1.一種電磁流量計(jì)抗強(qiáng)干擾的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:所述電磁流量計(jì)至少包括:電源、外部存儲(chǔ)器和傳感器，

        所述電源為兩個(gè)，通過切換電源使勵(lì)磁電路的信號(hào)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，

        所述外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用鐵電存儲(chǔ)器，

        對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波處理抑制干擾信號(hào)，并提高勵(lì)磁頻率以提高信噪比。

 

        2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁流量計(jì)抗強(qiáng)干擾的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:使用線性穩(wěn)壓器作為恒流源并在電源上增加過壓、欠壓保護(hù)電路以減小轉(zhuǎn)換器在通電和斷電時(shí)電源對(duì)轉(zhuǎn)換器的沖擊。

        3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁流量計(jì)抗強(qiáng)干擾的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:所述的濾波處理包括:梳狀帶通濾波處理和灰度濾波處理。

        4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁流量計(jì)抗強(qiáng)干擾的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:采用多層PCB板結(jié)構(gòu)，增加各個(gè)功能模塊之間的間距以提高各功能模塊之間的抗干擾能力。

        5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電磁流量計(jì)抗強(qiáng)干擾的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:利用勵(lì)磁線圈驅(qū)動(dòng)電路提高勵(lì)磁頻率。

        6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁流量計(jì)抗強(qiáng)干擾的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:所述勵(lì)磁線圈驅(qū)動(dòng)電路包括:H橋及其開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，所述H橋高端采用PNP達(dá)林頓晶體管，低端采用N溝道MOS管。

       7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電磁流量計(jì)抗強(qiáng)干擾的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:將變壓器中的信號(hào)電源與勵(lì)磁電源分隔以減小勵(lì)磁電源對(duì)信號(hào)電源的影響。

        8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電磁流量計(jì)抗強(qiáng)干擾的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:采用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)字濾波處理。

 

電磁流量計(jì)抗強(qiáng)干擾的實(shí)現(xiàn)方法

技術(shù)領(lǐng)域

        [0001]本發(fā)明涉及電學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種電磁流量計(jì)抗強(qiáng)干擾的實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

        [0002]目前，電磁流量計(jì)作為流量?jī)x表領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用最多的流量?jī)x表，已經(jīng)應(yīng)用到眾多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中，尤其是上水/下水、冶金/礦山、造紙/紙漿和制藥等產(chǎn)業(yè)。但這些產(chǎn)業(yè)目前處于以下情況:中國(guó)水資源分布不勻，人們擔(dān)心也許會(huì)影響可持續(xù)發(fā)展，因此投資于上水/下水處理許多項(xiàng)目，投入資金預(yù)計(jì)有220億美元;在礦業(yè)方面試圖發(fā)展成全球市場(chǎng)的一方實(shí)力:作為植樹造林和造紙間構(gòu)筑成一個(gè)完整產(chǎn)業(yè)鏈的國(guó)家計(jì)劃，將增加速生林500萬(wàn)公頃，在造林區(qū)域附近建筑大規(guī)模現(xiàn)代化造紙廠;中國(guó)已有6700家以上制藥企業(yè)，也是世界急速成長(zhǎng)的非處方銷售(OTC)藥品市場(chǎng)的重要部分，與其銜接的上游醫(yī)用化學(xué)藥品產(chǎn)業(yè)合在一起成為醫(yī)藥生產(chǎn)大國(guó)。

        [0003]但是，在這些發(fā)展?jié)摿薮蟮男袠I(yè)當(dāng)中，國(guó)產(chǎn)電磁流量計(jì)的市場(chǎng)分額較少，其產(chǎn)品主要采用進(jìn)口品牌。如造紙行業(yè)需要高濃度紙漿的測(cè)量的電磁流量計(jì)，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的漿液適應(yīng)性較弱，進(jìn)口品牌中日本橫河電機(jī)采用雙頻勵(lì)磁技術(shù)的電磁流量計(jì)較好的解決了這一問題，在中國(guó)造紙行業(yè)中市場(chǎng)份額在40%左右;再如醫(yī)藥、化工行業(yè)中，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品尚未解決電磁流量計(jì)高精度、高可靠性等問題，市場(chǎng)主要被日本橫河、德國(guó)科隆、ABB,E+H等國(guó)外品牌所占據(jù)。

 

發(fā)明內(nèi)容

            [0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種電磁流量計(jì)抗強(qiáng)干擾的實(shí)現(xiàn)方法，以解決國(guó)內(nèi)電磁流

量計(jì)在造紙、化工、礦山等應(yīng)用場(chǎng)所中前期工段對(duì)粗漿料的不能穩(wěn)定、準(zhǔn)確測(cè)量的問題。

            [0005]本發(fā)明提供的電磁流量計(jì)抗強(qiáng)干擾的實(shí)現(xiàn)方法，一種電磁流量計(jì)抗強(qiáng)干擾的實(shí)現(xiàn)

方法，所述電磁流量計(jì)至少包括:電源、外部存儲(chǔ)器和傳感器，

            [0006]所述電源為兩個(gè)，通過切換電源使勵(lì)磁電路的信號(hào)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，

            [0007〕所述外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用鐵電存儲(chǔ)器，

            [0008〕通過數(shù)字濾波處理，對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行分析和處理以抑制干擾信號(hào)，并提高勵(lì)磁頻率以提高信噪比。

            [0009〕進(jìn)一步，使用線性穩(wěn)壓器作為恒流源并在電源上增加過壓、欠壓保護(hù)電路以減小轉(zhuǎn)換器在通電和斷電時(shí)電源對(duì)轉(zhuǎn)換器的沖擊。

            [0010〕進(jìn)一步，所述的濾波處理包括:梳狀帶通濾波處理和灰度濾波處理。

            [0011]進(jìn)一步，采用多層PCB板結(jié)構(gòu)，增加各個(gè)功能模塊之間的間距以提高各功能模塊之間的抗干擾能力。

            [0012]進(jìn)一步，利用勵(lì)磁線圈驅(qū)動(dòng)電路提高勵(lì)磁頻率。

            [0013]進(jìn)一步，所述勵(lì)磁線圈驅(qū)動(dòng)電路包括:H橋及其開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，所述H橋高端采用PNP達(dá)林頓晶體管，低端采用N溝道MOS管。

            [0014]進(jìn)一步，將變壓器中的信號(hào)電源與勵(lì)磁電源分隔以減小勵(lì)磁電源對(duì)信號(hào)電源的影口向。

            [0015〕進(jìn)一步，采用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)字濾波處理。

            [0016]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明使電磁流量計(jì)提高了運(yùn)行效率，引入了梳狀帶通濾波技術(shù)和灰度濾波技術(shù)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行后期濾波處理，進(jìn)一步降低電源噪聲對(duì)信號(hào)電路部分的干擾強(qiáng)度，提高了原始信號(hào)的信噪比，最終還原出穩(wěn)定的真實(shí)信號(hào)，采用高頻勵(lì)磁和雙頻勵(lì)磁技術(shù)，達(dá)到降低漿液干擾信號(hào)的目的;提高采樣頻率，增強(qiáng)信號(hào)的分辨能力，還保證了高頻勵(lì)磁的零點(diǎn)穩(wěn)定性。

 

附圖說明

            [0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:

            [0018]圖1是本發(fā)明的勵(lì)磁控制系統(tǒng)示意圖。

            [0019]圖2是本發(fā)明的梳狀帶通濾波器幅頻響應(yīng)曲線示意圖。具體實(shí)施方式

            [0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:圖1是本發(fā)明的勵(lì)磁控制系統(tǒng)示意圖，圖2是本發(fā)明的梳狀帶通濾波器幅頻響應(yīng)曲線示意圖。

            [0021]所述電磁流量計(jì)至少包括:電源、外部存儲(chǔ)器和傳感器，

            [0022]所述電源為兩個(gè)，通過切換電源是勵(lì)磁電路的信號(hào)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，

            [0023〕所述外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用鐵電存儲(chǔ)器，

            [0024]通過數(shù)字濾波處理，對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行分析和處理以抑制干擾信號(hào)，并提高勵(lì)磁頻率以提高信噪比。

            [0025]如圖1,2所示，本實(shí)施例中包括硬件優(yōu)化、信號(hào)處理優(yōu)化和算法優(yōu)化;

            [0026]所述硬件優(yōu)化包括:

            [0027]   a l.通過對(duì)勵(lì)磁電路部分高低電源的切換，使信號(hào)快速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài);

            [0028]   a2.將外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器替換為鐵電存儲(chǔ)器，以簡(jiǎn)化電路板;

            [0029]   a3.在電源上增加了過壓、欠壓保護(hù)電路，以減小轉(zhuǎn)換器在通電和斷電時(shí)電源對(duì)轉(zhuǎn)換器的沖擊;

            [0030]   a4.采用多層PCB板結(jié)構(gòu)，增加各個(gè)功能模塊之間的間距，提高了各功能模塊之間的抗干擾能力;

            [00311   a5.選用線性穩(wěn)壓器構(gòu)建恒流源，以實(shí)現(xiàn)電流的快速跟蹤控制。

            [0032〕所述信號(hào)處理優(yōu)化包括:

            [0033]   b 1.采用數(shù)字濾波技術(shù)，對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行分析和處理，以抑制干擾信號(hào)，

            [0034]   b2.提高勵(lì)磁頻率，以提高信噪比，

            [0035]   b3.將變壓器中的信號(hào)電源與勵(lì)磁電源分隔，以減小勵(lì)磁電源對(duì)信號(hào)電源的影響。

            [0036〕所述算法優(yōu)化包括:

            [0037]   c1.使用單片機(jī)對(duì)步驟bl中進(jìn)行數(shù)字濾波處理，以提高電磁流量計(jì)的抗干擾力。

            [0038]在本實(shí)施例中，步驟b2中所述勵(lì)磁頻在25Hz一400Hz之間，步驟b2中采用高頻勵(lì)

磁和雙頻勵(lì)磁技術(shù)提高勵(lì)磁頻率，所述高頻勵(lì)磁和雙頻勵(lì)磁技術(shù)利用勵(lì)磁線圈驅(qū)動(dòng)電路，保證高頻勵(lì)磁的零點(diǎn)穩(wěn)定性。

            [0039〕在本實(shí)施例中，所述勵(lì)磁線圈驅(qū)動(dòng)電路包括:H橋及其開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，所述H橋高端采用PNP達(dá)林頓晶體管，低端采用N溝道MOS管，以保證單雙頻勵(lì)磁時(shí)續(xù)流回路具有高阻抗，進(jìn)而保證零點(diǎn)穩(wěn)定性。

            [0040〕在本實(shí)施例中，在電源上增加了過壓、欠壓保護(hù)功能，減小了轉(zhuǎn)換器在通電和斷電時(shí)電源對(duì)轉(zhuǎn)換器的沖擊，從而提高了轉(zhuǎn)換器的可靠性。

            [0041]在本實(shí)施例中，PCB布板上，采用四層板結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)地之間的完整性，增加了各個(gè)功能模塊之間的間距，提高了各功能模塊之間的抗干擾能力。針對(duì)勵(lì)磁采集電路散熱量大的問題，將之前的1歐姆采樣電阻提升到10歐姆采樣電阻。從而簡(jiǎn)化了勵(lì)磁電流采集電路，減小了功率管上分?jǐn)偟墓模鸬浇档娃D(zhuǎn)換器散熱量的更能，提高了轉(zhuǎn)換器的可靠性。

            [0042〕在本實(shí)施例中，選用動(dòng)態(tài)特性較好的線性穩(wěn)壓器構(gòu)建恒流源來實(shí)現(xiàn)電流的快速跟蹤控制，

            [0043〕在本實(shí)施例中，由于其變換穩(wěn)壓原理導(dǎo)致其動(dòng)態(tài)特性較差，從而往往致使其電壓控制輸出滯后，進(jìn)一步導(dǎo)致電流輸出超調(diào)振蕩，響應(yīng)速度較慢的特性。并且綜合考慮電路參數(shù)、電流響應(yīng)速度及線性穩(wěn)壓器的耗散容限來選取合適的供電電壓和線性穩(wěn)壓器。

            [0044]在本實(shí)施例中，高性能電磁流量計(jì)通過運(yùn)算方式的大幅度調(diào)整，使得數(shù)據(jù)處理效率提高了2到3倍，為了提高各功能模塊的處理效率，在各模塊的處理方法上均作了規(guī)模較大的調(diào)整;運(yùn)算周期為0.4s;信號(hào)處理部分消耗0. 12s，其它功能消耗0.04s，余下0.24s可用來完成后期濾波設(shè)計(jì)。在本實(shí)施例中，取消了原有外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器EEPROM，改為鐵電存儲(chǔ)器，使得電路板設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，降低成本。

            [0045]在本實(shí)施例中，勵(lì)磁頻率為25Hz，采樣頻率為4800Hz，采集勵(lì)磁信號(hào)末端1/4半周期信號(hào)即24點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行處理，因?yàn)閯?lì)磁部分需要提供高壓，但考慮到主板的可靠性和線圈電感的大小，通過實(shí)驗(yàn)分析，折中選擇最高4ms的高壓激勵(lì)時(shí)長(zhǎng)，這樣可以保證DN400口徑以下的傳感器信號(hào)能夠提供1/4半周期的穩(wěn)態(tài)。轉(zhuǎn)換器完成功能有RS232通訊，LCD顯示，參數(shù)修改，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，信號(hào)處理部分。其勵(lì)磁頻率在25Hz一400Hz之間。由于漿液干擾強(qiáng)度與勵(lì)磁頻率呈反比，因此高頻勵(lì)磁會(huì)顯著減小漿液干擾信號(hào)強(qiáng)度提高信噪比，并且由于是4800Hz高速信號(hào)采集，提高了流速輸出速率，有利于對(duì)流體變化的快速響應(yīng)能力，結(jié)合先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行濾波處理，達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的，濾波器幅頻響應(yīng)曲線如圖2所示。

            [0046]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。