浆液型电磁流量计励磁控制和信号处理的研究

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1、浆液型电磁流量计励磁控制与信号处理研究摘要电磁流量计广泛应用于工业流量测量领域。但是，低频方波励磁及较低的系统运算能力限制了电磁流量计进行高精度、高速度测量及浆液等复杂流体测量的能力。励磁控制及增强系统运算能力成为提高电磁流量计性能特别是浆液测量性能的关键。本文通过理论仿真提出了基于线性电源和基于高低压电源切换的两种方波励磁控制方案，并分别对其进行了电路仿真、设计与实验；采用基于线性电源的励磁控制方案，以DSP芯片TMS320F2812为信号处理和系统控制核心，研制了浆液型电磁流量计系统；采用MATLAB中的G

2、UI设计了上位机监控软件，实现对电磁流量计运行的监控及其采集波形的实时显示；针对水流量和浆液流体测量，分别采用了基于梳状带通滤波和基于统计分析与信号重构的信号处理方法，并分别进行了流速模拟器和纯水的标定实验及浆液流量的测量比照实验。实验结果表明，所提方波励磁控制方法能在保证信号零点稳定性的前提下大幅拓宽电磁流量计的方波励磁频率范围，结合上位机监控软件，所研制的电磁流量计系统用于流速模拟器及水流量标定精度均优于O．5级，浆液满流量测量稳态波动率小于1％且响应跟随时间短于4s。这从而大幅提高了电磁流量计的测量精度和

3、测量速度，特别是提高了电磁流量计用于浆液流体测量的性能，进而推动了国内电磁流量计技术的进一步发展，并为其进入国际先进行列奠定了一定的基础。关键词：电磁流量计；浆液测量；励磁控制；信号处理；监控软件；TMS320F2812StudiesonExcitationControlandSignalProcessingofSlurry—typeElectromagneticFlowmeterAbstractElectromagneticflowmeteriswidelyusedinindustrialflowmeasur

4、ement．Butthelow·frequencysquare·waveexcitationandthelowersystemcomputingpowerhaveconstrainedhigh-·precisionandhigh--speedmeasurementcabilityofelectromagneticflowmeter,anditsabilityofmeasureingslurryandothercomplexfluidaswell．Excitationcontrolandenhancedsyste

5、mcomputingpowerbecomethekeytoimprovetheperformanceofelectromagneticflowmeter，particularlytoimprovetheperformanceofslurrymeasurement．Inthepaper,bytheoreticalsimulation，theexcitationcontrolmethodbasedonlinearvoltageregulatorandthemethodbasedonhigh-lowvoltagepo

6、werswitchingareproposed，andthecircuit’Ssimulation，designandexperimentareconductedtoo．AdoptingtheexcitationcontrolmethodbasedonlinearvoltageandusingDSP—chipTMS320F2812asthecoreofsignalprocessingandsystemcontrol，slurry-typeelectromagneticflowmetersystemisdevel

7、oped．And，PCmonitorsoftwareisdesignedbytheGraphicalUserInterfaceofMATLABtomonitortheoperationofelectromagneticflowmeteranddisplaysignalgatheredreal-time．Then，thesignalprocessingmethodbasedoncomb-peakfilteringforthemeasurementofwaterflowandthemethodbasedonstat

8、isticalanalysisandsignalreconstructionforthemeasurementofslurryflowareadoptedrespectively．Also，thecomparingexperimentsofslurrymeasurementaswellasthecalibrationexperimentsforvelocityofflowsimulat