电磁流量计在安装、使用时要保证电磁流量计的测量管道内充满被测液体,这是因为当测量管出现非满管时,传感器所检测到的数据不能正确的反映被测流体的流量。如果测量管内的电极完全裸露在空气中,传感器会产生很大的干扰信号,输出信号出现较大的摆动,严重影响电磁流量计的正常使用。
在实际工程测量应用中,很难保证管道始终充满液体,因此实时侦测空管状态并给出报警对电磁流量计的信号处理来说是至关重要的,本系统设计的部分空管检测电路如图3.11所示,在图中E1、E2分别与图3.5中的SIG+、SIG-相连,P2.5与P3.3为单片机的引脚,P6.6为单片机内部的12位A/D输入端。
通常传感器输出的感应电动势的幅度比较小,一般在几十微伏到几个毫伏之间,而当出现空管时,干扰信号的峰值会高出正常信号几十倍,因此信号放大电路会产生间歇性的饱和输出,导致流量计不能正常工作。
在空管检测时,单片机引脚P2.5和P3.3分别输出互补对称的脉冲,脉冲频率为200Hz,其输出波形如图3.12所示,脉冲串经过电阻电容组成的电路后,在E1、E2端得到如图3.13所示的波形信号。在空管时,电极裸露在空气中,电极信号处于悬空状态,差分放大器两同相输入端由于没有直流偏置会使运放输出电压不稳或出现饱和。当施加空管检测脉冲时,差分放大器的两个运放会处于饱和状态,单片机的内置A/D采集到的信号也是饱和的。而当传感器处于满管状态时,差分放大器的两个同相输入端会有直流偏置,此时运放工作于放大状态,即使施加空管检测脉冲,进过分压,电容隔直滤波后,运放远不会达到饱和状态,与空管时得到的信号幅值可以明显的区别开来。同时,为了防止磁场在电极上产生感应电动势,影响信号检测,在空管检测时,电磁流量计传感器不施加励磁磁场。
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