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基于dsp的涡街流量计和科氏质量流量计二次仪表

上传者:杜炜
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上传时间:2015-05-05
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基于dsp的涡街流量计和科氏质量流量计二次仪表



计量~— 徐科军 台肥工业大学 自动化研究所 (台肥230009) 基于DSP的涡街流量计 和科氏质量流量计 二次仪表 摘要将先进的信号处理方法和数字信号处理器(D口)应用于流量计的信号处理.计算流量信号的频 丰和相位差等,克服目前此类流量计信号处理方法的局限,提高测量精度和抗干扰能力,扩太量程比,实 现小流量测量。研制基于DSP的涡街流量计和科里臭利质量漉量计二次仪表。 主题词涡街流量计科里臭利质量流量计数字信号处理嚣二次仪表 Al埘幢d Tb吼甘洲她lI|1呲a的惜of酬pfoc蜘lHd耵吣涮noMne慨so as协№th打 越a删。f m∞su旭删,删-ncafe㈣,and粥例o ln ho衅of I社1t-fbw m∞郸嘲懈t,DsP一酬 靶∞叫ary d妇fbr w橛s卜日ddj“g m打md CTI。IjS m档flc啊m曲盯h∞b鲫d吼BI研)ed by珥)p姐ng 越k删懿时Pr。(瞄啦mdh卅茁d酬s妇1al po∞卿(D6P)t。flcwm曲日删prⅨ碰s岫lbr the ∞bJ№offbw sI!删缸4嘲and对艘dI舶托m“. sll崎ect HeadirI萨Vor晒}幽刊dh帕me暗。o)^ol|s rr目酷Ⅱo吡T谢汀.Dig}bl寸g舱l pfo∞ss饼,&蜣ndary devl∞ 被人们称为“数字孔板”的涡街流量计,具有测 量精度较高、无活动件、可靠性好、输出信号频率与 状态体积流量成正比等优点。近年来发展速度居流 量仪表第二位,在各行各业获得愈来愈广泛的应用。 但是,涡街流量计在应用中还存在两个关键问题没 有解决。一是由于涡街流量计工作原理的关系,它 易受外界振动干扰,而工业现场的振动是普遍存在 的。①管道机械振动干扰:水泵、阀门的开启,大电 机的运行等;②流场干扰:流场不稳定,在现场直管 段长度达不到要求。由于现场振动噪声的干扰,使 得现场测量误差远远大于实验室标定误差,有时实 际测量误差可达50%之大。二是量程下限受限,不 能测量小流量。而现场的管道是一定的,并且,工艺 上对流体的压力有要求.不能缩小管道的口径,所 以.测量小流量是不可避免的。量程下限受限是由 于当流量小时,涡街传感器的输出信号比较微弱,易 被噪声淹没。所以,上述两个问题是有内在联系的。 这两个问题影响了涡街流量计特点的发挥,阻碍它 的发展。 ? 机械工业技术发展基金和高等学校骨干教师资助计划项目 Ⅱ丽面画晤F雨磊丽百面厍甬 科里奥利质量流量计(以下简称为科氏流量计) 是一种新型流量计,其特点是:直接实现质量流量的 测量.这是许多工业应用迫切期待的;管内无障碍 物。便于清洗;可以同时获取密度测量值。它是当前 发展最为迅速的流量计之一,具有广阔的应用前景。 科氏流量计也是基于流体振动原理进行工作的。它 要求其信号处理电路精确地测量来自两个 流量传感 器信号的相位差。目前,其基于模拟电路的信号处 理方式(放大、滤波、整形和计数),存在如下局限:① 对噪声特别敏感。而工业现场,噪声各种各样,干扰 是无法避免的。科氏流量传感器输出信号的频率落 入许多工业噪声的频率范围,而且传感器输出信号 的幅值比较小,在许多情况下,并不明显大于噪声信 号的幅值,这就限制了流量计的灵敏度,使得有用信 息的获取十分困难,导致实际的测量精度达不到指 标规定的精度。②模拟滤波器会改变信号的幅值和 相位,这是不希望产生的结果。因为两个信号之间 的时间延迟是用来求出处理流体特性的基本信息。 ③管子的振动频率受流体密度等因素的影响,使其
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