以電磁流量計傳感器空管試驗為基礎,討論了空管狀態下的信號等效模型,研究了空管狀態的信號特點,討論了基于附加激勵的相對電導率空管檢測方法的特性,提出了一種基于干擾幅值變化分析的空管檢測方法,并討論了相關的實現方法。

隨著電磁流量計技術及其產品的日益完善,電磁流量計被**地用于滿管流量測量,同時也較多的被應用于一些時有非滿管狀態的流量控制上。因此希望電磁流量計能具有良好的空管檢測能力以降低管道配置的復雜性,空管檢測技術也因此成為當前電磁流量計技術的研究內容之一。

電磁流量計是基于法拉第電磁感應原理工作的,其測量方程[1]是建立在流體滿管于測量管道的條件之下的,顯然用常規的電磁流量計技術解決檢測空管問題比較困難。在實際流量控制中主要是解決傳感器處于空管狀態下的流量值閉鎖問題[2],具體的是指當傳感器電極部分或全部處于從流體中裸露出來時系統應及時檢測到這一狀態并使流量值為零。本文就是研究這樣的空管檢測問題。

研究了基于空間電場干擾下信號分析空管檢測方法,并提出了空間電場干擾使信號飽和狀態時的空管檢測技術。蔡武昌等[4]研究了國內外一些產品采用的基于附加激勵的相對電導率檢測方法。

有產品說明[2]指出由于附加了激勵,該方法對流體電導率有大于20μs/cm的條件。文中通過試驗和空管狀態的等效模型分析發現,空管狀態下干擾幅值具有一些不確定性,附加激勵的相對電導率檢測方法的檢測分辨力對信號電纜長度敏感。文中基于流量信號中干擾的幅值變化,結合電磁流量計特有的信號處理方法[5]探討了空管狀態下的信號特點,研究了在不影響流量測量性能前提下的空管檢測方法,同時給出了相關的實現技術。

分別用電導率為660μs/cm的自來水、20μs/cm的去離子水及工業酒精為被測介質,采用以上兩種基于干擾幅值分析的方法進行了空管檢測的試驗,試驗結果證明,采用這兩種方法均可及時可靠地檢測到空管狀態,不受空管時殘存流體的影響,而用放大器輸出飽和進行空管檢測的方法[3]明顯受到殘存流體的影響,經常要延遲一定時間才能檢測到空管狀態。基于對干擾幅值變化分析的空管檢測方法已在許多電磁流量計中應用,從目前應用情況來看效果較好。