一种变频励磁电磁流量计制造技术

本实用新型专利技术公开了一种变频励磁电磁流量计，包括驱动电路与控制电路，驱动电路由若干个MOS管连接而成，MOS管分组连接形成多条能够驱动励磁电路导通的支路，控制电路通过输出高、低电平信号分别施加在不同的MOS管上实现开、关控制；驱动电路连接供电线路，驱动电路的供电线路上设置恒流源；控制电路通过导通与关断不同的MOS管实现励磁电路的正、反向恒流驱动，通过控制导通以及关断MOS管的频率实现正、反向切换频率的控制。本实用新型专利技术的电磁流量计在励磁驱动环节，通过高频励磁提高响应速度，通过低频励磁保证信号零点的稳定性，从而实现更加精确的测量，获得误差较小的数据。获得误差较小的数据。获得误差较小的数据。

【技术实现步骤摘要】
一种变频励磁电磁流量计


[0001]本技术涉及一种电磁流量计，具体涉及一种变频励磁电磁流量计。

技术介绍

[0002]电磁流量计是一种依据法拉第电磁感应定律来测量导电液体体积流量的仪表。其由励磁线圈将磁场施加给被测流体，从而通过检测磁场中运动流体的感应电动势并进行相应的信号处理实现流量准确测量。电磁流量计由于其传感器自身结构设计及其测量原理，使得其输出信号中掺杂了大量的噪声，如正交干扰(微分干扰)、同相干扰(涡流效应)、工频干扰(共模干扰、串模干扰)、极化噪声、流动噪声及浆液噪声等。这些噪声频带遍布信号带宽，且幅值甚至超过信号的幅值。为消除这些噪声的影响，目前应用中主要从励磁方式和信号处理两方面考虑。故而，电磁流量计的励磁控制技术和信号处理技术是电磁流量计的关键。
[0003]随着电磁流量计技术的发展，电磁流量计励磁方式先后出现了直流励磁、工频正弦波励磁、单频方波励磁以及双频励磁。当前应用中普遍采用单频方波励磁，如励磁频率为2.5Hz、5Hz或6.25Hz。单频方波励磁即由恒流源给励磁线圈供电，通过不断切换励磁线圈中电流方向，使得励磁电流在正负恒定值之间周期性变化。单频方波励磁当励磁频率很低亦即低频励磁时，励磁电流在励磁半周期内能达到平稳态，从而使得电磁流量计传感器输出信号能够获得稳定零点，但其存在响应速度较慢且无法克服流动噪声干扰的缺点。而当励磁频率较高即高频励磁时则能有效克服浆液噪声及流动噪声的干扰，响应速度快，但由于励磁线圈的感性负载效应使得高频励磁时的励磁电流在励磁方向切换后的半个周期内往往达不到稳态，从而致使电磁流量计零点稳定性较差。双频励磁则结合这两种励磁方式采用高低频组合励磁，并分别利用高低频励磁方式的优点从传感器输出信号中提取出有效信号进行组合得出流量信号，进而可有效克服液体流动噪声及零点稳定性等问题。无论是高频励磁还是双频励磁，励磁线圈的恒流控制即控制励磁电流在励磁半周期内快速达到恒定的稳态设定值，关系到传感器输出信号零点的稳定性，因而是电磁流量计励磁控制技术中的关键。
[0004]现有技术中已有很多涉及励磁控制的研究及相关专利，研究的主要内容在于如何进行励磁线圈的恒流控制，可归结为三个途径：一、通过反馈电流控制PWM占空比，从而控制激励电源的电压大小，来稳定励磁电流；二、通过反馈电流控制励磁桥路开关的通断，进而利用励磁线圈中电流不能突变的特性来进行恒流控制；三、通过反馈电流与基准电流值比较，进而由运放等来控制晶体管，实现恒流控制。然而，途径一的重点在于控制激励源电压大小，但是，由于PWM占空比控制激励电压需经过LC滤波，其动态响应速度较慢，会导致电流控制的滞后，从而在高频励磁时电流不易进入稳态值，造成零点不稳；而途径二会使H桥开关器件开关频繁，电流在一定程度上出现纹波，同样会造成零点波动：途径三的恒流控制均在励磁线圈驱动电路H桥低端，会使其低端电压的波动较大，影响H桥臂导通控制；反馈调压仍然是采用PWM调压措施，会引入一些问题。故而，在保证电磁流量计零点稳定的前提下，当
前国内外所披露的励磁控制技术基本上均只能针对低频方波励磁。
[0005]信号处理技术是电磁流量计设计中另一重要技术。针对不同的励磁控制方式及不同的流体，信号噪声消除是信号处理的关键。而不同流体、不同励磁方式下的噪声表现形式各不相同，从而使得电磁流量计信号处理系统的设计及信号处理的算法往往差异很大，系统的运算能力及算法运算复杂度也各不相同，目前也缺少一种能够广泛适用的方法。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于针对上述现有技术中电磁流量计励磁控制以及信号处理当中存在的问题，提供一种变频励磁电磁流量计，实现变频恒流励磁，提升响应速度和稳定性。
[0007]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为：
[0008]一种变频励磁电磁流量计，包括驱动电路与控制电路，驱动电路由若干个MOS管连接而成，MOS管分组连接形成多条能够驱动励磁电路导通的支路，控制电路通过输出高、低电平信号分别施加在不同的MOS管上实现开、关控制；驱动电路连接供电线路，驱动电路的供电线路上设置恒流源；控制电路通过导通与关断不同的MOS管实现励磁电路的正、反向恒流驱动，通过控制导通以及关断MOS管的频率实现正、反向切换频率的控制。
[0009]优选的，所述的驱动电路通过4个MOS管连接组成H桥电路。
[0010]优选的，所述的控制电路通过MCU输出控制信号Control1和Control2分别施加在H桥电路的两条桥臂MOS管上，控制信号Control1和Control2的电平高低相反。
[0011]优选的，所述的控制电路通过MCU能够按照设定频率改变控制信号Control1和Control2电平高低切换的速度。
[0012]优选的，所述的恒流源根据参考基准电压控制驱动电路的输出电流大小。
[0013]优选的，所述驱动电路的输出电流大小等于励磁电路的电流大小。
[0014]相较于现有技术，本技术至少具有如下的有益效果：
[0015]目前的电磁流量计通常需要采用恒流励磁方式，不同工况下需要的励磁频率有所区别，要求快速响应的需要高频励磁，而一般环境采用低频励磁就可以。高频励磁的响应速度快，但零点稳定性低，而低频励磁虽然零点稳定性好，但是响应速度慢。本技术通过控制电路控制驱动电路实现变频励磁，本技术在驱动电路的供电线路上设置恒流源，实现恒流励磁。本技术的电磁流量计在励磁驱动环节，采用变频励磁，能够有效的提升响应速度以及零点的稳定性，通过变频励磁实现优势互补，通过高频励磁提高响应速度，通过低频励磁保证信号零点的稳定性，从而实现更加精确的测量，获得误差较小的数据。
[0016]进一步的，本技术的驱动电路通过4个MOS管连接组成H桥电路，控制电路通过MCU输出控制信号Control1和Control2分别施加在H桥电路的两条桥臂MOS管上，控制信号Control1和Control2的电平高低相反，通过控制电路动态的控制励磁频率输出，能够实现仪表的快速响应，以及保证信号零点的稳定性，相比于传统定频励磁驱动的方式，试用范围更广，测量效果更好，抗干扰能力更强。
附图说明
[0017]图1本技术变频励磁电磁流量计实施例的电路原理图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图及实施例对本技术做进一步的详细说明。
[0019]参见图1，本技术包括驱动电路和控制电路，驱动电路采用4个MOS管连接组成的H桥电路，控制电路通过MCU输出控制信号Control1和Control2分别施加在H桥电路的两条桥臂的MOS管上，且控制信号Control1和Control2的电平高低相反。MCU能够按照设定频率改变控制信号Control1和Control2电平高低切换的速度。控制电路通过输出高、低电平信号分别施加在不同的MOS管上实现开、关控制；驱动电路连接供电线路，驱动电路的供电线路上设置恒流源，恒流源根据参考基准电压控制驱动电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变频励磁电磁流量计，其特征在于：包括驱动电路与控制电路，驱动电路由若干个MOS管连接而成，MOS管分组连接形成多条能够驱动励磁电路导通的支路，控制电路通过输出高、低电平信号分别施加在不同的MOS管上实现开、关控制；驱动电路连接供电线路，驱动电路的供电线路上设置恒流源；控制电路通过导通与关断不同的MOS管实现励磁电路的正、反向恒流驱动，通过控制导通以及关断MOS管的频率实现正、反向切换频率的控制。2.根据权利要求1所述的变频励磁电磁流量计，其特征在于：所述的驱动电路通过4个MOS管连接组成H桥电路。3.根据权利要求2所述的变频励磁电磁流量计，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭传涛，赵彦祥，
申请(专利权)人：西安德创电气科技有限公司，
类型：新型
国别省市：