CN115900850A - 一种电磁流量计的检测方法以及电磁流量计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁流量计的检测方法以及电磁流量计，其中方法包括：控制输出一组第一励磁电流，根据第一励磁电流采集对应的第一电势值，根据第一电势值计算第一流速；控制输出一组第二励磁电流，根据第二励磁电流采集对应的第二电势值，根据第二电势值计算第二流速；计算第二流速与第一流速的相对误差值，比较相对误差值与预设值，判断电磁流量计此时是否异常，从而判断此次测量是否有效。本发明利用不同的励磁电流对电磁流量计是否异常做出检测，来判断测速结果的可靠性，而不需要再安装其他电极来单独进行判断是否满管，不但节省电磁流量计的生产成本，也降低的电磁流量计在使用时的测量成本。

Description

一种电磁流量计的检测方法以及电磁流量计

技术领域

本发明涉及电磁流量计领域，具体涉及一种电磁流量计空管检测的方法。

背景技术

电磁流量计是以法拉第电磁感应定律为原理的流量测量仪表。一般的电磁流量计中包括管道腔体、一对信号电极、励磁线圈、励磁驱动单元和信号处理单元。励磁驱动单元驱动励磁线圈使其产生垂直于流体流动方向的磁场B，当流体以平均流速V流经管道腔体时，信号电极输出感应电势信号E＝K₀×B×V。信号处理单元接收到信号电极输出的感应电势信号，根据感应电势信号E来计算流体的平均流速V，再根据管体的横截面积计算流过管道腔体的流量。

基于上述的测量原理，则要求被测量流体必须充满管道，如未充满，即非满管状态，计算得到的流量是不准确的。因此在使用电磁流量计测流量时，需要判断测量时的管道是否被流体充满。

现有电磁流量计使用一定频率的交变恒流励磁或采用可变频率的恒流励磁，并采用三电极法检测是否是非满管状态，即在一对信号电极之外另设一个第三电极检测是否非满管，通过测量第三电极与测量电极之间的电阻或电容来判断是否为空管。但是，增加一个第三电极会给生产与制造带来工艺上的麻烦，并且增加了量产成本。

发明内容

为了低成本满足检测是否异常状态的需求，本发明提供一种电磁流量计的检测方法。

一种电磁流量计的检测方法，包括以下步骤：

控制输出一组第一励磁电流，根据所述第一励磁电流采集对应的第一电势值，根据所述第一电势值计算第一流速；

控制输出一组第二励磁电流，根据所述第二励磁电流采集对应的第二电势值，根据所述第二电势值计算第二流速；

计算第二流速与第一流速的相对误差值，比较所述相对误差值与预设值，判断电磁流量计此时是否异常。

进一步地，所述第一励磁电流和所述第二励磁电流均为交变励磁电流。

进一步地，控制输出一组第一励磁电流，根据所述第一励磁电流采集对应的第一电势值，根据所述第一电势值计算第一流速，具体包括：

输出一路正向的第一励磁电流，根据所述正向的第一励磁电流采集对应的正向第一电势值，输出一路反向的第一励磁电流，根据所述反向的第一励磁电流采集对应的反向第一电势值，根据所述正向第一电势值和所述反向第一电势值计算平均第一流速。

进一步地，控制输出一组第二励磁电流，根据所述第二励磁电流采集对应的第二电势值，根据所述第二电势值计算第二流速，具体包括：

输出一路正向的第二励磁电流，根据所述正向的第二励磁电流采集对应的正向第二电势值，输出一路反向的第二励磁电流，根据所述反向的第二励磁电流采集对应的反向第二电势值，根据所述正向第二电势值和所述反向第二电势值计算平均第二流速。

进一步地，所述控制输出一组第一励磁电流的组数为一组或一组以上。

进一步地，所述控制输出一组第二励磁电流的组数为一组或一组以上。

本发明还提供一种电磁流量计，用于实现上述的检测方法，包括：

流量计管道，通过待测速液体；

一对信号感应电极，产生电势差，输出对应的电势值；

信号拾取单元，接收电势值；

主控单元，控制输出不同的励磁电流，处理电势值，计算对应的流速，计算不同流速的相对误差值，并与预设值进行比较。

励磁单元，输出励磁电流。

进一步地，所述主控单元具体包括：

数据处理单元，处理电势值，计算对应的流速；

计算比较单元，计算不同流速的相对误差值，并与预设值进行比较；

励磁输出控制单元，控制输出不同的励磁电流。

进一步地，还包括信号放大与滤波单元以及A/D转换单元，所述信号拾取单元通过信号放大与滤波单元以及A/D转换单元连接所述主控单元。

进一步地，所述励磁单元具体包括：

励磁电流输出单元，稳定输出励磁电流；

励磁线圈，利用励磁电流产生磁场。

本发明的有益效果为：

本发明通过改变励磁电流的电流值的方法，来判断信号是否异常，在硬件上容易实现，并且使用到的数据模型较为简单，方便运算，在不增加电磁流量计制造生产的复杂度的情况下，增加电磁流量计测量流速流量的可靠性，不但能减少制造成本还能检测异常。而且，本发明的检测方法能够在测流速的同时，对异常情况进行检测，不需要单独对空管等异常情况进行检测，也降低了检测过程的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是检测方法的流程示意图；

图2是一种励磁电流周期输出示意图；

图3是另一种励磁电流周期输出示意图；

图4是电磁流量计的组成示意图。

具体实施方式

为使得本申请的申请目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

实施例1

一种电磁流量计的检测方法，如图1所示，包括以下步骤：

控制输出一组第一励磁电流，根据所述第一励磁电流采集对应的第一电势值，根据所述第一电势值计算第一流速，具体为：

如图2所示，在T10时间点输出一路正向的第一励磁电流，电流大小为I₁，根据正向的第一励磁电流采集对应的正向第一电势值E₁₀，在T11时间点输出一路反向的第一励磁电流，电流大小为I₁，根据反向的第一励磁电流采集对应的反向第一电势值E₁₁，根据正向第一电势值E₁₀和反向第一电势值E₁₁计算平均第一流速V₁。

控制输出一组第二励磁电流，根据所述第二励磁电流采集对应的第二电势值，根据所述第二电势值计算第二流速，具体为：

如图2所示，在T20时间点输出一路正向的第二励磁电流，电流大小为I₂，根据正向的第二励磁电流采集对应的正向第二电势值E₂₀，在T21时间点输出一路反向的第二励磁电流，电流大小为I₂，根据反向的第二励磁电流采集对应的反向第二电势值E₂₁，根据正向第二电势值E₂₀和反向第二电势值E₂₁计算平均第二流速V₂。

计算第二流速V₂与第一流速V₁的相对误差值D_V，具体算式如下：

D_V＝(V₁-V₂)/V₂。

比较相对误差值D_V与预设值D_K，当相对误差值D_V小于预设值D_K时，判断此时电磁流量计不为异常状态，此次测量结果有效。否则，判断此时电磁流量计为异常状态，可能是非满管状态，此次测量结果不可靠。

第一励磁电流和所述第二励磁电流为电流大小不同的交变励磁电流，以形成不同大小与方向的交变磁场。

在本实施例中，设定第一励磁电流的大小大于第二励磁电流的大小，即I₁＞I₂，那么产生的磁场也是B1＞B2，这样形成的电势值，也是第一电势值大于第二电势值，即E₁₀＞E₂₀，E₁₁＞E₂₁，一般来说，第一电势值的信噪比要好于第二电势值的信噪比，所以，在计算比较时，会将第一电势值计算出的数据作为基准来计算两个流速的相对误差值。

本实施例中的电磁流量计的检测方法在测速的同时，利用不同的励磁电流对流量管中液体是否异常做出检测，来判断测速结果的可靠性，而不需要再安装其他电极来单独进行判断，不但节省电磁流量计的生产成本，也降低的电磁流量计在使用时的测量成本。

实施例2

控制输出两组第一励磁电流，根据所述第一励磁电流采集对应的第一电势值，根据所述第一电势值计算第一流速，具体为：

如图3所示，在T10时间点输出一路正向的第一励磁电流，电流大小为I₁，根据正向的第一励磁电流采集对应的正向第一电势值E₁₀，在T11时间点输出一路反向的第一励磁电流，电流大小为I₁，根据反向的第一励磁电流采集对应的反向第一电势值E₁₁，根据正向第一电势值E₁₀和反向第一电势值E₁₁计算平均流速V₁。

在T20时间点，再输出一路正向的第一励磁电流，电流大小为I₁，根据正向的第一励磁电流采集对应的正向第一电势值E₂₀，在T21时间点输出一路反向的第一励磁电流，电流大小为I₁，根据反向的第一励磁电流采集对应的反向第一电势值E₂₁，根据正向第一电势值E₂₀和反向第一电势值E₂₁计算平均流速V₂。

根据两次计算的平均流速V₁和V₂，计算平均第一流速V₁₀。

控制输出两组第二励磁电流，根据所述第二励磁电流采集对应的第二电势值，根据所述第二电势值计算第二流速，具体为：

如图3所示，在T30时间点输出一路正向的第二励磁电流，电流大小为I₂，I₂小于I₁，根据正向的第二励磁电流采集对应的正向第二电势值E₃₀，在T31时间点输出一路反向的第二励磁电流，电流大小为I₂，根据反向的第二励磁电流采集对应的反向第二电势值E₃₁，根据正向第二电势值E₃₀和反向第二电势值E₃₁计算平均流速V₃。

在T40时间点，再输出一路正向的第二励磁电流，电流大小为I₂，I₂小于I₁，根据正向的第二励磁电流采集对应的正向第二电势值E₄₀，在T41时间点输出一路反向的第二励磁电流，电流大小为I₂，根据反向的第二励磁电流采集对应的反向第二电势值E₄₁，根据正向第二电势值E₄₀和反向第二电势值E₄₁计算平均流速V₄。

根据两次计算的平均流速V₃和V₄，计算平均第二流速V₂₀。

计算第二流速V₂₀与第一流速V₁₀的相对误差值D_V，具体算式如下：

D_V＝(V₁₀-V₂₀)/V₂₀。

比较相对误差值D_V与预设值D_K，当相对误差值D_V小于预设值D_K时，判断此时电磁流量计不为异常状态，此次测量结果有效。否则，判断此时电磁流量计为异常状态，可能是非满管状态，此次测量结果不可靠。

第一励磁电流和所述第二励磁电流为电流大小不同的交变励磁电流，以形成不同大小与方向的交变磁场。

在本实施例中，设定第一励磁电流的大小大于第二励磁电流的大小，即I₁＞I₂，那么产生的磁场也是B1＞B2，这样形成的电势值，也是第一电势值大于第二电势值，即E₁₀＞E₂₀，E₁₁＞E₂₁，一般来说，第一电势值的信噪比要好于第二电势值的信噪比，所以，在计算比较时，会将第一电势值计算出的数据作为基准来计算两个流速的相对误差值。

在本实施例中，进行了多组多次的两种励磁电流的交变励磁，测量了多次流速，让测量结果更准确。需要说明的是，为了使结果更准确，可以进行更多组的测量。

实施例3

本实施例提供一种电磁流量计，如图4所示包括：

流量计管道，通过待测速液体。

一对信号感应电极，产生电势差，输出对应的电势值。

信号拾取单元，接收电势值。

主控单元，控制输出不同的励磁电流，处理电势值，计算对应的流速，计算不同流速的相对误差值，并与预设值进行比较。

励磁单元，输出励磁电流。

还包括：

信号放大与滤波单元以及A/D转换单元，信号拾取单元通过信号放大与滤波单元以及A/D转换单元连接主控单元。

其中，主控单元具体包括：

数据处理单元，处理电势值，计算对应的流速。

计算比较单元，计算不同流速的相对误差值，并与预设值进行比较。

励磁输出控制单元，控制输出不同的励磁电流。

励磁单元具体包括：

励磁电流输出单元，稳定输出励磁电流。

励磁线圈，利用励磁电流产生磁场。

信号运行方式如下：

主控单元中的励磁输出控制单元，控制输出不同的励磁电流，比如实施例1和实施例2中的第一励磁电流和第二励磁电流，使励磁单元中的励磁电流输出单元输出对应的励磁电流通过励磁线圈产生磁场。

磁场中有在流量计管道通过的待测速液体，电磁流量计中包括一对信号感应电极，液体流过管道，产生电势差，输出对应的电势值，例如输出实施例1和实施例2中的第一电势值和第二电势值，经过信号放大器与滤波单元以及A/D转换单元后，信号输入至主控单元中的数据处理单元，对电势值进行处理，计算不同电势值对应的流速，例如计算实施例1和实施例2中的第一流速和第二流速，最后信号输入至主控单元中计算比较单元，计算不同流速的相对误差值，并与预设值进行比较，判断当前所测出的数值是否可靠。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。

所述单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

特别地，根据本发明公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)执行时，执行本申请的方法中限定的上述功能。需要说明的是，本申请上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线段、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

Claims (10)

1.一种电磁流量计的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

控制输出一组第一励磁电流，根据所述第一励磁电流采集对应的第一电势值，根据所述第一电势值计算第一流速；

控制输出一组第二励磁电流，根据所述第二励磁电流采集对应的第二电势值，根据所述第二电势值计算第二流速；

计算第二流速与第一流速的相对误差值，比较所述相对误差值与预设值，判断电磁流量计此时是否异常。

2.根据权利要求1所述的电磁流量计的检测方法，其特征在于，所述第一励磁电流和所述第二励磁电流均为交变励磁电流。

3.根据权利要求1所述的电磁流量计的检测方法，其特征在于，控制输出一组第一励磁电流，根据所述第一励磁电流采集对应的第一电势值，根据所述第一电势值计算第一流速，具体包括：

输出一路正向的第一励磁电流，根据所述正向的第一励磁电流采集对应的正向第一电势值，输出一路反向的第一励磁电流，根据所述反向的第一励磁电流采集对应的反向第一电势值，根据所述正向第一电势值和所述反向第一电势值计算平均第一流速。

4.根据权利要求1所述的电磁流量计的检测方法，其特征在于，控制输出一组第二励磁电流，根据所述第二励磁电流采集对应的第二电势值，根据所述第二电势值计算第二流速，具体包括：

输出一路正向的第二励磁电流，根据所述正向的第二励磁电流采集对应的正向第二电势值，输出一路反向的第二励磁电流，根据所述反向的第二励磁电流采集对应的反向第二电势值，根据所述正向第二电势值和所述反向第二电势值计算平均第二流速。

5.根据权利要求1所述的电磁流量计的检测方法，其特征在于，所述控制输出一组第一励磁电流的组数为一组或一组以上。

6.根据权利要求4所述的电磁流量计的检测方法，其特征在于，所述控制输出一组第二励磁电流的组数为一组或一组以上。

7.一种电磁流量计，实施权利要求1-6任一所述的电磁流量计的检测方法，其特征在于，包括：流量计管道，通过待测速液体；

一对信号感应电极，产生电势差，输出对应的电势值；

信号拾取单元，接收电势值；

主控单元，控制输出不同的励磁电流，处理电势值，计算对应的流速，计算不同流速的相对误差值，并与预设值进行比较；

励磁单元，输出励磁电流。

8.根据权利要求7所述的电磁流量计，其特征在于，所述主控单元具体包括：

数据处理单元，处理电势值，计算对应的流速；

计算比较单元，计算不同流速的相对误差值，并与预设值进行比较；

励磁输出控制单元，控制输出不同的励磁电流。

9.根据权利要求7所述的电磁流量计，其特征在于，还包括信号放大与滤波单元以及A/D转换单元，所述信号拾取单元通过信号放大与滤波单元以及A/D转换单元连接所述主控单元。

10.根据权利要求7所述的电磁流量计，其特征在于，所述励磁单元具体包括：

励磁电流输出单元，稳定输出励磁电流；

励磁线圈，利用励磁电流产生磁场。

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