[发明专利]质量流量计自校零测量技术

说明书

技术领域

本发明属于质量流量计测量技术范畴，具体涉及一种质量流量计自校零测量技术。

技术背景

科氏力质量流量计可以用来测量流经振管的任意介质，包括液体、气体和两相流介质。从理论上讲，不管是液体介质还是气体介质，质量流量计都能很好的进行测量。而且使用同一种介质标定合格的仪表，可以被使用在任意介质的测量之中而精度保持不变。限于质量流量计传感器的工作原理，液体介质能很好的进行测量。对于气体等轻介质而言，其测量与液体有很大区别：气体密度很小，质量较轻，气体测量时受零点漂移影响要大得多。在相同质量流量的前提下，气体介质具有更高的流速和更大的压力损失。这样传感器检测信号更容易被噪声所掩埋。气体测量受压力、温度影响更大。因此，要想使用质量流量计长时间对气体进行准确测量，就要有更好地测量方法。

经分析和实验确认，变送器零位漂移（简称零漂）对气体测量精度有较大影响。变送器零漂主要来自两个方面：其一，变送器温度变化引起的元器件特性（如运放放大倍数、电阻、电容等）发生微变，使得两路通道信号在信号处理时产生偏差，从而引起测量误差；其二，由于时间变化而带来的变送器零位变化（简称时漂）。对变送器的零漂采取变送器硬件电路零位跟踪法解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有变送器零漂在质量流量计的应用过程中，会对质量流量计的测量精度造成影响。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：提供一种质量流量计自动校零测量技术；具体是采用变送器硬件零位跟踪法:主要解决质量流量计变送器零漂对长时间测量结果影响，主要采用硬件电路方法来实现。其具体内容是：在变送器模拟信号输入通道前端加入自校零硬件电路，用来完成变送器零位自动校准。

所述自校零硬件电路由以下五部分组成：变送器测温电路、变送器微处理器CPU、变送器计时电、变送器自校零控制电路、自校零执行电路；

所述变送器测温电路，由一个温度传感器组成，可以感应温度变化并输出相应信号给CPU。

所述变送器计时电路：由计时器组成，在变送器调零时启动工作，记录变送器从调零到现在的实际时间。

所述变送器自校零控制电路，主要根据温度的变化量和时间的累计值进行比较判断，当其中的变化量超过预设的阀值时，则发出控制信号，启动自校零电路。

所述自校零执行电路，在自动校零电路处阻断B路信号时，正常传输；并在自动校零电路处将A路信号并行接入到A、B两路通道。在后续的信号处理中，A、B两个信号处理通道对同一A信号进行处理，该处理结果被作为实时零位记录下来，至此，自动校零工作完成。

正常工作时，传感器输出的两路模拟信号经变送器信号处理通道（信号放大、滤波、整形等）进行前期处理变换，然后进入后续CPU电路进行运算。此时自校零硬件电路不起作用。当变送器因温度变化或时间变化引起的零位漂移超过一定阀值时，硬件接入的零位跟踪电路启动工作，完成变送器自校零工作。

本发明的有益效果是：有效实现对变送器零位的跟踪补偿，从而有效保证变送器测量精度的长期稳定性；该硬件电路启动阀值可以预先设定，并且可以人为调整；如果该阀值设置较低，零位跟踪更实时，但自校零电路启动也较频繁。

附图说明

图1是质量流量计变送器自校零电路方框图；

图2是质量流量计变送器硬件电路结构方框图；

图中，1变送器测温电路；2、变送器微处理器CPU；3、变送器计时电路；4、变送器自校零控制电路；5、自校零执行电路。

具体实施方法

以下结合附图对本发明所给出的质量流量计自校零测量技术进行说明， 如图1所示，在变送器的两个信号处理通道前端，加入自校零电路。自校零电路中：变送器测温电路1检测变送器实际温度并实时传送给变送器微处理器CPU2；变送器计时电路3记录自上一次零校准到现在的实际运行时间，并实时传送给变送器微处理器CPU2；在变送器软件中事先设置温度变化允许范围和时间运行允许间隔，作为自校零启动阀值；当变送器温度变化范围或变送器运行时间超过事先设置的阀值时，变送器微处理器CPU2发出控制命令给变送器自校零控制电路4，变送器自校零控制电路再启动自校零执行电路5完成变送器自校零工作，自校零过程结束。

正常工作时，如图2所示，传感器输出的A、B两路信号各自通过两个通道进入后续电路进行处理，自校零电路此时不起作用。当变送器测温电路或变送器计时电路检测值超过事先设置的阀值（该阀值可根据实际情况人为调整）时，变送器零漂带来的测量误差将不可忽视，此时硬件自动校零电路启动工作：A、B两个信号通道工作状态发生变化，其中一路输入信号被阻断，另一路信号并行输入到A、B两路通道，配合软件处理，就可以对变送器零位进行跟踪补偿。变送器自校零电路能实时跟踪变送器零位变化，有效消除因温漂和时漂使得变送器零位变化带来的测量误差，在一定程度上提到了测量精度。