以电磁流量计传感器空管试验为基础,讨论了空管状态下的信号等效模型,研究了空管状态的信号特点,讨论了基于附加激励的相对电导率空管检测方法的特性,提出了一种基于干扰幅值变化分析的空管检测方法,并讨论了相关的实现方法。

随着电磁流量计技术及其产品的日益完善,电磁流量计被**地用于满管流量测量,同时也较多的被应用于一些时有非满管状态的流量控制上。因此希望电磁流量计能具有良好的空管检测能力以降低管道配置的复杂性,空管检测技术也因此成为当前电磁流量计技术的研究内容之一。

电磁流量计是基于法拉第电磁感应原理工作的,其测量方程[1]是建立在流体满管于测量管道的条件之下的,显然用常规的电磁流量计技术解决检测空管问题比较困难。在实际流量控制中主要是解决传感器处于空管状态下的流量值闭锁问题[2],具体的是指当传感器电极部分或全部处于从流体中裸露出来时系统应及时检测到这一状态并使流量值为零。本文就是研究这样的空管检测问题。

研究了基于空间电场干扰下信号分析空管检测方法,并提出了空间电场干扰使信号饱和状态时的空管检测技术。蔡武昌等[4]研究了国内外一些产品采用的基于附加激励的相对电导率检测方法。

有产品说明[2]指出由于附加了激励,该方法对流体电导率有大于20μs/cm的条件。文中通过试验和空管状态的等效模型分析发现,空管状态下干扰幅值具有一些不确定性,附加激励的相对电导率检测方法的检测分辨力对信号电缆长度敏感。文中基于流量信号中干扰的幅值变化,结合电磁流量计特有的信号处理方法[5]探讨了空管状态下的信号特点,研究了在不影响流量测量性能前提下的空管检测方法,同时给出了相关的实现技术。

分别用电导率为660μs/cm的自来水、20μs/cm的去离子水及工业酒精为被测介质,采用以上两种基于干扰幅值分析的方法进行了空管检测的试验,试验结果证明,采用这两种方法均可及时可靠地检测到空管状态,不受空管时残存流体的影响,而用放大器输出饱和进行空管检测的方法[3]明显受到残存流体的影响,经常要延迟一定时间才能检测到空管状态。基于对干扰幅值变化分析的空管检测方法已在许多电磁流量计中应用,从目前应用情况来看效果较好。