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插入式多电极电磁流量计研究与展望

2020年03月09日

插入式多电极电磁流量计研究与展望

精度问题一直是插入式电磁流量计在高精度测量领域的应用发展受到限制的主要原因，而精度差的原因主要在于插入式电磁流量计传感器的存在对管道中流场分布产生了影响。本课题的研究内容可以算是在插入式电磁流量计的流场分布分析方面走出了一小步。

在广泛查阅国内外相关资料的基础上，本文简单总结了插入式电磁流量计的励磁技术和信号处理方法，分析了多电极测量技术在国内外的研究状况，提出了多电极插入式电磁流量计的研究意义和目的，其主要内容和创新点包括以下几个方面：

(1)在传统插入式电磁流量计的基础上，提出并研究了一种多电极插入式电磁流量计；．

(2)使用CFD软件Fluent对流体流速场进行了仿真，得到圆柱体型传感器在流体中的绕流情况，为多电极插入式电磁流量计提供了研究依据；

(3)根据电磁流量信号的特征，运用基线控制反馈法设计了能同时处理三路信号的硬件处理电路；

(4)编写相应的软件系统，最后实现了一个多电极插入式电磁流量计实验系统；

(5)通过实验验证了多电极传感器对流场分布和绕流信号的可测性，为实现高性能插入式电磁流量计提供了扎实的研究基础。

当然，由于水平和时间的限制，本文的研究还仅仅是在电磁流量计关键技术的研究方面地迈出了一小步，很多工作还应该更加细致和完善，对一些相关的问题还有待进一步的研究和解决。

为此，本课题的下一步的研究内容和方向可以主要从以下几个方面考虑。

(1)本课题对通过新增电极来测量被破坏后流场分布的方法进行了验证，下一步的工作可以根据本文得到的实验数据，将建立管道内流体的流场分布作为研究内容，为以后再次增加新的电极提高测量精度打下理论基础：

(2)对传感器进行优化改进，课题中只是采用“T"形结构导磁体增加了两对测量电极，在下一步工作中可以采用“干"形结构导磁体，增加更多的测量电极达到同时采集更多的流速数据来测量并分析流速分布；

(3)在当前设计中，信号处理部分主要由模拟电路组成，成本高昂。在下一步设计中可以考虑使用数字技术代替以减小系统的体积和成本。
(4)系统的抗干扰性能有待提高，进一步设计时需要加强电磁屏蔽以及PCB排版布线的抗干扰措施，把外界对信号的干扰降到更低。
衷心希望我们研究的内容和结果可以对同行的研究人员有所帮助，提供一点有价值的参考信息，那也算是对我们课题组前期工作的一点肯定和认可。