數字變送器質量流量計優點

    在科氏質量流量計測量系統設計中,提出一種數字式信號處理、解算的全新設計思路.采用高速并行模擬數字轉換電路(a/d)將傳感器輸出的信號完整采樣,借助數字信號處理芯片(dsp, digital signal processor)強大運算能力對信號進行深入的分析與處理;利用信號處理方法對信號進行實時濾波處理并計算兩路信號的相位差,進而解算出流體的質量流量和密度,輔以單片機和現場可編程器件(fpga, field programmable gate array)實現系統的控制、顯示與通訊;提出諧振電路的數字式閉環設計新思想,利用數字電路及其信號處理方法實現傳統的閉環增益控制(agc, auto gain control).實驗結果表明:該系統有效提高了測量系統的零點穩定性和測量精度.

    科里奧里質量流量計(簡稱為科氏質量流量計,即cmf,coriolis mass flowmeter)由傳感器和二次儀表組成.傳感器敏感被測質量流量和密度,輸出與流量性質相關的振動信號;二次儀表根據傳感器輸出的振動信號確定被測流體的質量流量和密度.相對于其它直接或間接質量流量測量方式,具有許多突出優點:①測量范圍大、精度高;②測量管內無零部件,穩定性好;③對流場不敏感,對被測流體的溫度、壓力、粘度等參數不敏感;④是一種多功能多參數的測量儀表,可同時測量流體密度、兩種液體組成的混合流體的比例等[1~3].由于其工作機理和傳統信號處理方式的限制,目前此類流量計在現場應用中存在較多實際問題:①對環境噪聲敏感,安裝在現場的質量流量計會受到各種震動噪聲的影響;②信號處理大多采用模擬電路提取信號的相位差,由積分式a/d轉換為數字信號后,單片機對質量流量進行解算.由于模擬電路穩定性較差,積分式a/d采樣速度低,因此在使用中存在著零點穩定性差,響應時間長,運算精度低等缺點.

   針對上述現有科氏質量流量計存在的實際問題,設計出一種全新的以數字信號處理器(dsp,digital signal processor)為核心、高速高精度并行a/d為手段的信號處理系統,實時處理流量計中兩路敏感元件輸出的信號,借助現代信號處理算法,計算兩路信號的相位差和頻率,從而得到被測流體的質量流量和密度等信息.

   天辰博銳公司高精度質量流量計采用這種數字式信號處理、解算的變送器，質量流量計的穩定性提高，量程比加大，更加適合在裝車系統中使用。在氣體測量方面實現了更快的動態響應。全新的數字變送器讓天辰博銳的質量流量計在國內市場非常具有競爭力，可以媲美進口產品。