CN103743443A - 电磁流量计的信号故障检测方法 - Google Patents

电磁流量计的信号故障检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103743443A
CN103743443A CN201310549916.8A CN201310549916A CN103743443A CN 103743443 A CN103743443 A CN 103743443A CN 201310549916 A CN201310549916 A CN 201310549916A CN 103743443 A CN103743443 A CN 103743443A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
threshold value
unit
electromagnetic flowmeter
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310549916.8A
Other languages
English (en)
Inventor
李斌
姚骏
高颂
卢江林
李新伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN201310549916.8A priority Critical patent/CN103743443A/zh
Publication of CN103743443A publication Critical patent/CN103743443A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

本发明提供了一种电磁流量计的信号故障检测方法，用于检测电磁流量计在使用时出现的传感器空管、系统接地不良和电极污染等故障。其特点是通过对电磁流量计增加一个信号故障检测单元，对传感器信号中叠加的干扰的异常幅值进行实时监测，实现对信号故障的实时检测。本发明方法可直接应用于一般的通用电磁流量计，并可保持仪表的流量测量性能指标不变。

Description

电磁流量计的信号故障检测方法
技术领域
本发明提供了一种电磁流量计的信号故障检测方法，具体涉及对电磁流量计使用时的传感器空管、系统接地不良和电极污染等引起的传感器信号故障的检测方法。 
背景技术
电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电流体流速的仪表。电磁流量计传感器管道内流体切割激励磁场B，产生与流体流速成线性关系的感应电势E，电磁流量计传感器通过两个接触流体的信号电极输出感应电势E。 
通用的电磁流量计传感器在信号电极两端具有几十~几百千欧的内阻，对应的信号放大单元的输入阻抗都要高于几百兆欧。显然，由于传感器信号电极的信号回路具有高内阻，因此仪表非常容易感受工作现场的电磁干扰，通常的电磁干扰主要是工频干扰。在电磁流量计基本技术中，都采用了工频50Hz偶数分频作为正负励磁的频率，再通过正负励磁下的信号差值来消除信号中感受到的一些工频干扰。但当电磁流量计使用时出现传感器空管、系统接地不良和电极污染等非正常状况，在信号电极的信号回路中干扰大大增加，使信号转换放大和流量信号处理等出现错误，造成仪表输出错误流量值。 
目前有一些采用测定流体阻抗的方式来检测空管故障。特别是一些专利的主要目的是在电磁流量计中增加测量流体阻抗的功能。有公开号为CN1409093A、CN100344940C、CN1731106A、CN1760643A和CN101718565A等专利采用在信号电极上并联施加诊断信号来测量电极的阻抗，以判断传感器空管和电极污染等状况。这种方法由于在信号电极上增加了诊断信号输出回路，因此会出现降低对感应电势E的测量输入阻抗，同时使用施加诊断信号来测量电极的阻抗方法需要占用仪表流量测量时间。并且此方法没有对仪表接地不良等故障的检测功能。另外，有公开号为CN100344940C、CN1731106A和CN101718565A等专利采用在信号电极回路中串联施加诊断信号来测量电极的阻抗，虽然原理上不会出现降低对感应电势E的测量输入阻抗，但也存在需要占用仪表流量测量时间和缺少对仪表接地不良等故障的检测功能。 
发明内容
本发明目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种电磁流量计的信号故障检测方法。用于检测电磁流量计在使用时出现的传感器空管、系统接地不良和电极污染等使传感器信号中叠加干扰过大的信号故障检测。 
  
为达到上述目的，本发明的构思是：
针对电磁流量计的传感器信号电极的测量回路具有高内阻的特点，在仪表使用现场的传感器空管、系统接地不良和电极污染等故障，都会在信号电极上出现异常幅值的干扰，或直接使信号幅值出现饱和。因此，检测电磁流量计信号故障的方法是采用对信号中叠加的干扰幅值的检测来实现。即在电磁流量计信号放大单元的输出端增加一个信号故障检测单元，对信号中干扰的异常幅值进行检测，实现对信号故障的检测。本发明的方法可直接应用于通用的电磁流量计，并可保持电磁流量计的流量测量性能指标不变。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案： 
一种电磁流量计的信号故障检测方法，进行故障检测的电磁流量计包括一个电磁流量计传感器，电磁流量计传感器管道内的导电流体以流速V通过时，在正负恒流励磁B下产生正负感应电势E，正负感应电势E由传感器两电极输出连接到一个放大倍数为K1的信号放大单元，信号放大单元输出信号X0到一个信号处理单元，信号处理单元将正负恒流励磁下的感应电势E处理为与流速V成线性关系的输出信号X1，X1=K1×K2×V，K2是个系数；其特征在于所述的信号放大单元(2)输出信号X0再接到一个信号故障检测单元，信号故障检测单元对输入信号X0上叠加的干扰幅值进行检测，超过指定阈值时作为信号故障。
上述电磁流量计的信号故障检测方法，所述的信号故障检测单元由一个直流干扰检测单元和一个交流干扰检测单元组成。 
一般正负恒流励磁的电磁流量计把是正励磁下信号X0与负励磁下信号X0的差值Z作为一个流量数据。信号X0在传感器空管、系统接地不良和电极污染等干扰下有出现大的直流漂移干扰甚至使信号幅值出现饱和，这时差值Z始终是零，即会出现错误的零流量结果。这里直流干扰检测单元就是对这样的故障进行检测。 
上述电磁流量计的信号故障检测方法，所述的直流干扰检测单元对信号X0的直流干扰值D与一个阈值S进行比较，当信号X0的直流干扰值D超过阈值S时，直流干扰检测单元输出信号Y1指示信号X0出现故障；所述的阈值S最大值是信号处理单元允许信号X0的直流干扰值。 
传感器两电极的信号回路具有高内阻，因此容易感受电磁干扰。在传感器空管、系统接地不良和电极污染时传感器两电极的信号回路内阻变得更大，环境中的交流干扰对两电极的信号影响变大，直接使信号X0上叠加的交流干扰幅值W变大。当交流干扰幅值W较大时，信号处理单元无法准确地得出与流速V成线性关系的输出信号X1。这里交流干扰检测单元就是对这样的故障进行检测。 
上述电磁流量计的信号故障检测方法，所述的交流干扰检测单元对信号X0中的交流干扰的幅值W进行检测，当信号X0中的交流干扰幅值W超过阈值T时，交流干扰检测单元输出信号Y2指示信号X0出现故障。 
通常，信号X0上叠加的最大交流干扰是工频干扰，因此主要是对信号X0上叠加的工频干扰幅值W进行检测来判断信号的故障。 
由于在环境中工频干扰对传感器两电极的信号回路影响最大，在电磁流量计的技术中通过正负励磁下的信号差值来消除信号中感受到的一些工频干扰。但这要求信号X0叠加的工频干扰幅值是在一定范围内。因此需要对信号X0叠加的交流干扰幅值进行检测，并要考虑阈值T的范围。 
上述电磁流量计的信号故障检测方法，其特征在于所述的阈值T的最小值是所述的信号处理单元允许信号X0叠加的交流干扰幅值；所述的阈值T的最大值是电磁流量计传感器在空管时信号X0上叠加的交流干扰幅值最小值。 
上述电磁流量计的信号故障检测方法，其特征在于所述的信号故障检测单元(4)可由一个将信号X0经A/D转换后的数字系统或微处理器完成。 
上述电磁流量计的信号故障检测方法，所述的信号故障检测单元可以是一个A/D转换器与微处理器结合的单元；信号X0经过A/D转换后由微处理器的程序对A/D转换后数据的直流干扰值D与交流干扰幅值W分别与阈值S和阈值T进行比较，如果超过阈值S或阈值T时，微处理器指示信号X0出现故障。 
本发明与现有技术相比，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：采用了在电磁流量计的信号放大单元输出端设置一个信号故障检测单元的方法，对信号中干扰的异常幅值的进行检测，实现对传感器空管、系统接地不良和电极污染等信号故障的检测。特点是仪表的信号处理单元与信号故障检测单元同时工作，既保持了仪表对流量的实时检测性能，又具有对传感器空管、系统接地不良和电极污染等故障的检测功能。本发明的方法可直接应用于通用的电磁流量计，并可保持电磁流量计的流量测量性能指标不变。 
附图说明
图1是电磁流量计的信号故障检测方法的实施结构原理框图 
图2是信号故障检测单元的实施结构原理框图
图3是直流干扰检测单元的实施结构原理框图
图4是交流干扰检测单元的实施结构原理框图
图5是基于A/D转换器和微处理器的信号故障检测单元的实施结构原理框图。
具体实施方式
本发明的优选实施例结合附图，参见图1～图5，详述如下： 
实施例一：
参见图1，本电磁流量计的信号故障检测方法，进行故障检测的电磁流量计包括一个电磁流量计传感器1，电磁流量计传感器管道内的导电流体以流速V通过时，在正负恒流励磁B下产生正负感应电势E，正负感应电势E由传感器两电极输出连接到一个放大倍数为K1的信号放大单元2，信号放大单元2输出信号X0到一个信号处理单元3，信号处理单元3将正负恒流励磁下的感应电势E处理为与流速V成线性关系的输出信号X1，X1=K1×K2×V，K2是个系数；其特征在于所述的信号放大单元2输出信号X0再接到一个信号故障检测单元4，信号故障检测单元4对输入信号X0上叠加的干扰幅值进行检测，超过指定阈值时作为信号故障。
实施例二： 
    本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：
参见图2，上述电磁流量计的信号故障检测方法，所述的信号故障检测单元(4)由一个直流干扰检测单元4.1和一个交流干扰检测单元4.2组成。
参见图3，上述电磁流量计的信号故障检测方法，所述的直流干扰检测单元4.1对信号X0的直流干扰值D与一个阈值S进行比较，当信号X0的直流干扰值D超过阈值S时，直流干扰检测单元4.1输出信号Y1指示信号X0出现故障；所述的阈值S最大值是信号处理单元3允许信号X0的直流干扰值。 
在图3的实施例中，先让信号X0先通过一个转折频率低于正负恒流励磁频率的低通滤波器，滤波器的输出即是信号X0的直流干扰值D。将直流干扰值D与一个阈值S一起进入比较器，比较器的输出就是直流干扰检测单元4.1输出信号Y1。 
参见图4，上述电磁流量计的信号故障检测方法，所述的交流干扰检测单元4.2对信号X0中的交流干扰的幅值W进行检测，当信号X0中的交流干扰幅值W超过阈值T时，交流干扰检测单元4.2 输出信号Y2指示信号X0出现故障。 
在图4的实施例中，先让信号X0先通过一个转折频率高于正负恒流励磁频率的高通滤波器，滤波器的输出即是信号X0的交流干扰值W。将交流干扰值W与一个阈值T一起进入比较器，比较器的输出就是交流干扰检测单元4.2输出信号Y2。 
通常，信号X0上叠加的交流干扰是工频干扰，因此可以主要对信号X0上叠加的工频干扰幅值进行检测来判断信号的故障。 
上述电磁流量计的信号故障检测方法，所述的阈值T的最小值是所述的信号处理单元3允许信号X0叠加的交流干扰幅值；所述的阈值T的最大值是电磁流量计传感器1在空管时信号X0上叠加的交流干扰幅值最小值。 
参见图5，上述电磁流量计的信号故障检测方法，所述的信号故障检测单元4可以是一个A/D转换器与微处理器结合的单元；信号X0经过A/D转换后由微处理器的程序对A/D转换后数据的直流干扰值D与交流干扰幅值W分别与阈值S和阈值T进行比较，如果超过阈值S或阈值T时，微处理器指示信号X0出现故障。 

Claims (6)

1.一种电磁流量计的信号故障检测方法，进行故障检测的电磁流量计包括一个电磁流量计传感器(1)，电磁流量计传感器管道内的导电流体以流速V通过时，在正负恒流励磁B下产生正负感应电势E，正负感应电势E由传感器两电极输出连接到一个放大倍数为K1的信号放大单元(2)，信号放大单元(2)输出信号X0到一个信号处理单元(3)，信号处理单元(3)将正负恒流励磁下的感应电势E处理为与流速V成线性关系的输出信号X1，X1=K1×K2×V，K2是个系数；其特征在于所述的信号放大单元(2)输出信号X0再接到一个信号故障检测单元(4)，信号故障检测单元(4)对输入信号X0上叠加的干扰幅值进行检测，超过指定阈值时作为信号故障。
2.根据权利要求1中所述的电磁流量计的信号故障检测方法，其特征在于所述的信号故障检测单元(4)由一个直流干扰检测单元(4.1)并联一个交流干扰检测单元(4.2)组成。
3.根据权利要求2中所述的电磁流量计的信号故障检测方法，其特征在于所述的直流干扰检测单元(4.1)对信号X0的直流干扰值D与一个阈值S进行比较，当信号X0的直流干扰值D超过阈值S时，直流干扰检测单元(4.1)输出信号Y1指示信号X0出现故障；所述的阈值S最大值是信号处理单元(3)允许输入信号X0的直流干扰值。 
4.根据权利要求2中所述的电磁流量计的信号故障检测方法，其特征在于所述的交流干扰检测单元(4.2)对信号X0中的交流干扰的幅值W进行检测，当信号X0中的交流干扰幅值W超过阈值T时，交流干扰检测单元(4.2) 输出信号Y2指示信号X0出现故障。
5.根据权利要求4中所述的电磁流量计的信号故障检测方法，其特征在于所述的阈值T的最小值是所述的信号处理单元(3) 允许信号X0叠加的交流干扰幅值；所述的阈值T的最大值是电磁流量计传感器(1)在空管时信号X0上叠加的交流干扰幅值最小值。
6.根据权利要求1、或2、或3、或4、或5所述的电磁流量计的信号故障检测方法，其特征在于所述的信号故障检测单元(4)是一个A/D转换器与微处理器结合的单元；信号X0经过A/D转换后由微处理器的程序对A/D转换后数据的直流干扰值D与交流干扰幅值W分别与阈值S和阈值T进行比较，如果超过阈值S或阈值T时，微处理器指示信号X0出现故障。
CN201310549916.8A 2013-11-08 2013-11-08 电磁流量计的信号故障检测方法 Pending CN103743443A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310549916.8A CN103743443A (zh) 2013-11-08 2013-11-08 电磁流量计的信号故障检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310549916.8A CN103743443A (zh) 2013-11-08 2013-11-08 电磁流量计的信号故障检测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103743443A true CN103743443A (zh) 2014-04-23

Family

ID=50500485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310549916.8A Pending CN103743443A (zh) 2013-11-08 2013-11-08 电磁流量计的信号故障检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103743443A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107091664A (zh) * 2016-02-17 2017-08-25 施耐德电子系统美国股份有限公司 电磁流量计空管检测系统
CN107863767A (zh) * 2016-09-22 2018-03-30 中国石油天然气股份有限公司 油气管道阀室接地保护装置
CN109416268A (zh) * 2016-06-28 2019-03-01 西门子股份公司 磁感应流量计

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2371869A (en) * 2001-01-31 2002-08-07 Abb Automation Ltd Flowmeter fault detection
CN101900586A (zh) * 2009-05-28 2010-12-01 横河电机株式会社 电磁流量计
CN102378901A (zh) * 2009-05-12 2012-03-14 罗斯蒙德公司 检测电磁流量计内较差的过程地线连接的系统
CN202255495U (zh) * 2011-09-14 2012-05-30 武汉市波光系统工程有限责任公司 电磁流量计空管检测装置
CN103314278A (zh) * 2010-11-19 2013-09-18 阿自倍尔株式会社 电磁流量计

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2371869A (en) * 2001-01-31 2002-08-07 Abb Automation Ltd Flowmeter fault detection
CN102378901A (zh) * 2009-05-12 2012-03-14 罗斯蒙德公司 检测电磁流量计内较差的过程地线连接的系统
CN101900586A (zh) * 2009-05-28 2010-12-01 横河电机株式会社 电磁流量计
CN103314278A (zh) * 2010-11-19 2013-09-18 阿自倍尔株式会社 电磁流量计
CN202255495U (zh) * 2011-09-14 2012-05-30 武汉市波光系统工程有限责任公司 电磁流量计空管检测装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
曹金亮 等: "电磁流量计空管检测方法研究", 《仪器仪表学报》, vol. 27, no. 6, 30 June 2006 (2006-06-30), pages 4 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107091664A (zh) * 2016-02-17 2017-08-25 施耐德电子系统美国股份有限公司 电磁流量计空管检测系统
CN107091664B (zh) * 2016-02-17 2020-07-14 施耐德电子系统美国股份有限公司 电磁流量计空管检测系统
CN109416268A (zh) * 2016-06-28 2019-03-01 西门子股份公司 磁感应流量计
US11067418B2 (en) 2016-06-28 2021-07-20 Siemens Aktiengesellschaft Magnetically inductive flowmeter for suppressing noise
CN107863767A (zh) * 2016-09-22 2018-03-30 中国石油天然气股份有限公司 油气管道阀室接地保护装置
CN107863767B (zh) * 2016-09-22 2019-05-07 中国石油天然气股份有限公司 油气管道阀室接地保护装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102721465B (zh) 电力变压器铁芯松动故障诊断与故障初步定位系统及方法
CN102721897B (zh) 电力变压器绕组匝间短路故障诊断方法
CN105021953B (zh) 基于地表磁感应强度的变电站接地网腐蚀检测系统及方法
CN103792461A (zh) 一种瞬变电磁法的接地网断点诊断方法
CN103954890A (zh) 换流变压器直流局部放电检测装置及方法
CN103713217A (zh) 一种直流偏磁条件下电力变压器运行状态的在线监测方法
CN104697905A (zh) 一种油液磨粒检测传感器的设计方法及油液磨粒检测装置
CN204461949U (zh) 一种油液磨粒检测装置
CN103591991B (zh) 带有流体阻抗测量的电磁流量计
CN106019020A (zh) 一种电能质量电压波动的检测方法
CN105067198A (zh) 泄漏检测仪及泄漏检测方法
CN105676088A (zh) 一种故障电弧探测装置的测试设备和方法
CN103743443A (zh) 电磁流量计的信号故障检测方法
CN106526409A (zh) 一种变压器绕组变形带电测试系统及其测试方法
CN102323508A (zh) 感应式氧化物避雷器性能在线检测装置
CN206074741U (zh) 一种用于接地网缺陷诊断的检测电路
CN204679586U (zh) 一种基于地表磁感应强度的变电站接地网腐蚀检测系统
CN104849552A (zh) 一种基于自适应陷波滤波器的谐波提取方法
CN204679563U (zh) 一种基于地表电位的变电站接地网腐蚀检测系统
CN106908688A (zh) 一种便携式电力变压器绕组故障实时诊断设备
CN204944771U (zh) 泄漏检测仪
CN205003237U (zh) 一种接地网上引导体线缺陷筛选检测的装置
CN105865318A (zh) 应用于lvdt位移传感器的非相敏数字解调系统及方法
CN206235692U (zh) 一种电路板短路测试仪
CN105182169B (zh) 一种接地网上引导体线的缺陷筛选检测方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140423