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流量计中的反转防计数装置


文章日期:2017-06-17|阅读数:


现有智能流量计往往只采用了一个信号传感器,码盘随着转子旋转过程中,每触发一次传感器计数条件则产生一个信号并发送给表头,但是传感器基本无法区分码盘的旋转方向,如果存在液体倒流,磁盘反转,计数器仍然会统计流量,从而导致计数不准确。本文介绍了一种能够弥补智能流量计缺陷的计数装置,具体地说,是一种智能流量计中的反转判定及防计数装置。

引言

随着工业技术的发展,工业自动化和工业智能化的程度越来越高,电子计量仪表也得到广泛应用。特别是在石油、石化、电力、交通、食品、医药卫生、国防科研和军事工业领域中,常常需要对液体或气体介质的流量进行计量,流量计则应运而生。

***早的流量计都是机械式的,至今已有几十年的历史了,大多机械式流量计对于介质倒流这一情况的处理方式为:利用单向离合器来强制流量计上指针不能反转。一旦有介质倒流情况出现,特别是倒流的介质很多很急的时候,从流量计的转子到阻止指针反转的单向离合器这一段的传动机构会受到很大的扭矩,对传动机构造成机械损伤,轻则出现流量计计量偏差,重则流量计出现故障不能工作。能流量计,大多数智能流量计是采用磁感应方式,在一磁盘上设置多个磁钢,液体的流动带动磁盘旋转,通过信号传感器检测磁感应信号,从而计算液体流量。也有采用光电式的智能流量计,使用情况与磁感应式的类同。

现有智能流量计往往只采用了一个信号传感器,码盘随着转子旋转过程中,每触发一次传感器计数条件则产生一个信号并发送给表头,但是传感器基本无法区分码盘的旋转方向,如果存在液体倒流,磁盘反转,计数器仍然会统计流量,从而导致计数不准确。

因此在这里设计了一个方案来弥补智能流量计的缺陷。该方案以电磁信号为例,光电式信号类同。

一、工作原理

1.码盘

2.磁钢

3.信号采集装置a

4.信号采集装置b

采集1.jpg

如图一,在流量计转子上设计一个随转子转动而旋转的圆形磁码盘,该磁码盘上按照圆周均匀分布有N个磁钢且同一方向的磁钢极性相同(或者2N个极性交替分布的磁钢),正对磁码盘设置有支撑板,该支撑板上安装有信号采集装置a和信号采集装置b,信号采集装置a和信号采集装置b的探头端面正对所述N个磁钢组成的圆周,信号采集装置a和信号采集装置b之间的相位差为α,相邻两磁钢之间的相位差为β,α 不能整除β。

图一所给出了该方案中一种实例,磁钢的个数N=18,相邻两磁钢之间的相位差为 β= 360° / N = 20° 。为了防止两个信号传感器之间的干扰,所述 a、 b和 N 满足:

 N × α ? k × β = 80 ± 0.5°,其中系数k为正整数。作为优选,信号采集装置a和信号采集装置b之间的相位差α=44.4±0.3°,

磁钢的个数N=18,相邻两磁钢之间的相位差β=20度,系数k=2。这样如果流量计正转则信号采集装置a采集到的信号始终比信号采集装置b采集到的信号早1/4周期;否则视流量计反转,并采集到反转了多少个信号,每个信号代表多少体积量可以根据不同的流量计计算出理论值,通过智能芯片的程序进行计算。

二、 特点

1.结构简单,在原有的智能计量表上一般会有一个信号采集装置,我们现在只需要在原有的机械结构上,在合适的地方多加一个号采集装置就能完成;

2.升级成本低,机械部分只增加一个信号采集装置,判定工作主要是在核心板上的算法改进所以升级成本极低;

3.使用范围宽,根据不同的电路,不同的程序,不同的判定方式,均可以调整公式中的数值来设计信号采集装置的位置。

三、 后续处理的思路

运用该方案可以很简单地判断出来计量仪表是否出现反转,也采集到了反转的体积量,但是对于反转的处理方法也有以下几种:

1.反转时不计数,就是计量过程中偶尔出现少量的反转信号,这时候将反正的量忽略不计,这种处理方式比没有改装置时将反正当成正转计算计量精度有些提高,但是反转的量在总量中比例较大时精度也不能保证。

2.扣除反转量,就是计量过程中出现反正信号时将累计值做减法运算,理论上应该这么做,这样做精度也是***高的,但是这样处理也会给带有远传功能的流量计带了问题。例如当流量计带脉冲输出(NPN和PNP等)时,当出现反转时总累计值做了减法运算,但是脉冲输出和接收脉冲输出的装置只能累加,即使反正时不做输出,也会造成流量计的二次不同步。很可能会出现现场流量计显示为10000L二接收的信号是10010L。给使用带来困扰。

3.反转量由程序保存且在下次正转时扣除,就是当流量计出现反转时,反转量由智能芯片暂时保存,累计值以及输出不动,当下次正转将反转的量补充完毕后累计值及输出再正常工作,这样以来的显示值与二次仪表能同步也能提高精度。

***主要还是根据不同场合对精度的要求可以合理选用不同的方案。

 



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