當電磁流量計的測量管中的電極暴露在空氣中時,傳感器會發生很大的攪擾信號,致使流量計檢測的數據不能真實的反映液體的流量。為此,在電磁流量計安裝、使用進程中一般要求電磁流量計的管道必須充滿被測液體。但在實踐應用中,很難確保管道一直充滿液體。
一、空管攪擾的機理
當電磁流量計傳感器有流體流過期,傳感器中的流體、電極a、b與轉換器的輸入回路構成一個閉合回路(見圖1),其等效電路見圖2:液體等效電阻R、轉換器輸入阻抗Z1,流缽發生的感應電勢e1、e2。設B是傳感器勵磁的磁場強度,U是管道內流速分布場,則傳感器輸出的流量信號可用下式表示。
式中l是電極中的距離
空管時Re→∞,輸入回路開路。因為轉換器的輸入阻抗Zi,懸空的電極a、b兩端可感應出很強的攪擾電壓。經剖析攪擾信號主要來自工頻電網(剖析進程這兒不作詳述)。傳感器有流體流過期,其輸出的流量信號e的ZUI大峰值只要5mV左右,經過轉換器級外表擴大器后的輸出電壓u的ZUI大峰值大概為0.5V(擴大100 倍)。空管時,攪擾信號的峰值可高出正常峰值的幾十倍,轉換器的外表擴大器間歇發生飽滿輸出(見圖3),致使流量計量無法正常運轉。
二、空管攪擾的檢測
為了掃除以上攪擾,規劃了一個檢測電路(見圖4)。整個檢測電路由跟從器、比較器、定時器組成。跟從器的作用是將檢測電路與外表的其他電路隔離,避免檢測電路對信號u發生影響。比較器電路的正向輸入端接2.5V的電壓,當傳感器管路不是空管時,因為信號u,ZUI大值不超過0.5V,所以比較器的輸出一直為高電平;當傳感器管路為空管時,比較器輸出一序列的方波信號。二極管D1為方波信號的負電壓供給回路。由NE555構成的通用定時器電路的作業原理是:當輸入觸發信號電平低于電源電壓的1/3時,內部比較器開端作業,觸發電路觸發,內部的放電晶體管斷開,電容C被充電。充電電壓超過電源電壓的2/3時,內部比較器再次作業,放電晶體管把電容C中積蓄的電荷放掉,然后等待下次觸發,輸出脈沖寬度由T=1.1×C×R確認,脈沖寬度ZUI長可達數十秒。
當傳感器不是空管時,因為比較器電路一直輸出高電平,不能觸發定時器作業,定時器輸出為低電平。而傳感器為空管時,比較器的輸出脈沖不斷地觸發定時器,若T大于20ms時,定時器的輸出信號一直為高電平。因此,單片機只要經過檢測定時器的輸出信號,便可知道是否為空管。
