[发明专利]一种高频正弦波励磁电磁流量计信号处理方法

说明书

本发明为一种高频正弦波励磁电磁流量计信号处理方法。针对高频正弦波激励电磁流量计微分干扰大的问题，在管道零流速时，对传感器输出信号进行正交解调处理，得出微分干扰分量的相位参数，然后根据得到的相位参数值对励磁电流信号进行相位调整。在实际流量测量时，使用相位调整后的励磁电流信号作为参考信号。用该参考信号对流量信号进行解调，可以得到仅包含流量信息的计算结果，抑制微分干扰，降低系统零点输出。基于该信号处理方法，研制了基于DSP的软件系统，实时处理流量信号。软件系统包括主监控程序、初始化模块、中断模块、人机交互模块、看门狗模块、信号处理模块。

技术领域

本发明属于流量检测技术领域，更为具体的讲，涉及一种高频正弦波励磁电磁流量计信号处理方法。

背景技术

电磁流量计是基于法拉第电磁感应原理，通过测量导电液体流过被磁场覆盖的管道时切割磁力线所产生的感应电动势来测量体积流量的仪表，被广泛应用于化工、冶金和造纸等行业。经过长时间的发展，电磁流量计不管是在励磁方式还是信号处理方法上都有了很大的改善。为了降低电磁流量计由于电化学效应而产生的极化干扰带来的影响，励磁方式从过去的直流励磁发展到现如今的交流励磁，其中交流励磁主要被分为方波励磁和正弦波励磁两种。

电磁流量计在测量过程中，传感器电极拾取的信号不仅包含由流体切割磁场产生的流速信号，还包含微分干扰、极化干扰、工频干扰和白噪声等噪声信号，其中微分干扰更是和零点的稳定性直接相关。目前，国内外使用交流励磁方式的电磁流量计大都采用低频方波励磁技术，在励磁电流的稳态区测量流量，以避免非稳态段存在的微分干扰对测量结果造成影响。但是，方波励磁电磁流量计普遍存在两个问题，一是受1/f流体噪声影响较大，二是流量计的动态响应速度慢。而采用高频正弦波励磁，可以有效减少1/f流体噪声的影响，并且可以提高流量计的动态响应速度。但是，正弦波励磁电磁流量计由于受到“变压器效应”的影响，导致电极的输出信号中混有较大的微分干扰，并且励磁频率越高，微分干扰越强。微分干扰导致正弦波励磁电磁流量计在使用高频率测量时零点输出较大，且流量测量精度下降。由于微分干扰幅值往往比流量信号要大很多，而且其与流量信号同频率，常规的滤波方法无法抑制这种噪声。所以，能否较好地抑制微分干扰，是高频正弦波励磁电磁流量计能否实现高精度测量的关键问题。