技术文章

   数字变送器质量流量计优点

    在科氏质量流量计测量系统设计中,提出一种数字式信号处理、解算的全新设计思路.采用高速并行模拟数字转换电路(a/d)将传感器输出的信号完整采样,借助数字信号处理芯片(dsp, digital signal processor)强大运算能力对信号进行深入的分析与处理;利用信号处理方法对信号进行实时滤波处理并计算两路信号的相位差,进而解算出流体的质量流量和密度,辅以单片机和现场可编程器件(fpga, field programmable gate array)实现系统的控制、显示与通讯;提出谐振电路的数字式闭环设计新思想,利用数字电路及其信号处理方法实现传统的闭环增益控制(agc, auto gain control).实验结果表明:该系统有效提高了测量系统的零点稳定性和测量精度.

    科里奥里质量流量计(简称为科氏质量流量计,即cmf,coriolis mass flowmeter)由传感器和二次仪表组成.传感器敏感被测质量流量和密度,输出与流量性质相关的振动信号;二次仪表根据传感器输出的振动信号确定被测流体的质量流量和密度.相对于其它直接或间接质量流量测量方式,具有许多突出优点:①测量范围大、精度高;②测量管内无零部件,稳定性好;③对流场不敏感,对被测流体的温度、压力、粘度等参数不敏感;④是一种多功能多参数的测量仪表,可同时测量流体密度、两种液体组成的混合流体的比例等[1~3].由于其工作机理和传统信号处理方式的限制,目前此类流量计在现场应用中存在较多实际问题:①对环境噪声敏感,安装在现场的质量流量计会受到各种震动噪声的影响;②信号处理大多采用模拟电路提取信号的相位差,由积分式a/d转换为数字信号后,单片机对质量流量进行解算.由于模拟电路稳定性较差,积分式a/d采样速度低,因此在使用中存在着零点稳定性差,响应时间长,运算精度低等缺点.

   针对上述现有科氏质量流量计存在的实际问题,设计出一种全新的以数字信号处理器(dsp,digital signal processor)为核心、高速高精度并行a/d为手段的信号处理系统,实时处理流量计中两路敏感元件输出的信号,借助现代信号处理算法,计算两路信号的相位差和频率,从而得到被测流体的质量流量和密度等信息.

   天辰博锐公司高精度质量流量计采用这种数字式信号处理、解算的变送器，质量流量计的稳定性提高，量程比加大，更加适合在装车系统中使用。在气体测量方面实现了更快的动态响应。全新的数字变送器让天辰博锐的质量流量计在国内市场非常具有竞争力，可以媲美进口产品。