本發(fā)明屬于流量檢測技術領域，特別是涉及一種電磁流量計勵磁穩(wěn)態(tài)時間的測量方法。

背景技術：

電磁流量計通過勵磁線圈將磁場施加給被測流體，被測流體在磁場中運動感應出感應電動勢，檢測并處理該電動勢信號即可獲得流體流速，從而實現流量測量。當前，勵磁方式主要是低頻方波勵磁，即由恒流源給勵磁線圈供電，不斷地切換勵磁線圈中電流的方向，使得勵磁電流在正負恒定值之間周期地變化。在勵磁電流恒定期間，電磁流量傳感器輸出信號能夠獲得穩(wěn)定的零點。

然而，為了保證零點穩(wěn)定，單頻方波勵磁結果必須保證在正負各半周期內達到穩(wěn)態(tài)，即恒流值。但隨著勵磁方波頻率降低，系統(tǒng)的動態(tài)響應速度隨之變慢且無法克服漿液噪聲及流動噪聲等缺點；同時，由于不同孔徑的線圈電感量相差很大，且隨著溫度變化，無法根據線圈的電感量調整勵磁方波的頻率。

技術實現要素：

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種電磁流量計勵磁穩(wěn)態(tài)時間的測量方法，用于解決現有技術中電磁流量計在測流量時，無法準確判斷勵磁穩(wěn)態(tài)，導致流量計易引起零點漂移的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種電磁流量計勵磁穩(wěn)態(tài)時間的測量方法，包括：

測量勵磁穩(wěn)態(tài)時所對應的參考電流值，并將所述參考電流值進行存儲；

計算勵磁線圈的電流達到勵磁穩(wěn)態(tài)時所對應的穩(wěn)態(tài)時間。

優(yōu)選地，所述測量勵磁穩(wěn)態(tài)時所對應的參考電流值，并將所述參考電流值進行存儲的步驟；具體包括：

采用直流電源作為激勵，測量勵磁線圈測量勵磁穩(wěn)態(tài)所對應的參考電流值，并將參考電流值存儲于控制器。

優(yōu)選地，所述計算所述勵磁穩(wěn)態(tài)時間與方波周期的比例系數的步驟，具體包括：

所述方波周期為勵磁時序產生電路輸出的方波信號，計算所述勵磁穩(wěn)態(tài)時間與該方波信號所對應的時間周期比例系數。

優(yōu)選地，所述計算勵磁線圈的電流達到勵磁穩(wěn)態(tài)時所對應的穩(wěn)態(tài)時間的步驟，具體包括：

當檢測到勵磁時序產生電路輸出方波激勵信號時，開始計時；

實時檢測勵磁線圈的電流值，當檢測到所述電流值等于參考電流值時，停止計時；

將開始計時與停止計時之間的時間差作為電流穩(wěn)態(tài)所對應的穩(wěn)態(tài)時間，其中，采用如下公式計算勵磁線圈從零到達恒流值時所需的穩(wěn)態(tài)時間：

LI/E＝T (1)

式(1)中，L為線圈電感量，I為恒流驅動值，E為線圈兩端所施加的電壓，T為達到恒流值時穩(wěn)態(tài)時間。

優(yōu)選地，還包括：計算所述勵磁穩(wěn)態(tài)時間與方波周期的比例系數。

優(yōu)選地，所述計算所述勵磁穩(wěn)態(tài)時間與方波周期的比例系數的步驟，具體包括：

所述方波周期為勵磁時序產生電路輸出的方波信號，計算所述勵磁穩(wěn)態(tài)時間與該方波信號所對應的時間周期比例系數。

優(yōu)選地，還包括：比較所述比例系數與預設的比例值大小，根據比較結果調節(jié)勵磁方波頻率。

優(yōu)選地，所述比較所述比例系數與預設的比例值大小，根據比較結果調節(jié)勵磁方波頻率的步驟，具體包括：

當所述比例系數大于或等于預設的比例值時，減小所述勵磁方波頻率直到勵磁穩(wěn)態(tài)時間所對應的比例系數小于預設的比例值為止，或則，增大所述方波的周期直到勵磁穩(wěn)態(tài)時間所對應的比例系數小于預設的比例值為止；

當所述比例系數小于預設的比例值時，保持所述勵磁方波頻率不變。

優(yōu)選地，所述預設的比例值為0.3。

如上所述，本發(fā)明的電磁流量計勵磁穩(wěn)態(tài)時間的測量方法，具有以下有益效果：

本發(fā)明所述控制器(CPU)根據電磁線圈在直流源輸入狀況下，獲取電磁線圈電流恒流時所需的參考電流值，實時檢測勵磁線圈在交流恒流源輸入下電流大小，當檢測到電流等于參考電流值時所對應的勵磁穩(wěn)態(tài)時間，可準確獲知電磁流量計是否進入穩(wěn)態(tài)，杜絕了電磁流量計中線圈電流在未進入恒流值(穩(wěn)態(tài))時，開始測量流體的流量，從而易引起流量計的零點漂移，導致嚴重影響測量精度。即使電磁線圈的口徑變化，造成其對應的電感量相差很大，使用該方法自動調整勵磁方波頻率獲取穩(wěn)態(tài)時間，從而提高電磁流量計測量精度。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明提供的一種電磁流量計勵磁控制系統(tǒng)結構框圖；

圖2顯示為本發(fā)明提供的一種電磁流量計勵磁控制系統(tǒng)電路圖；

圖3顯示為本發(fā)明提供的一種電磁流量計勵磁穩(wěn)態(tài)時間的測量方法流程圖；

圖4顯示為本發(fā)明提供的一種電磁流量計勵磁穩(wěn)態(tài)時間的測量方法步驟2的詳細流程圖；

圖5顯示為本發(fā)明提供的一種電磁流量計勵磁穩(wěn)態(tài)時間的測量方法最佳實施例圖；

圖6顯示為本發(fā)明提供的一種電磁流量計勵磁穩(wěn)態(tài)時間的測量方法步驟4的詳細流程圖。

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實施例及實施例中的特征可以相互組合。

需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復雜。

請參閱圖1，為本發(fā)明提供的一種電磁流量計勵磁控制系統(tǒng)結構框圖，包括：

在本實施例中，恒流源電路為勵磁線圈驅動電路提供電源，勵磁線圈驅動電路通過CD1端與CD2端為勵磁線圈提供周期變化的勵磁電流，檢流電路檢測勵磁電流，勵磁時序產生電路向勵磁線圈驅動電路提供控制時序信號CON1和CON2，實現高頻方波勵磁或雙頻方波勵磁，然而，現有的勵磁時序產生電路產生的方波信號無論是單頻或雙頻，其對應的頻率是穩(wěn)定不變，無法根據勵磁的需求自動調節(jié)勵磁方波頻率，本申請中勵磁時序產生電路控制產生一定頻率的方波信號，驅動線圈控制電路增強方波信號幅度，恒流源決定著勵磁電流最大值，即穩(wěn)態(tài)值，通過調節(jié)勵磁方波頻率使得勵磁電流迅速達到穩(wěn)態(tài)值。

請參閱圖2，本發(fā)明提供的一種電磁流量計勵磁控制系統(tǒng)電路圖；包括：

恒流源電路1由線性電源U1、電阻R1、肖特基二極管D1、二極管D2和電容C17組成。通過調節(jié)R1來改變輸出恒流值。電容C1起輸入電源濾波作用。肖特基二極管D1反并于U1輸入、輸出端，起電源保護作用。二極管D2為防止反方向電流產生，起保護U1的作用。

勵磁線圈驅動電路2由PNP三極管T1、T2、N溝道MOS管Q1和Q2、達林頓陣列管U2、電阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、齊納二極管Z1、電容C2組成。PNP三極管T1、T2與N溝道MOS管Q1和Q2組成全H橋。其中，T1、T2內部的發(fā)射極(簡稱射極)與集電極之間均反并了保護二極管，Q1、Q2內部漏極和源極之間均反并了保護二極管。H橋高端即T1、T2管的射極由恒流源電路1供電，其低端即Q1、Q2的源極通過檢流電阻R2接參考地。T1的集電極與Q1的漏極相連，接驅動勵磁線圈L1的CD1端；T2的集電極與Q2的漏極相連，接驅動勵磁線圈L1的另一端CD2。T1的開關控制電路由電阻R3、R4、R5及三極管T3組成，通過接收勵磁時序產生電路3的時序控制信號CON1控制T3的通斷，進而控制T1的基極電流，使其工作在飽和導通或截止的狀態(tài)，從而開關T1。T2的開關控制電路由電阻R6、R7、R8及三極管T4組成，通過接收勵磁時序產生電路3的時序控制信號CON2控制T4的通斷，進而控制T2的基極電流，使其工作在飽和導通或截止的狀態(tài)，從而開關T2。Q1的開關控制電路由達林頓陣列管U2及電阻R11、R12組成，通過接收勵磁時序產生電路的時序控制信號CON2，將其轉化為高電平VDD的同相時序控制信號CON3，進而控制Q1的通斷，實現與T2的聯動控制。Q2的開關控制電路由達林頓陣列管U2及電阻R9、R10組成，通過接受激勵時序產生電路的時序控制信號CON1，將其轉化為高電平VDD的同相時序控制信號CON4，進而控制Q2的通斷，實現與T1的聯動控制。達林頓陣列管U2接收激勵時序產生電路的時序控制信號CON1和CON2。齊納二極管Z1起H橋激勵電源的激勵電壓限幅作用，進而保證H橋在感性負載(勵磁線圈)下正常工作，電容C2其穩(wěn)幅濾波作用。

檢流電路4由檢流電阻R2組成，R2跨接在勵磁線圈驅動電路2中H橋低端Q1、Q2源極連接點與參考地之間，在前述H橋的構成及T1與Q2、T2與Q1的聯動控制下，可準確檢測勵磁電流。

勵磁時序產生電路3為勵磁線圈驅動電路提供控制時序信號CON1和CON2，實現單頻高頻方波勵磁或雙頻方波勵磁。激勵時序產生電路具體電路原理圖如圖3所示，由數字信號處理器(DSP)芯片U3、多路開關U4及電平匹配器件U5、電容C4、C5、C6及電阻R17、R18組成。其中，DSP芯片U3(TMS320F2812)為勵磁控制核心。C4、C5、C6分別為多路開關U4及電平匹配器件U5的電源退耦電容。U5的輸入引腳7(A6)、8(A7)分別通過電阻R17、R18下拉。系統(tǒng)工作時，U3輸出的高電平為3.3V，U3先發(fā)出使能信號CBT OEn使能U4。

請參閱圖3，為本發(fā)明提供一種電磁流量計勵磁穩(wěn)態(tài)時間的測量方法，包括：

步驟S101，測量勵磁穩(wěn)態(tài)時所對應的參考電流值，并將所述參考電流值進行存儲；

具體地，采用直流電源作為激勵，測量勵磁線圈測量勵磁穩(wěn)態(tài)所對應的參考電流值，并將參考電流值存儲于控制器，所述控制器優(yōu)選為中央處理器。

步驟S102，計算勵磁線圈的電流達到勵磁穩(wěn)態(tài)時所對應的穩(wěn)態(tài)時間；

請參閱圖4，本發(fā)明提供的一種電磁流量計勵磁穩(wěn)態(tài)時間的測量方法步驟2的詳細流程圖，詳述如下：

步驟S201，當檢測到勵磁時序產生電路輸出方波激勵信號時，開始計時；

步驟S202，實時檢測勵磁線圈的電流值，當檢測到所述電流值等于參考電流值時，停止計時；

步驟S203，將開始計時與停止計時之間的時間差作為電流穩(wěn)態(tài)所對應的穩(wěn)態(tài)時間，其中，采用如下公式計算勵磁線圈從零到達恒流值時所需的穩(wěn)態(tài)時間：

LI/E＝T (1)

式(1)中，L為線圈電感量，I為恒流驅動值，E為線圈兩端所施加的電壓，T為達到恒流值時穩(wěn)態(tài)時間。

在本實施例中，通過開始時間與停止時間之間的差值，即可快速測量線圈電感量從零增大恒流值所需的穩(wěn)態(tài)時間。

請參閱圖5，為本發(fā)明提供的一種電磁流量計勵磁穩(wěn)態(tài)時間的測量方法最佳實施例圖，包括：

步驟S103，計算所述勵磁穩(wěn)態(tài)時間與方波周期的比例系數；

所述方波周期為勵磁時序產生電路輸出的方波信號，計算所述勵磁穩(wěn)態(tài)時間與該方波信號所對應的時間周期比例系數。

步驟S104，比較所述比例系數與預設的比例值大小，根據比較結果調節(jié)勵磁方波頻率。

在本實施例中，所述預設的比例值為0.3，即30％；調節(jié)勵磁方波頻率即輸出勵磁的方波的頻率。通過該方法可迅速獲取電磁流量計勵磁穩(wěn)態(tài)時間，一則提高了流量測量的精度，另一則縮短了測量時間，提高了流量測量的效率，在此設置比值系數檢測，可以保證具有較長的穩(wěn)定時間，能夠確保零點穩(wěn)定，不會發(fā)生漂移。

請參閱圖6，為本發(fā)明提供的一種電磁流量計勵磁穩(wěn)態(tài)時間的測量方法步驟4的詳細流程圖，詳述如下：

步驟S401，當所述比例系數大于或等于預設的比例值時，減小所述勵磁方波頻率直到勵磁穩(wěn)態(tài)時間所對應的比例系數小于預設的比例值為止，或則，增大所述方波的周期直到勵磁穩(wěn)態(tài)時間所對應的比例系數小于預設的比例值為止；

步驟S402，當所述比例系數小于預設的比例值時，保持所述勵磁方波頻率不變。

在本實施例中，所述預設的比例值為0.3，減小所述方波的勵磁方波頻率或增加方波周期均是使得L的電流能夠迅速達到穩(wěn)態(tài)，方便快速測量勵磁穩(wěn)態(tài)所需時間，即使電磁線圈的口徑變化，造成其對應的電感量相差很大，使用該方法自動調整勵磁方波頻率獲取穩(wěn)態(tài)時間，從而提高電磁流量計測量精度。

綜上所述，本發(fā)明所述控制器(CPU)根據電磁線圈在直流源輸入狀況下，獲取電磁線圈電流恒流時所需的參考電流值，實時檢測勵磁線圈在交流恒流源輸入下電流大小，當檢測到電流等于參考電流值時所對應的勵磁穩(wěn)態(tài)時間，可準確獲知電磁流量計是否進入穩(wěn)態(tài)，杜絕了電磁流量計中線圈電流在未進入恒流值(穩(wěn)態(tài))時，開始測量流體的流量，從而易引起流量計的零點漂移，導致嚴重影響測量精度，即使電磁線圈的口徑變化，造成其對應的電感量相差很大，使用該方法自動調整勵磁方波頻率獲取穩(wěn)態(tài)時間，從而提高電磁流量計測量精度。所以，本發(fā)明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業(yè)利用價值。

上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發(fā)明的權利要求所涵蓋。