數(shù)字變送器質(zhì)量流量計優(yōu)點

    在科氏質(zhì)量流量計測量系統(tǒng)設計中,提出一種數(shù)字式信號處理、解算的全新設計思路.采用高速并行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路(a/d)將傳感器輸出的信號完整采樣,借助數(shù)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(zhì)量流量和密度,輔以單片機和現(xiàn)場可編程器件(fpga, field programmable gate array)實現(xiàn)系統(tǒng)的控制、顯示與通訊;提出諧振電路的數(shù)字式閉環(huán)設計新思想,利用數(shù)字電路及其信號處理方法實現(xiàn)傳統(tǒng)的閉環(huán)增益控制(agc, auto gain control).實驗結(jié)果表明:該系統(tǒng)有效提高了測量系統(tǒng)的零點穩(wěn)定性和測量精度.

    科里奧里質(zhì)量流量計(簡稱為科氏質(zhì)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(zhì)量流量和密度,輸出與流量性質(zhì)相關的振動信號;二次儀表根據(jù)傳感器輸出的振動信號確定被測流體的質(zhì)量流量和密度.相對于其它直接或間接質(zhì)量流量測量方式,具有許多突出優(yōu)點:①測量范圍大、精度高;②測量管內(nèi)無零部件,穩(wěn)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(shù)不敏感;④是一種多功能多參數(shù)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(tǒng)信號處理方式的限制,目前此類流量計在現(xiàn)場應用中存在較多實際問題:①對環(huán)境噪聲敏感,安裝在現(xiàn)場的質(zhì)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(zhuǎn)換為數(shù)字信號后,單片機對質(zhì)量流量進行解算.由于模擬電路穩(wěn)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(wěn)定性差,響應時間長,運算精度低等缺點.

   針對上述現(xiàn)有科氏質(zhì)量流量計存在的實際問題,設計出一種全新的以數(shù)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(tǒng),實時處理流量計中兩路敏感元件輸出的信號,借助現(xiàn)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(zhì)量流量和密度等信息.

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