摘要:電磁流量計(jì)量程寬、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單應(yīng)用廣泛。以電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)演變與干擾抑制為線索,兩個(gè)大方向下的各個(gè)方向的電磁流量計(jì),并分析了其未來發(fā)介紹了展方向和趨勢(shì),在電子不斷發(fā)展與流量計(jì)量方法呈現(xiàn)多樣化基礎(chǔ)上,未來電磁流量計(jì)仍以提高線圈勵(lì)磁精度來抑制噪聲干擾為主,同時(shí)又不斷改變自身結(jié)構(gòu)和組合方法測(cè)量,以適應(yīng)越來越復(fù)雜的流體測(cè)量環(huán)境。
0引言
從20世紀(jì)50年代以來,電磁流量計(jì)憑借其精度高量程寬、反應(yīng)靈敏、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于石油、化工、水計(jì)量、制藥等行業(yè),迅速成為實(shí)用性最為廣泛的工業(yè)測(cè)量?jī)x表之一。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)、信號(hào)干擾抑制技術(shù)革新成為電磁流量計(jì)測(cè)量性能提高的重要方向。電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)、電磁流量計(jì)干擾抑制方法為線索,總結(jié)近年來電磁流量計(jì)現(xiàn)狀及成果.并分析其發(fā)展趨勢(shì),為以后流量計(jì)的優(yōu)化、設(shè)計(jì)、智能化等工作提供一定的參考與基礎(chǔ)。
1電磁流量計(jì)基本原理
電磁流量計(jì)的基本工作原理是法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)被測(cè)液體經(jīng)過測(cè)量管內(nèi)部時(shí)會(huì)在磁場(chǎng)中切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),在2個(gè)測(cè)量電極之間產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=kBDv,由流量Q=πD2v/4可得流量Q與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的關(guān)系為Q=πDE/4kB。其中,E為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),k為常系數(shù),B為磁感應(yīng)強(qiáng)度,D為管道內(nèi)徑的寬度,v為流體流速。
由于傳統(tǒng)電磁流量計(jì)對(duì)被測(cè)液體有最低導(dǎo)電率的要求，電磁流量計(jì)的測(cè)量管為絕緣測(cè)量管或內(nèi)部襯里有絕緣材料,絕緣襯里限制了被測(cè)流體的溫度范圍及流量計(jì)的可靠性與適用性。傳統(tǒng)電磁流量計(jì)的單電極對(duì)是根據(jù)感應(yīng)電壓信號(hào)計(jì)算整個(gè)流動(dòng)截面處的平均速度,因而，對(duì)被測(cè)流體流速分布敏感,只能測(cè)量滿管流體,測(cè)量精度受被測(cè)流體的非軸對(duì)稱速度分布影響大,因此對(duì)直管段要求高;此外,單一電磁流量計(jì)無法正確測(cè)量多相流中的導(dǎo)電相速度,尤其是在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中存在的油水兩相流、油氣兩相流等測(cè)量工況下測(cè)量結(jié)果會(huì)有很大的誤差。因此,需要改變電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)、對(duì)勵(lì)磁方式和信號(hào)調(diào)理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，使其適應(yīng)更復(fù)雜的測(cè)量環(huán)境。
2電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)演化分析
電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要方式包括從測(cè)量管、勵(lì)磁線圈結(jié)構(gòu)、測(cè)量電極的位置和數(shù)量等方面進(jìn)行改變,從而得到適用復(fù)雜工況的電磁流量計(jì)。
2.1非絕緣測(cè)量管電磁流量計(jì)
電磁流量計(jì)絕緣襯里的作用是防止感應(yīng)信號(hào)被金屬測(cè)量管短路,提高了流量計(jì)的測(cè)量精度。國(guó)內(nèi)的電磁流量計(jì)的常見襯里材料有聚四氟乙烯、聚三氟氣乙烯、硬橡膠、聚氨酯橡膠、乙烯與四氟氯乙烯共聚物等。但這些絕緣材料在耐磨性、耐高溫、耐氧化性、耐酸堿性等方面不能兼得,電磁流量計(jì)的絕緣襯里限制了其測(cè)量流體的適用范圍及適用工況,因此希望電磁流量計(jì)能突破絕緣襯里和絕緣測(cè)量管的限制，采用非絕緣測(cè)量管進(jìn)行流量的測(cè)量。
非絕緣測(cè)量管電磁流量計(jì)的原理是建立流體與非絕緣金屬管壁之間不同的邊界條件。通過施加與流體流量成正比的電壓,在管壁上形成電勢(shì)分布,由于電流流過金屬管壁,使得管壁上的電勢(shì)分布與流體中的流動(dòng)信號(hào)電勢(shì)不同,這就建立了管道與非絕緣金屬管壁之間的邊界條件,這個(gè)邊界條件與絕緣襯里同樣起到了防止電流經(jīng)過引起短路的作用。也稱這種新的控制方法為“電勢(shì)補(bǔ)償法”。非絕緣測(cè)量管電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2.2不同勵(lì)磁線圈形狀的電磁流量計(jì)
電磁流量計(jì)的勵(lì)磁系統(tǒng)是由勵(lì)磁線圈、導(dǎo)磁鐵芯和磁軛等部分組成。電磁流量計(jì)的磁場(chǎng)特性不僅和勵(lì)磁電流大小變化有關(guān),還深受勵(lì)磁線圈的形狀、尺寸大小、匝數(shù)等因素影響。電磁流量計(jì)工作磁場(chǎng)的穩(wěn)定性和均勻性是設(shè)計(jì)分析勵(lì)磁系統(tǒng)最關(guān)鍵的因素。不同的勵(lì)磁線圈形狀對(duì)電磁流量計(jì)工作磁場(chǎng)的影響也各具特點(diǎn)。
2.2.1典型勵(lì)磁線圈
工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的勵(lì)磁線圈的形狀主要有圓形線圈、菱形線圈矩形線圈、馬鞍形線圈等。4種勵(lì)磁線圈的仿真幾何模型如圖2所示。典型的線圈結(jié)構(gòu)仍存在一些不足,如亥姆霍茲線圈中部的工作磁場(chǎng)均勻度較好,而邊緣處磁場(chǎng)卻減弱;菱形勵(lì)磁線圈和矩形勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的工作磁場(chǎng)在電極附近的分布均勻度較差;馬鞍形勵(lì)磁線圈的磁場(chǎng).均勻度最好,但輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小比亥姆霍茲線圈低。
2.2.2E形框架亥姆霍茲線圈
由于勵(lì)磁線圈的軸向長(zhǎng)度有限,根據(jù)電磁感應(yīng)原理,線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)是一系列圓形的閉環(huán)。在線圈彎曲的磁場(chǎng)的邊緣處形成非均勻分布的磁場(chǎng)。即電磁場(chǎng)的分布在測(cè)量管方向具有邊緣效應(yīng)。ShereliffJA的數(shù)學(xué)模型中提到當(dāng)勵(lì)磁線圈的軸向長(zhǎng)度接近測(cè)量管半徑的3倍時(shí),有限磁場(chǎng)的靈敏度接近1。雖然分析了電磁流量計(jì)靈敏度與磁場(chǎng)軸向長(zhǎng)度之間的關(guān)系,但勵(lì)磁線圈沿電極方向的長(zhǎng)度仍未分析。
E形框架亥姆霍茲線圈是一種在傳統(tǒng)的亥姆霍茲線圈中加入導(dǎo)磁材料制成的E形框架來模擬磁場(chǎng)的分布的改進(jìn)勵(lì)磁結(jié)構(gòu)。常用的勵(lì)磁裝置亥姆霍茲線圈具有2個(gè)平行排列的線圈,并且測(cè)量管中的磁流場(chǎng)是2個(gè)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)的疊加。為了減少在線圈邊緣漏磁通的影響,一種由導(dǎo)磁材料構(gòu)成的E形勵(lì)磁框架,如圖3所示。線圈纏繞在E形框架的中心，整個(gè)勵(lì)磁裝置由2個(gè)彼此相對(duì)放置的E形框架組成。線圈形狀是矩形的，由于E形框架具有高導(dǎo)磁率,磁力線可以集中在E形框架的中心區(qū)域，以提高穿過測(cè)量管的磁場(chǎng)的強(qiáng)度和均勻性,并且可以減小激勵(lì)裝置的尺寸。其中,E形框架亥姆霍茲線圈沿著測(cè)量管的軸向長(zhǎng)度是48mm,即測(cè)量管半徑的3倍。此種結(jié)構(gòu)具有漏磁小、磁場(chǎng)分布均勻等優(yōu)點(diǎn)。可將磁通量集中在測(cè)量管周圍的區(qū)域以確保有足夠的磁場(chǎng)強(qiáng)度來檢測(cè)流量流速信號(hào)。.
2.2.3雙層勵(lì)磁線圈
明渠是一種具有自由表面液體流動(dòng)的渠道。明渠水流也稱為重力流和無壓流,其靠重力作用產(chǎn)生,表面相對(duì)壓力為零且具有自由表面，因此,明渠水流流經(jīng)渠道的截面是時(shí)刻變化的。明渠電磁流量計(jì)的主要設(shè)計(jì)問題是通過專門設(shè)計(jì)的勵(lì)磁線圈來保證測(cè)量區(qū)內(nèi)磁場(chǎng)的均勻分布。線圈的設(shè)計(jì)還需應(yīng)對(duì)干擾電場(chǎng)的邊界效應(yīng)，達(dá)到此需求最簡(jiǎn)單的方法是在軸向上增加線圈的長(zhǎng)度,但這又增加了線圈的制造成本。雙層勵(lì)磁線圈結(jié)構(gòu)為解決明渠電磁流量計(jì)的磁場(chǎng)分布問題奠定了基礎(chǔ)。
為了使明渠流量計(jì)測(cè)量區(qū)磁場(chǎng)達(dá)到最佳均勻性,將雙層線圈和亥姆霍茲線圈兩種勵(lì)磁線圈進(jìn)行仿真比較,圖4為雙層勵(lì)磁線圈和亥姆霍茲線圈的仿真模型,發(fā)現(xiàn)雙層線圈的設(shè)計(jì)要優(yōu)于亥姆霍茲線圈,如果在亥姆霍茲線圈中,在流向方向上使線圈長(zhǎng)度增加50%,則得到的磁場(chǎng)分布均勻性與在雙層線圈中相同。因此,雙層勵(lì)磁線圈結(jié)構(gòu)相比亥姆霍茲勵(lì)磁線圈更適用于明渠電磁流量計(jì)。
2.3不同測(cè)量電極結(jié)構(gòu)的電磁流量計(jì)
根據(jù)電極結(jié)構(gòu)的不同,電磁流量計(jì)可分為接觸式和非接觸式兩種。接觸型電磁流量計(jì)使用金屬點(diǎn)電極穿透管壁。非接觸式電磁流量計(jì)是將大面積的金屬電極粘貼在測(cè)量管上,通過電容耦合的方式獲得感應(yīng)信號(hào),因此,又稱電容式電磁流量計(jì)。
2.3.1非接觸式電磁流量計(jì)
非接觸式電磁流量計(jì)具有一些突出的優(yōu)點(diǎn):一方面避免了被測(cè)液體與檢測(cè)電極直接接觸,解決了檢測(cè)電極容易受到液體腐蝕、磨損等問題;選擇合適的襯里材料,電容式電磁流量計(jì)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)漿液型和較高腐蝕性流體的檢測(cè),增大了流量?jī)x表的使用范圍。另一方面,電磁流量計(jì)通過電容耦合的方式獲取被測(cè)液體流量信號(hào),被測(cè)流體與檢測(cè)電極之間的耦合電容決定了傳感器的內(nèi)阻;增加耦合電容值可以減小傳感器的內(nèi)阻,降低流量信號(hào)檢出難度，從而使被測(cè)流體電導(dǎo)率的下限減小。
非接觸式電磁流量計(jì)的電極與被測(cè)流體間有絕緣襯里隔離或者直接采用絕緣測(cè)量管。電極貼于測(cè)量管外面或鑲嵌于測(cè)量管內(nèi)部。非接觸式電磁流量計(jì)利用電極與被測(cè)流體通過絕緣襯里形成耦合電容來檢測(cè)被測(cè)流體流量信號(hào)。主要結(jié)構(gòu)形式按電極的安裝位置可分為兩種:電極嵌人測(cè)量管絕緣襯里(嵌人式)、電極貼在測(cè)量管外(外貼式)。嵌入式電磁流量計(jì)和外貼式電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖5所示,嵌人式結(jié)構(gòu)和普通電磁流量計(jì)電極結(jié)構(gòu)類似,而外貼式多是采用陶瓷表面金屬化將電極貼在流量計(jì)測(cè)量管外部。
2.3.2多電極式電磁流量計(jì)
通過理論分析[10]發(fā)現(xiàn)，流體測(cè)量截面處的速度分布對(duì)電磁流量計(jì)的測(cè)量精度影響十分敏感,所以傳統(tǒng)單對(duì)電極電磁流量計(jì)測(cè)量流體時(shí),要求流速分布是軸對(duì)稱的,因此,需要被測(cè)流體滿管并具有足夠長(zhǎng)的直管段。在管徑大、流體未滿管或測(cè)量條件有限時(shí),單對(duì)電極電磁流量計(jì)的測(cè)量結(jié)果會(huì)存在不同程度的誤差，對(duì)于非滿管流體和非軸對(duì)稱速度分布流體的測(cè)量傳統(tǒng)流量計(jì)不再適用,多電極式電磁流量計(jì)可以通過測(cè)量多個(gè)點(diǎn)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),獲得任意流型下的流體平均流速的表達(dá)式以及測(cè)量管內(nèi)流體液面高度，適用于非軸對(duì)稱流動(dòng)和非滿管條件下的流量測(cè)量。
1)非滿管多電極式電磁流量計(jì)。其測(cè)量管壁上具有多對(duì)電極,其中1對(duì)信號(hào)注人電極設(shè)置在測(cè)量管底部,用于滿管狀態(tài)判別的滿管指示電極設(shè)置在測(cè)量管頂部,其余3對(duì)電極為測(cè)量電極設(shè)置在測(cè)量管兩側(cè),用于管道流體液.位和流速信號(hào)的測(cè)量。當(dāng)對(duì)液位進(jìn)行測(cè)量時(shí),將電壓幅值恒定的交流信號(hào)施加于信號(hào)注人電極上,在流體滿管情況下,該流量計(jì)的功能與普通的電磁流量計(jì)相同,因?yàn)榇藭r(shí)流體流經(jīng)橫截面積是固定的,只需根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)推出被測(cè)流體的流速,進(jìn)而計(jì)算得到流量值。當(dāng)流體未充滿管道時(shí),滿管指示電極檢測(cè)到管道流體為非滿管狀態(tài),并利用算法對(duì)測(cè)量值進(jìn)行修正,此時(shí)流量計(jì)的測(cè)量方式則是測(cè)量流體流速和非滿管流體液位高度。通過測(cè)量管內(nèi)被測(cè)液體的耦合,反映液位高度變化的合成信號(hào)可以通過3對(duì)測(cè)量電極得到,液位高度的準(zhǔn)確測(cè)量值是通過轉(zhuǎn)換器將合成信號(hào)轉(zhuǎn)換獲得。非滿管多電極電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖6所示。
2)非軸對(duì)稱速度分布多電極式電磁流量計(jì)。由于測(cè)量截面所在平面內(nèi)管壁的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)積分運(yùn)算的測(cè)量結(jié)果與流體流速分布無關(guān),因此,多電極式電磁流量計(jì)可通過測(cè)量多點(diǎn)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)來測(cè)量非軸對(duì)稱速度分布下的流體流量。非軸對(duì)稱速度分布多電極式電磁流量計(jì)按照測(cè)量電極個(gè)數(shù)可分為四電極式、六電極式、八電極式、十六電極式17等。從理論上講電極個(gè)數(shù)越多,流體平均流速的測(cè)量精度越高,但是從實(shí)際生產(chǎn)制作條件與流量計(jì)可靠性來說,測(cè)量電極數(shù)目不能無限增多,而且隨著電極數(shù)目的增多,測(cè)量系統(tǒng)實(shí)時(shí)性也會(huì)降低。
3電磁流量計(jì)干擾抑制方法分析
在電磁流量計(jì)的測(cè)量過程中,電極采集的流量信號(hào)混雜了大量的干擾信號(hào)和噪聲。流量信號(hào)中的干擾信號(hào)根據(jù)產(chǎn)生機(jī)理不同可分為3類,第一類是與電磁流量計(jì)的電磁感應(yīng)原理有關(guān)的同相干擾、微分干擾等;第二類是和電化學(xué)作用有關(guān)的漿液噪聲、極化干擾、流動(dòng)噪聲等;第三類是因外部電路而引起的工頻干擾,可分為串模干擾、共模干擾兩種。
不同勵(lì)磁方式對(duì)流量計(jì)的功耗、精度、實(shí)時(shí)性等參數(shù)有著影響。勵(lì)磁方式可分為采用交變磁場(chǎng)和采用恒定磁場(chǎng)2種基本形式,采用交變磁場(chǎng)包括正弦波勵(lì)磁、低頻矩形波勵(lì)磁、三值矩形波勵(lì)磁、雙頻矩形波勵(lì)磁、三值梯形波勵(lì)磁等方式,采用恒定磁場(chǎng)包括直流電源勵(lì)磁和永磁鐵勵(lì)磁。
3.1交變磁場(chǎng)勵(lì)磁
最早應(yīng)用在電磁流量計(jì)中的勵(lì)磁方式是工頻正弦波勵(lì)磁,此種電磁流量計(jì)測(cè)量迅速,這種方式能有效消除電極表面的極化現(xiàn)象,降低電化學(xué)電勢(shì)的影響和傳感器內(nèi)阻,但是由于頻率高,會(huì)帶來一系列電磁干擾如正交干擾、同相干擾等。矩形波勵(lì)磁將直流勵(lì)磁和交流勵(lì)磁的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來,既具備交流勵(lì)磁極化干擾小的特點(diǎn)，又具有直流勵(lì)磁無正交干擾和同相干擾矩形波勵(lì)磁方式采樣時(shí)間窗口.長(zhǎng)且穩(wěn)定,可使流量計(jì)的零點(diǎn)穩(wěn)定性得到提高。
矩形波勵(lì)磁根據(jù)工作頻率的高低分為低頻矩形波勵(lì)磁和高頻矩形波勵(lì)磁，低頻勵(lì)磁雖然具有零點(diǎn)穩(wěn)定和有效降低電磁干擾的優(yōu)勢(shì),但是會(huì)降低傳感器的響應(yīng)速度,不再適用于高速變化流體的測(cè)量。高頻勵(lì)磁具有響應(yīng)速度快的優(yōu)勢(shì),但存在電磁干擾問題導(dǎo)致測(cè)量精度的下降,其測(cè)量精度比不上低頻勵(lì)磁。隨著工業(yè)生產(chǎn)生活中對(duì)流體測(cè)量實(shí)時(shí)性和測(cè)量精度的提高,單頻的高頻勵(lì)磁和低頻勵(lì)磁已經(jīng)不能滿足人們的測(cè)量要求,于是國(guó)內(nèi)外研究人員將目光投向了雙頻勵(lì)磁。雙頻勵(lì)磁電磁流量計(jì)結(jié)合低頻矩形波勵(lì)磁和高頻矩形波勵(lì)磁的優(yōu)點(diǎn)。利用雙頻中低頻抑制測(cè)量液體噪聲、保持零點(diǎn)穩(wěn)定性和高頻激勵(lì)響應(yīng)速度快的特點(diǎn)在測(cè)量被測(cè)液體時(shí)取得了較好的效果和較快的響應(yīng)速度。之后雙頻勵(lì)磁技術(shù)得到快速發(fā)展,衍生了高壓和脈沖寬度調(diào)制(PWM)調(diào)制低壓勵(lì)磁、時(shí)分雙.頻勵(lì)磁、雙頻梯形波勵(lì)磁等多種雙頻勵(lì)磁形式。時(shí)分雙頻勵(lì)磁方式不僅兼顧了高頻低頻的優(yōu)點(diǎn),還提高了流.量計(jì)的量程比。雙頻梯形波與矩形波相比,梯形波具有穩(wěn)定部分,增加了信號(hào)的穩(wěn)定性，可以有效消除差分干擾。與三角波相比,梯形波有上升沿和下降沿,提高了電壓的利用率。雖然雙頻勵(lì)磁兼具高頻勵(lì)磁響應(yīng)速度快和低頻勵(lì)磁穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn),但是雙頻勵(lì)磁需要執(zhí)行的算法相更為復(fù)雜，這就使得流量計(jì)功耗較大。
3.2恒定磁場(chǎng)勵(lì)磁
流量計(jì)采用恒定磁場(chǎng)勵(lì)磁時(shí),其優(yōu)點(diǎn)是磁場(chǎng)強(qiáng)度恒定不變,比交變磁場(chǎng)勵(lì)磁更容易實(shí)現(xiàn),流量計(jì)結(jié)構(gòu)也更加簡(jiǎn)化,受工頻干擾的影響小。恒定磁場(chǎng)勵(lì)磁技術(shù)遇到的最關(guān)鍵問題是電化學(xué)作用在測(cè)量電極上產(chǎn)生極化電壓,由于電極輸出的流量測(cè)量信號(hào)和電極極化電壓均為直流信號(hào),導(dǎo)致很難從測(cè)量信號(hào)中剔除極化電壓干擾信號(hào),甚至極化電壓過大會(huì)掩蓋測(cè)量信號(hào)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。因此,恒定磁場(chǎng)勵(lì)磁方式僅適用于內(nèi)阻極小、導(dǎo)電率極高且不產(chǎn)生極化電壓的特殊液態(tài)金屬的流量測(cè)量中。
目前克服電極表面極化的方法可以分為:1)對(duì)極化噪聲進(jìn)行補(bǔ)償。將非勵(lì)磁時(shí)段極化噪聲用來補(bǔ)償勵(lì)磁時(shí)段的極化噪聲。2)低通濾波極化噪聲并反饋補(bǔ)償。采用階低通濾波器剝離極化噪聲,并進(jìn)行反饋補(bǔ)償。因?yàn)榈屯V波器會(huì)使流量信號(hào)發(fā)生畸變,故此方法尚未應(yīng)用于商業(yè)儀表。3)將極化電壓控制在穩(wěn)定值。這是一種避開極化電壓原理的方法,代表方法有繼電器電容反饋抑制極化�；谶@種理念，利用動(dòng)態(tài)反饋控制的方法應(yīng)用在永磁體勵(lì)磁的電磁流量計(jì)上。目前,這種方法是恒磁磁場(chǎng)勵(lì)磁方法研究的熱門領(lǐng)域。
4電磁流量計(jì)發(fā)展趨勢(shì)
4.1勵(lì)磁技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
隨著電子快速發(fā)展,對(duì)勵(lì)磁電流和勵(lì)磁信號(hào)的控制也越來越精確。勵(lì)磁方式將向多頻方向發(fā)展,讓電磁流量計(jì)兼具響應(yīng)速度快,零點(diǎn)穩(wěn)定性好,輸出信號(hào)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。勵(lì)磁頻率也將向智能變換方向發(fā)展,根據(jù)電磁流量計(jì)輸出感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)中噪聲的大小來改變勵(lì)磁頻率。使電磁流量計(jì)不僅具有克服流體噪聲和信號(hào)零點(diǎn)漂移的能力,還能估計(jì)當(dāng)前流體的漿液濃度值。信號(hào)處理技術(shù)也不.再只依靠電路進(jìn)行濾波,可以利用MATLAB、快速傅里葉變換(fastFouriertransform,FFT)或小波變換等軟件處理方式對(duì)信號(hào)調(diào)理以抑制干擾,提高電磁流量十的勵(lì)磁精度。
4.2復(fù)雜工況組合測(cè)量的發(fā)展趨勢(shì)
隨著流體測(cè)量工況復(fù)雜性的增加,電磁流量計(jì)也在朝著與其他方法組合測(cè)量的方向發(fā)展。主要有電磁流量計(jì)與弧形電導(dǎo)探針組合測(cè)量系統(tǒng)、電磁流量計(jì)結(jié)合分相法測(cè)量液體流量叫、電磁流量十和電阻層析成像雙模態(tài)系統(tǒng)等。結(jié)合弧形電導(dǎo)探針靈敏度高，探測(cè)場(chǎng)分布均勻的優(yōu)點(diǎn),可以提高流體測(cè)量的分辨率。分相法的結(jié)合可以提高測(cè)量精度,成功地使電磁流量計(jì)適用于原始相分布不均勻的氣液兩相流。電磁流量計(jì)與電阻層析成像雙模態(tài)系統(tǒng)可利用多維數(shù)據(jù)融合的方法測(cè)量油水兩相流的分相體積流量與流速。隨著互相關(guān)算法與多傳感器信息融合技術(shù)的發(fā)展,電磁流量計(jì)與其他測(cè)量方法組合進(jìn)行流體計(jì)量成為未來發(fā)展的方向。
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