Fundamentos do método de eliminação de sinais de medidores de vazão eletromagnéticos com excitação média e intermitente.

Eletromagnético medidor de vazão A distorção do sinal ocorrerá durante o processamento do sinal, o problema da amplificação do sinal e o erro de medição do instrumento aumentará com o tempo de operação. Para solucionar esses problemas, este artigo propõe um método de processamento de sinal para medidor de vazão eletromagnético de onda fundamental baseado em excitação média e intermitente. Os resultados dos testes demonstram a eficácia deste método. O medidor de vazão eletromagnético tem ampla aplicação na medição de vazão volumétrica em meios condutores (líquidos). Atualmente, muitos fabricantes nacionais produzem produtos correspondentes, como a Universidade de Tecnologia de Tianjin, que produz o medidor de vazão eletromagnético inteligente integrado LDZ; a Shanghai Guanghua Love Meetall Instrument Co., LTD, que produz o medidor de vazão eletromagnético SCAIc; e a West Source Instrument and Meter Plant, que produz o conversor de vazão eletromagnético LDZ A4A e o medidor de vazão eletromagnético da série LDE, entre outros. medidor de vazão O produto foi amplamente aplicado em processos industriais e de esgoto, como os setores químico, de mineração e metalurgia, siderúrgico, de carvão, de conservação de água, hidráulico e de abastecimento e drenagem. No entanto, testes tecnológicos mostram que, em uso, o produto apresenta diversos problemas, como uma faixa de medição inferior a 1:20, medição de vazão extremamente baixa de apenas 0,4 fs e, abaixo desse valor, a precisão de medição dificilmente atende aos requisitos. Além disso, alguns produtos utilizam apenas módulos de circuito genéricos e tecnologia de processamento de sinal, resultando em precisão de medição limitada, com faixa de velocidade de apenas 40 m/s e de 0,3 a 12 m/s. No mercado interno, os principais produtos estrangeiros são de grandes empresas como Fisher, Rosemount, Endress+Hauser e Yakogawa. Embora esses produtos apresentem melhor faixa de medição e precisão do que os produtos nacionais, seu modo de operação é complexo, difícil de entender e caro, o que dificulta o atendimento às demandas do mercado interno. Visando o status quo, realizamos uma pesquisa e análise aprofundada de dados técnicos de produtos do Japão, Alemanha, Estados Unidos e do mercado interno. Constatamos que muitos métodos de processamento de sinal de medidores de vazão eletromagnéticos utilizam amostragem de pico, isolamento capacitivo (ou compensação), filtragem bipolar de tempo compartilhado e filtragem digital combinadas com tecnologia de dupla filtragem. Essa tecnologia, no entanto, não resolve adequadamente problemas como distorção do sinal indutivo e amplificação do sinal. Além disso, observamos que, após um ano de uso, alguns produtos nacionais apresentam erros de medição, chegando a apresentar defeitos graves. Portanto, conduzimos um estudo sobre as questões acima e propomos soluções, discutidas a seguir. Um exemplo é o tratamento do sinal de onda fundamental por meio de um método de média. 1. O princípio básico de funcionamento do medidor de vazão eletromagnético é mostrado no diagrama de blocos básico da Figura 1. Baseado no princípio da indução eletromagnética de Faraday, quando o fluido condutor flui através do tubo de medição, a intensidade da indução magnética B corta as linhas de movimento (como mostrado na Figura 1, parte do sensor). A relação entre a tensão produzida pela força eletromotriz induzida EU e a intensidade da indução magnética B, e a vazão do líquido Q, é dada por: quando a corrente de excitação é constante, a intensidade da indução magnética B é constante, havendo uma relação linear entre U e Q. O valor da tensão medida e, após a conversão pelo circuito, é possível obter a vazão volumétrica [3]. 2.2. O método da média da onda fundamental para o tratamento do sinal utiliza a força eletromotriz induzida entre os eletrodos de detecção, que é um sinal fraco da ordem de milivolts, com diversas frequências e ruídos. Como mencionado anteriormente, o método de isolamento capacitivo é adotado para suprimir a deriva zero. Conforme mostrado na Figura 1, antes do isolamento capacitivo, um amplificador diferencial inibe os sinais de modo comum. Após o isolamento capacitivo, o sinal é amplificado por um amplificador CA. Na Figura 4, a amostragem é mantida com base no sinal. tempo, a saída CC, amplie a ampliação da máquina para k. Esta estrutura de circuito é simples, pode ter um efeito inibitório eficaz em altas frequências, mas nossos resultados experimentais mostram que a capacidade de resistência do circuito é particularmente ruim. Para isso, este artigo apresenta uma transformação fundamental do método de tratamento do sinal médio, cujo diagrama de estrutura é mostrado na figura 2. 3. Como mencionado no preâmbulo sobre a excitação intermitente, alguns produtos nacionais, após cerca de um ano de operação em campo, apresentam erros de medição que excedem em muito o valor especificado. Técnicos de campo e análises comuns apontam que a razão é que o método de excitação magnetoelétrica por inversão e o consumo de energia de excitação não foram bem integrados, causando instabilidade de temperatura. Atualmente, a excitação por onda retangular comumente usada, como mostrado na figura 3, produz uma queda de pressão maior em fontes de corrente constante, aumentando o custo. Para isso, adotamos a remoção da excitação intermitente para reduzir o consumo de energia (veja a figura 4). Os resultados da pesquisa acima foram aplicados em nossa pesquisa e desenvolvimento de um medidor de vazão eletromagnético integrado inteligente, obtendo-se um efeito ideal. Os resultados da verificação são apresentados na tabela 1: neste artigo, o método de conversão da média da onda fundamental, ou seja, o método de filtragem de banda estreita, é usado para extrair o componente fundamental do sinal e sua média. No processo, também é possível filtrar melhor o sinal e o ruído nos pontos, melhorando a relação sinal-ruído e a capacidade de detecção de falsos positivos. Além disso, propõe-se o método de excitação intermitente, que reduz efetivamente o consumo de energia de excitação e suprime o aumento da temperatura. Isso permite que o produto em teste atinja uma faixa de valores t mais alta, melhorando significativamente a precisão e a repetibilidade das medições. No entanto, em termos de características de zero, a resposta dinâmica não é perfeita, podendo ser associada à aplicação de excitação de dupla frequência para melhorar seu desempenho. Este método ainda requer pesquisas adicionais.

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