A dual-frequency excitation based electromagnetic flowmeter system and signal extraction method include excitation coil (1), signal electrode (3), DSP micro-processing system (7), excitation drive module (6), signal preprocessing module (4) and signal conditioning module (5). The invention adopts dual-frequency excitation mode, which integrates the advantages of zero stability of low-frequency excitation, fast response speed of high-frequency excitation and strong ability of suppressing drilling fluid interference. In the aspect of signal extraction and processing, the hardware system chooses the digital signal processing device (DSP) with better performance at present. At the same time, it is beneficial to improve the measurement accuracy and reliability of electromagnetic flowmeter by optimizing filtering algorithm and flow signal extraction algorithm.
【技术实现步骤摘要】
一种基于双频励磁的电磁流量计系统及信号提取方法
本专利技术涉及井下钻井液流量测量
,尤其涉及一种基于双频励磁的电磁流量计系统及信号提取方法。
技术介绍
基于法拉第电磁感应定律的电磁流量计是一种根据导电流体通过外加磁场时感生的电动势来测量导电流体流量的电磁测量仪表。因其特有的高精度、高稳定性、快响应、小型化等性能特点,已成为流量测量技术中使用最广泛、产品附加值最高的流量仪表之一,是冶金、电力、石化、食品、医药和环保等工业过程中最重要的自动化仪表之一,在国民经济中占有重要的地位。随着我国石油天然气勘探开发领域的扩大,地下钻井作业的严酷环境不仅促进了对钻井液的研究和开发;也迫使生产企业在适用于钻井环境中的钻井液的前提下研发出新型电磁流量计,为市场提供产品性能更优的电磁流量计。本专利技术将从两方面着手对流量计进行性能优化,一方面为励磁技术的优化,另一方面则是对信号提取方法的优化。在励磁技术方面,目前国内外厂家普遍采用低频矩形波励磁方式,低频励磁技术能够保证流量计的零点稳定性及精度,但低频励磁技术不仅降低了测量速度,使得低频电极式电磁流量计无法更好的满足当今工业现场的技术要求,同时低频励磁型电磁流量计对于测量液固两相导电性液体也存在突出问题。而基于高频励磁技术的电磁流量计具有测量反应速度快且能够应用实际环境中的浆液测量,但高频励磁技术的零点稳定性较差,且测量误差偏大。但是如果能够综合低频励磁的零点稳定和高频励磁的响应速度快以及抑制浆液干扰能力强的优点,将大大有益提高电磁流量计信噪比及精度,优化其性能。在流量计信号提取方式方面,通过前期文献调研和资料整理可知,目 ...
【技术保护点】
1.一种基于双频励磁的电磁流量计系统,其特征在于,包括激励线圈(1)、信号电极(3)、DSP微处理系统(7)、激励驱动模块(6)、信号预处理模块(4)和信号调理模块(5);DSP微处理系统(7)控制激励驱动模块(6)产生双频矩形波激励,从而激励线圈(1)在测量管道(2)内激发磁场,测量管道(2)中的导电流体切割磁感线产生感应电动势并被信号电极(3)感受;信号电极(3)将流量信号传输给信号预处理模块(4),信号经增强后送入信号调理模块;在信号调理模块(5)中,流量信号通过带通滤波器抑制了一定的高频干扰和低频干扰,随后通过削峰电路削除微分干扰引起的尖峰,继而通过电平提升电路送入DSP微处理系统(7)进行数据处理和运算。
【技术特征摘要】
1.一种基于双频励磁的电磁流量计系统,其特征在于,包括激励线圈(1)、信号电极(3)、DSP微处理系统(7)、激励驱动模块(6)、信号预处理模块(4)和信号调理模块(5);DSP微处理系统(7)控制激励驱动模块(6)产生双频矩形波激励,从而激励线圈(1)在测量管道(2)内激发磁场,测量管道(2)中的导电流体切割磁感线产生感应电动势并被信号电极(3)感受;信号电极(3)将流量信号传输给信号预处理模块(4),信号经增强后送入信号调理模块;在信号调理模块(5)中,流量信号通过带通滤波器抑制了一定的高频干扰和低频干扰,随后通过削峰电路削除微分干扰引起的尖峰,继而通过电平提升电路送入DSP微处理系统(7)进行数据处理和运算。2.根据权利要求1所述的一种基于双频励磁的电磁流量计系统,其特征在于,所述的DSP微处理系统(7)通过增强PWM输出模块,生成6.25Hz和75Hz单极性方波。3.根据权利要求1所述的一种基于双频励磁的电磁流量计系统,其特征在于,所述的激励驱动模块(6)为恒流源激励电路,由运算放大器、多路模拟开关、稳压器、场效应管等组成,生成激励频率为6.25Hz和75Hz的双频矩形波激励信号。4.根据权利要求1所述的一种基于双频励磁的电磁流量计系统,其特征在于,所述的信号预处理模块(4)为仪用放大电路,将信号电极(3)感受的流量信号增强后送入信号调理模块(5)。5.根据权利要求1所述的一种基于双频励磁的电磁流量计系统,其特征在于,所述的信号调理模块(5)由前置差分...
【专利技术属性】
技术研发人员:葛亮,李海龙,李俊兰,赖欣,韦国晖,杨青,贾虎,石明江,邓魁,曹洪,黄龙,黄琪,
申请(专利权)人:西南石油大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。