流量計(jì)》的規(guī)章制度，對(duì)流量檢定點(diǎn)進(jìn)行劃分，.例如:Qmax(流量測(cè)量上限)、Qmin(流量測(cè)量下限)等，并且對(duì)其進(jìn)行分階段性的修正，從而就能有效滿(mǎn)足測(cè)量精度的具體要求。
5結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，智能電磁流量計(jì)各種技術(shù)的共同作用下，性能得到進(jìn)一步提升，也有效滿(mǎn)足了更加苛刻的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量需求。
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