Здравейте! Като доставчик на електромагнитни разходомери често ме питат за механизма за обработка на сигнала в тези изящни устройства. Така че реших да се задълбоча - да се потопя в тази тема и да я разбия за вас.
Основи на електромагнитните разходомери
Първо, нека накратко да обобщим как работи електромагнитният разходомер. Основният принцип зад него е законът на Фарадей за електромагнитната индукция. Съгласно този закон, когато проводяща течност протича през магнитно поле, се индуцира електродвижеща сила (ЕМС). Големината на тази индуцирана ЕМП е пропорционална на средната скорост на течността, протичаща през тръбата.
Разходомерът се състои от двойка намотки, които генерират магнитно поле през тръбата и два електрода, поставени на вътрешната стена на тръбата. Докато проводящата течност преминава през магнитното поле, индуцираната ЕМП се поема от електродите. Но това е само началото. Истинската магия се случва в частта за обработка на сигнала.
Получаване на сигнал
Първата стъпка в механизма за обработка на сигнала е получаването на сигнал. Електродите улавят индуцирания ЕМП, който е много слаб електрически сигнал. Този сигнал обикновено е в миливолтов диапазон и може да бъде повлиян от различни фактори като шум, смущения от друго електрическо оборудване и проводимостта на самата течност.
Качеството на получаване на сигнала зависи от дизайна на електродите и от това колко добре са в контакт с течността. Прекарахме много време в усъвършенстване на дизайна на електродите в нашите разходомери, за да осигурим максимално улавяне на сигнала. Например в нашатаMag Meter Разходомер за вграден тип фланцова връзка за вода, електродите са изработени от висококачествени материали, които са устойчиви на корозия и осигуряват стабилен контакт с течността, дори и в тежки условия.
Усилване на сигнала
След като се получи слаб ЕМП сигнал, той трябва да бъде усилен. Предварителен усилвател се използва за усилване на сигнала до ниво, което може да бъде допълнително обработено. Този усилвател е проектиран да има висок входен импеданс за минимизиране на ефекта на натоварване върху електродите и ниска стойност на шума, за да се избегне добавянето на допълнителен шум към сигнала.
Използваме най-съвременни усилвателни схеми в нашите разходомери, за да гарантираме, че усилването на сигнала е точно и надеждно. След това усиленият сигнал се предава на следващия етап на обработка. Тази стъпка е от решаващо значение, защото ако сигналът не се усили правилно, следващите стъпки на обработка няма да могат да измерят точно скоростта на потока.
Филтриране
След усилване е вероятно сигналът да бъде замърсен с различни видове шум. Може да има електрически шум от захранването, електромагнитни смущения от близкото оборудване или дори шум, причинен от турбулентния поток на самата течност. За да се премахне този шум, се прилага филтриране.
Ние използваме различни видове филтри в нашите разходомери, като нискочестотни филтри, високочестотни филтри и лентови филтри. Нискочестотните филтри се използват за премахване на високочестотен шум, докато високочестотните филтри могат да премахнат нискочестотните смущения. Лентово пропускащите филтри се използват, когато трябва да изолираме определен честотен диапазон на сигнала. Например в нашияМагнитен разходомер с вграден типфилтриращата система е оптимизирана да се справи с уникалните условия на потока, свързани с инсталации от вграден тип.
Преобразуване на сигнала
След като сигналът бъде филтриран, той трябва да бъде преобразуван във формат, който може да се използва за допълнителни изчисления. Обикновено аналоговият сигнал се преобразува в цифров с помощта на аналогово-цифров преобразувател (ADC). ADC взема проби от аналоговия сигнал на редовни интервали и присвоява цифрова стойност на всяка проба.
Резолюцията на ADC е важен фактор. ADC с по-висока разделителна способност може да осигури по-точно цифрово представяне на аналоговия сигнал. Използваме ADC с висока разделителна способност в нашите разходомери, за да гарантираме, че цифровият сигнал отразява точно оригиналния аналогов сигнал, което е от съществено значение за точното измерване на дебита.
Изчисляване на дебита
След като сигналът се преобразува в цифров формат, дебитът може да бъде изчислен. Връзката между индуцираната ЕМП и скоростта на потока се основава на закона на Фарадей. Микроконтролерът на разходомера използва предварително програмиран алгоритъм за изчисляване на дебита от цифровия сигнал.
Алгоритъмът взема предвид различни фактори като силата на магнитното поле, диаметъра на тръбата и коефициента на калибриране. Калибрирането е много важна част от процеса. В нашатаМагнитен разходомер за измерване на вода с калибриране, ние предоставяме услуга за калибриране, за да гарантираме, че разходомерът измерва точно дебита в различни приложения.
Изход и дисплей
След като дебитът бъде изчислен, той може да бъде изведен в различни формати. Нашите разходомери могат да предоставят както аналогови, така и цифрови изходи. Аналоговият изход може да бъде токов сигнал 4 - 20 mA, което е стандарт в индустрията и може лесно да се свързва с други системи за управление. Цифровият изход може да бъде под формата на Modbus протокол, който позволява лесна комуникация с компютър или PLC.
Ние също имаме дисплей на нашите разходомери, който показва дебита в реално време. Дисплеят е лесен за четене и може да бъде персонализиран според нуждите на потребителя.
Предизвикателства при обработката на сигнали
Има няколко предизвикателства в механизма за обработка на сигнала на електромагнитните разходомери. Едно от основните предизвикателства е работата с течности с различна проводимост. Течностите с ниска проводимост могат да произведат много слаби ЕМП сигнали, които са трудни за точно измерване. От друга страна, течности с висока проводимост могат да причинят проблеми с електрически смущения.
Друго предизвикателство е справянето с шума и смущенията. Както бе споменато по-рано, сигналът може да бъде повлиян от различни източници на шум и е важно да се проектира веригата за обработка на сигнала, така че да бъде устойчива на тези смущения.
Заключение
Механизмът за обработка на сигнала в електромагнитен разходомер е сложна, но важна част от неговата работа. Той включва няколко стъпки, от получаване на сигнал до извеждане и показване, всяка от които играе жизненоважна роля за точното измерване на скоростта на потока на проводима течност.
В нашата компания сме отделили много време и ресурси за усъвършенстване на механизма за обработка на сигнала в нашите разходомери. Ние предлагаме широка гама електромагнитни разходомери, включителноMag Meter Разходомер за вграден тип фланцова връзка за вода,Магнитен разходомер с вграден тип, иМагнитен разходомер за измерване на вода с калибриране, всички проектирани да осигурят точно и надеждно измерване на потока.
Ако търсите електромагнитен разходомер или имате въпроси относно механизма за обработка на сигнала, не се колебайте да се свържете с нас. Ние сме тук, за да ви помогнем да намерите най-доброто решение за вашите нужди от измерване на потока. Нека започнем разговор и да видим как можем да работим заедно, за да отговорим на вашите изисквания.
Референции
- Oppenheim, AV, & Schafer, RW (1999). Дискретна обработка на сигнала във времето. Прентис Хол.
- Дорф, RC и Бишоп, RH (2016). Съвременни системи за управление. Пиърсън.
