電磁流量計(jì)在安裝、使用時(shí)要保證電磁流量計(jì)的測量管道內(nèi)充滿被測液體,這是因?yàn)楫?dāng)測量管出現(xiàn)非滿管時(shí),傳感器所檢測到的數(shù)據(jù)不能正確的反映被測流體的流量。如果測量管內(nèi)的電極完全裸露在空氣中,傳感器會(huì)產(chǎn)生很大的干擾信號,輸出信號出現(xiàn)較大的擺動(dòng),嚴(yán)重影響電磁流量計(jì)的正常使用。
在實(shí)際工程測量應(yīng)用中,很難保證管道始終充滿液體,因此實(shí)時(shí)偵測空管狀態(tài)并給出報(bào)警對電磁流量計(jì)的信號處理來說是至關(guān)重要的,本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的部分空管檢測電路如圖3.11所示,在圖中E1、E2分別與圖3.5中的SIG+、SIG-相連,P2.5與P3.3為單片機(jī)的引腳,P6.6為單片機(jī)內(nèi)部的12位A/D輸入端。
通常傳感器輸出的感應(yīng)電動(dòng)勢的幅度比較小,一般在幾十微伏到幾個(gè)毫伏之間,而當(dāng)出現(xiàn)空管時(shí),干擾信號的峰值會(huì)高出正常信號幾十倍,因此信號放大電路會(huì)產(chǎn)生間歇性的飽和輸出,導(dǎo)致流量計(jì)不能正常工作。
在空管檢測時(shí),單片機(jī)引腳P2.5和P3.3分別輸出互補(bǔ)對稱的脈沖,脈沖頻率為200Hz,其輸出波形如圖3.12所示,脈沖串經(jīng)過電阻電容組成的電路后,在E1、E2端得到如圖3.13所示的波形信號。在空管時(shí),電極裸露在空氣中,電極信號處于懸空狀態(tài),差分放大器兩同相輸入端由于沒有直流偏置會(huì)使運(yùn)放輸出電壓不穩(wěn)或出現(xiàn)飽和。當(dāng)施加空管檢測脈沖時(shí),差分放大器的兩個(gè)運(yùn)放會(huì)處于飽和狀態(tài),單片機(jī)的內(nèi)置A/D采集到的信號也是飽和的。而當(dāng)傳感器處于滿管狀態(tài)時(shí),差分放大器的兩個(gè)同相輸入端會(huì)有直流偏置,此時(shí)運(yùn)放工作于放大狀態(tài),即使施加空管檢測脈沖,進(jìn)過分壓,電容隔直濾波后,運(yùn)放遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài),與空管時(shí)得到的信號幅值可以明顯的區(qū)別開來。同時(shí),為了防止磁場在電極上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,影響信號檢測,在空管檢測時(shí),電磁流量計(jì)傳感器不施加勵(lì)磁磁場。
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