探究科氏流量计一次仪表与变送器匹配方法.pdf

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1、工艺设备探究科氏流量计一次仪表与变送器匹配方法周长宏中石油抚顺石化工程建设有限公司辽宁抚顺113004摘要:本文基于自激振荡条件分析,以及模拟驱动电路的稳态幅值方程、图解分析法,探讨了流量管的最佳启振与稳态振荡匹配过程,并将其运用到科氏流量计一次仪表与变送器在高温下无法匹配的问题中,分析二者不匹配的原因,并进行相应的改进。关键词:科氏流量计;一次仪表;变送器;匹配中图分类号:TH814文献标识码:A文章编号:1671—5799(2015)07—0102—011流量管的最佳启振与稳态振荡匹配分析进行传感器信号幅值与驱动信号幅值的观察,并同时观察

2、二1.1自激振荡条件者的相位差变化。结果发现:一次仪表与变送器的驱动电路形成了一个自激振荡系统,(1)随着温度的增加,传感器信号幅值逐渐减小,而驱为实现自激振荡的稳定,其回路需要满足相应的幅值与相位动信号幅值呈现出先上升后减小的趋势;到最后二者幅值均条件,其中优先满足相位条件,然后满足幅值条件,相位条趋近于0,并且一次仪表停振。件是科氏流量计一次仪表与变送器匹配的基础,而幅值条件(2)二者的相位差,随着温度的增加呈逐渐增加的趋则是二者最佳匹配的关键。通过自激振荡,使模拟驱动电路势,继续进行驱动电路开环式测试,发现驱动电路滤波器信利用幅值控制电

3、路对幅值增益进行调节,直到满足自激稳定号相移存在较大的变化,而其他部分工作正常。因此可以得振荡的幅值条件,实现流量管的温服振荡。出,二者相位的异常、停振是由滤波器相位变化所导致的。1.2模拟驱动电路稳态幅值方程(3)经稳态幅值方程、图解分析法对传感器信号幅值与当自激振荡系统处于稳态振荡时,相位条件自动满足,无驱动信号幅值变化趋势的分析发现,在高温条件下驱动电路需进行人为调节,因此基于满足稳态振荡分析推导传感器信中滤波器电容参数发生较大的变化,导致了信号频率与截止号、驱动信号幅值的关系。经研究分析发现,当模拟电路稳频率相接近,造成驱动电路相移的

4、增加,导致K值随之减小态振荡时,传感器信号幅值为v1、驱动信号幅值为v2,在满(图2)。当曲线变为d时,稳态振荡传感器信号幅值与驱动足一次仪表H(S)振幅特性的条件下,稳态幅值方程为:信号幅值也都减d,~Uo附近,一次仪表停振。分析结果与实际f:一十B结果完全一致。1=/I(I=Vl/KV:1.3模拟驱动电路图解分析法根据上述模拟驱动电路稳态幅值方程获得的稳态幅值曲线(图1),其中Jp(,)则为稳定振荡时所对应的传感器信号幅值与驱动信号幅值。通过稳态幅值方程、图解分析法进而-{;卜t!_\十I一卜I_I}一l卜指导分析自激回路中各状态下幅值的

5、变化,并寻求一次仪表与变送器的最佳匹配。图2K值减小的稳态幅值曲线变化V_r—r1一r—l—T—I一1一r一(4)去掉滤波电路后继续进行温度试验,结果发现,随着温度的升高传感器信号幅值、驱动信号幅值基本不变,一次仪表仍然保持常温下的最佳稳态幅值振荡点;并且二者相辞孳一L-1位差维持在4.4~6.0。,变化非常小,即科氏流量计一次仪表与变送器仍然处于最佳匹配状态。3.2解决方法(1)采用温漂很小的电阻、电容来减小因温度升高造成图1稳态幅值曲线的漂移。2流量管最佳启振与稳态振荡幅值确定(2)在原有的截止频率与信号频率范围基础上进一步的2.1流量管

6、最佳启振条件扩大该范围,进而减小因温度升高导致的相移变化。第一,满足白激振荡相位条件。一次仪表主要分为两类,(3)当传感器品质因子Q值非常大时,也可取消使用滤一类相位基本相同,另一类相位相差约180。,这里主要以第波器,因为可将一次仪表看做通道狭窄的滤波器,因此安装一类为本次研究的对象。第二,满足相位条件的基础上确保额外的滤波器并不能起到很大的作用,而在温度较高的环境足够大的K值(K/:l爿L1),从而确保启振的顺利进下,反而会影响一次仪表与变送器的匹配,影响测量。行。K值的大小由模拟电路的相移决定,相移越大,K值则越4结束语小,因此需要在满

7、足相位的基础上,确保模拟电路的相移应为有效的分析科氏流量计一次仪表与变送器高温下不匹配比超过45。。的问题,选择在模拟驱动电力下采用稳态幅值方程、图解分2.2稳态振荡幅值确定析法对不匹配原因进行了分析,结果发现驱动电路中滤波电流量管快速启振是由驱动电路幅值控制方法所决定的,可路参数因受温度的影响变化较大,进而造成了一次仪表的最通过对幅值控制部分电路参数进行调节来提高启振速度。需终停振,为此根据分析结果,可结合实际情况采用多种方法要注意的是,在一次仪表与变速器匹配调试阶段应充分的考进行解决,保证二者的匹配,确保测量的正常进行。虑各个方面的因素,

8、将驱动电压超调适当增加,实现最大程参考文献度的加快启振速度。而在顺利启振后,对传感器信号幅值与[1】熊丈军,徐科军,方敏,等.科氏流量计一次仪表与变送器驱动信号幅值

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