挖泥船上使用新型淤泥排汙流（liú）量計（jì）的應（yīng）用案例分析
點擊次數：2113 發布時間：2019-10-27 14:33:10
淤泥排（pái）汙流量計在工業生產有著泛的應用，在挖泥船作業過程中，淤泥排汙流量計（jì）也（yě）是一個重要控製與監測生產進度和產量的儀表，挖泥船淤（yū）泥排汙流量計（jì）用來指導挖泥船操作施工，防止堵管、悶（mèn）耙，與密度測量（liàng）設備一起使用構成產量計，為施工操作與管理提供決策數據，有利於提高施工效率。其測量介質為（wéi）液固兩相流體，有別於通常意義（yì）下的單一介質，測量難度大大增加。而淤（yū）泥排（pái）汙流量計（EMF）是根據電磁感應定律製成的一種測（cè）量導電性流體流量的儀表。與現有（yǒu）各種（zhǒng）流量儀表相比，其直線性好、測量準確度高、測量範圍和適用範圍廣（guǎng）、耐腐蝕性能強，可以解（jiě）決其他流量計不易解決的問題，如髒汙流、腐蝕流等的測量。目前國內（nèi）應用於挖泥船的淤泥排汙流量計大多存（cún）在零點漂移、轉換精度不高、流速不穩、空管檢測易失常等（děng）諸多問題。對此，我們（men）進行了相關研究並（bìng）提出相（xiàng）應改進措施，現已研發出一種專門用（yòng）於挖泥船的新型淤泥排汙流量計，研究了適用於挖泥船上淤泥排汙流量（liàng）計的空管檢測功能的實現方法。該型（xíng）流量計（jì）采用工頻交（jiāo）流勵（lì）磁，結合微機技術，利用微機進行實（shí）時采樣和分段線性擬合數（shù）據，大大提高流速測量的（de）精度和穩定性。采用軟硬（yìng）件結合的手（shǒu）段進行多方（fāng）麵改進措施，解決工頻（pín）幹擾和零點穩定性的問（wèn）題，克服了通用型淤泥排汙流量計應（yīng）用於挖（wā）泥船的弊病。實際應用表明，這些（xiē）措施取得較好的幹擾（rǎo）抑製效果，測量精度和產品性能得到很大提高。在（zài）“航浚18”耙吸式挖泥船（chuán）上成功應用，取得（dé）了很（hěn）好的效果
本文通過（guò）信號處理和空（kōng）管檢測功能詳細介紹該新型挖泥船淤泥排汙流量計。
1、淤（yū）泥排汙流量（liàng）計工作原理
淤泥（ní）排汙流量（liàng）計分為傳感器和轉換器兩部分。傳感器是把流（liú）過管道內的導電流體的流速信號轉換為電信號，轉換器是（shì）把（bǎ）傳感器（qì）輸出的電信號進行有用信（xìn）號識（shí）別提取並進行（háng）相關處理，用於主機顯示，主要由勵磁電路、信號調理電路、微處理電路等部分組成。
根據法拉*電磁感應定律（lǜ），當（dāng）一導體在磁場中運動而切割磁力線時，在導體兩端便會產生感應電動勢。設在均勻磁場中，垂直於磁場方向有一個直徑為D 的管道。管道由不導磁材（cái）料製成（chéng），內表麵加絕（jué）緣襯裏。當導電（diàn）的液體在管道中流動時，導電液體就切割磁力線，因而在磁場及流動方向垂直的（de）方向將產生感應電動勢。如果在管道截麵垂直於磁場的直徑（jìng）兩端安裝一對電*， 隻要管道內流速（sù）υ 為軸對稱分（fèn）布，兩*之間就會產生感應電動勢，此感應（yīng）電動勢與流速具有線性關係。其表達式為：
E=K·B·D·V （1）
式中：V 為測（cè）量（liàng）管道內截麵上的平均流速（m/s）；
K 為儀表常數；
D 為測量管內（nèi）直徑（m）；
B 為磁感應強度（T）。
轉換器將此（cǐ）感應電動勢測出，再根據線性關係式即可得出流速信號。
考慮到傳感（gǎn）器出（chū）來的微弱信號（hào）容易在傳輸線上（shàng）損耗，故而電*信號調理板和空管檢測功能板就近放（fàng）置於（yú）傳感器出線口（kǒu），調理後經屏蔽線傳輸至轉（zhuǎn）換器上的主控電路（lù）。
結構上管道本身就（jiù）是個大（dà）的屏蔽體，防止勵磁線圈磁場泄露，信（xìn）號采用屏蔽線（xiàn）傳（chuán）輸，減少線（xiàn）與線之間信號（hào）幹擾，以及空（kōng）間傳播的幹擾，保證信號的完整（zhěng）性（xìng）。
電路上（shàng）采用雙核主從（cóng）式控製，方便流速測量及其空管檢測，克服了以往淤（yū）泥（ní）排汙流量計需要配合密度計來使用的缺陷；同時利用微機技術，使其各方麵性能大大（dà）提高，更加智能化，更加（jiā）便於管理施工。
2 、勵磁方式的合理（lǐ）選擇目前國產（chǎn）挖（wā）泥船流量計大多采用低頻方波勵磁方式，其主要特點是能避免零點漂移及無正交幹擾，抗同相（xiàng）幹擾能力較好。但對於液固兩相流體而言，當固（gù）體顆粒撞擊電（diàn）*，表（biǎo）麵電位變化形（xíng）成尖峰狀噪（zào）聲，信（xìn）號呈現大幅度波動。而低頻方波勵磁不能從硬（yìng）件技術上消除這種由於衝擊造成的幹（gàn）擾，要實現測量結果的穩定（dìng），隻能通過調整（zhěng）勵磁頻率外加軟件手段加（jiā）以消除，但有兩方麵的缺陷：
（1） 挖泥船上工況（kuàng）複雜，挖泥工（gōng）況與合適勵磁頻率匹配問題很難完美解決，隻能通過現場不斷調試較合適的頻率參數。同一（yī）工地不同土質都需要改變頻率參數，以目前的（de）現（xiàn）場條件及技術水平，要（yào）做（zuò）到這一步非常困難，目前基本上采用大體上可測量的單一頻率。
（2） 采用軟件濾波降低由衝擊（jī）噪聲產生的波動幅度，波動幅度平滑程（chéng）度越高，則測（cè）量結果的真實性和實時性就越差，很多情況下（xià）會導致測量結果失真（zhēn），尤其當高流速（sù）、固體含量（liàng）高、大顆粒的工況（kuàng）。而采用工頻（50 Hz）電源交流勵（lì）磁方（fāng）式，消除了電*表麵的*化於擾（rǎo），抗固體顆粒撞擊（jī）電*形成尖（jiān）峰狀噪聲能（néng）力強。由於磁場是交變的，所以輸出信號也是交變信號，放大和轉換低電平的交流信號要比直流信號容（róng）易得（dé）多。但值得（dé）注意的是，用交流磁（cí）場會帶來一係（xì）列的電（diàn）磁幹擾問題。例如正交幹擾、同相幹擾（rǎo）等，這些幹擾信號與有用的流量信號混（hún）雜在一起。因此，如何正確區分流量信號與幹擾信號，並如何有效地抑製和排除各種（zhǒng）幹（gàn）擾信號（hào），就成為交流勵磁淤泥排汙流量計成功應用於液固兩相流體測量的關鍵點。
3、信號（hào）處理的改進液固（gù）兩相流介質（尤其含大（dà）塊顆粒（lì）的情況）與測量管道的摩擦及對測量元件不定時的衝擊，會產（chǎn）生大量高強度的幹擾信號，常規（guī）信號處理技術會造成測量結果（guǒ）大幅度（dù）波動、回零等現象，情況（kuàng）嚴重時會失去測量（liàng）意義。對於信號處理有兩個難（nán）點：*一，如何將微弱的流（liú）量信號與（yǔ）幹擾信（xìn）號區分開來；*二，如何保證測量的實時（shí）性和準確性。解決幹擾（rǎo）的辦法：
（1） *先需要設（shè）計合理的回（huí）路結構，利用信號調理（lǐ）電路減少大（dà）部分幹（gàn）擾信號（hào）。
（2） 主控製電（diàn）路上通過相敏（mǐn）檢波等（děng）一係列硬件電路再結合軟件進行相位補償和零位補償進一（yī）步消除正（zhèng）交幹（gàn）擾信號和同相幹（gàn）擾。為了保證測量的實時性和準（zhǔn）確性，先將（jiāng）勵磁信（xìn）號和感生電勢信號（hào）進行（háng）數字濾波，再利用軟件算法進行（háng）除法運算得到流速信號，借此來得到穩定的實時流速（sù）。
電*檢測出的微（wēi）弱感應電動勢E， 先經前（qián）置放大器的放大和噪聲抑（yì）製而成為大幅度低阻抗的電壓（yā）信號。此信號經相敏檢波後，給CPU 進行數字濾波、處理和控製，通過利用雙（shuāng）線性變換（huàn）法將模擬的二階（jiē）巴特沃斯低通濾波器轉換（huàn）為數字式濾波器，既簡化電路設計，且可靠性高、穩定性好。通過編寫軟（ruǎn）件CPU 能對放大器的溫度漂移及零點漂移給予補償， 並（bìng）在測量的全量程範圍內分10 段對信號進行非線性修正，使得測量（liàng）值更（gèng）好地擬合真實數據。空管檢（jiǎn）測電路上，CPU 作為從控製器。當主控製電路（lù）上發出空管檢測查詢（xún）信（xìn）號wire， 從控製器進行識別後接收並判（pàn）斷出查詢什麽（me）信號，然後產生應答信號上傳至主控芯片輸出顯示；當檢測為空管信（xìn）號（hào）時， 從CPU 發出的zero 信號通過控製MOS 管開關來關斷流速（sù）輸出。在應用中，對（duì）於微（wēi）弱信號（hào）的放大及提取還需注意PCB 板設計時EMI 電磁屏蔽考慮，屏蔽（bì）來自空間磁場的幹擾、周邊設備的輻射造成的幹擾和板內之間的幹擾，如數模分離、強弱電分離等等。
4 空管檢測功能的實現方法研究
淤泥（ní）排汙流量計的測量方程是建立在流體滿管於測量管道的條件之下的，在實（shí）際流量控製中主要是解決傳感器處（chù）於（yú）空管狀態下的流（liú）量值閉鎖問題，具體是指當傳（chuán）感器電*部分或全部從流體中裸露出來時， 係統應及時檢查到這一狀態並掐斷流（liú）速，使流量計輸（shū）出為0。
由淤泥排汙流量（liàng）計（兩電*）傳感器與信號放（fàng）大器（qì）組成如圖4 所示（shì）
信號測量關係。其中S1、S2分（fèn）別為兩個電（diàn）*，其等效原理如圖（tú）5所示。
電路為對稱結構，圖中e1和Z1分別是（shì）傳感器的流（liú）量信號和對應的流體阻抗，Z0為（wéi）放大器的輸（shū）入阻抗（kàng）。
如圖（tú）6 所示為附加激勵的實際原理圖。其中R是流體電阻（zǔ），C1是激勵源與傳感器電（diàn）*及其（qí）放（fàng）大器輸入的隔（gé）直電容，C2是信號電纜的（de）對地電容。
國內EMF 大都（dōu）采用密度計跟流量計配套使用（yòng），當密度計檢測（cè）密度為0 時，判斷為空管，關斷流量計輸出。也有部分淤泥排汙流量計（jì）上使用空管檢測功能，但由於采用相對電導（dǎo）率作（zuò）為判斷依據， 一旦管道內有雜物流過或者撞擊電*時（shí），都有（yǒu）可能使得相對電導率急（jí）劇（jù）變化。由於挖泥船管道內流動的是（shì）液固（gù）兩相流體，從而誤判為空管，導致正常（cháng）施工過程中，流速測量（liàng）值回零現象時有發生，影響工程進度和施工量的（de）計算（suàn）。
采用絕對電導率測量方法，既可方便流量（liàng）計獨立使（shǐ）用，也克服了相對電導率方法的弊（bì）端。解決（jué）的難（nán）點（diǎn）在於：一是如何將空管檢測信號與正常流速信號分離（lí）開，二是如何在信號線上（shàng）走電源信號。解決的方法在於空管檢測信（xìn）號利用高頻激勵與50 Hz流速信號區分開，但是頻率過高容易引起電*間電容產生*化效應（yīng）且不利於PCB 布板，*後綜合考慮使用周期（qī）為16 μs 的高（gāo）頻正弦波勵磁。將空管檢測信號采用數據流進行傳輸， 實現信號線的單（dān）線複用。為了保證微弱的空管檢測信號不失真傳輸，在流量計信號調理板上就近進行信號處理後，通（tōng）過（guò）屏蔽電纜傳輸至主控電路。空管檢測信號（hào）采用單片機控製，可定時采集當前流體的電導率，與空管檢測的閾值相比較，還可（kě）采樣勵磁電流並判斷（duàn）勵磁是否出現開路或者短路故障。兩電*之間流體電阻計算
公式如下：
由於兩電*之間阻值不僅與溶（róng）液（yè）自身有關（guān），還與管道的內徑（jìng）、電*的截麵（miàn）積有關，因（yīn）而將空管檢測的閾值設定為一個可調參數， 使其適用範圍更廣（guǎng）。這（zhè）款大口（kǒu）徑管道上的淤泥排汙流量計（jì）監測出管內（nèi）空管、勵磁開路或短路（lù）時，或者流量超出設定（dìng）上、下限值時，便會自動報警並作出相應動作（zuò）。
5 結論
將本文所述新型挖（wā）泥船淤泥排汙流量計（jì）安裝到“航浚（xùn）18”挖泥船後，從根本上解（jiě）決了挖泥施工過程中流速（sù）測量的穩定性問題，並且測（cè）量數據的實（shí）時性得到*大提高，有效（xiào）測量時間*短可達到200 ms。此外設（shè）備精（jīng）度達到0.5 級（jí），在指導挖泥施工過程中發揮了良好作用。
關於（yú）汙水流量計的安裝（zhuāng）規範與安裝圖 關於汙（wū）水流量計的（de）工（gōng）作原理及組成部分介紹 汙水流量計的適用範圍特點及如何（hé）選（xuǎn）型（xíng） 汙水（shuǐ）流量（liàng）計公（gōng）稱（chēng）通徑（jìng）與流量範圍對照圖 汙水流量計電*與襯裏材料選型對照表 汙（wū）水流量計的（de）外形和安裝（zhuāng）尺寸圖示與對照表（biǎo） 汙水流量計的故障檢查與分析匯總 分體式與一體（tǐ）式汙水（shuǐ）流量計如何接（jiē）線圖解 汙水（shuǐ）流量計顯示波動大的原（yuán）因分析（xī） 介（jiè）質密（mì）度對渦街流量計的影響 渦街流量計安裝對直管段的要求 渦街（jiē）流（liú）量（liàng）計應用中常見問題及分析 渦街流量計夾持型和法（fǎ）蘭（lán）型的（de）區別 渦街流量計傳感器的類型有哪些 影響渦街流量計準確性（xìng）的（de）因素有哪些 孔板流量計與文丘裏（lǐ）流量計的比較 孔板流（liú）量計的選（xuǎn）型原則 孔板流量計的（de）主要特點（diǎn） 孔板流量（liàng）計與楔形流量計的差別 孔（kǒng）板流量計和阿牛巴流量（liàng）計的區（qū）別（bié） 孔板流量計和v錐流量計的優缺點（diǎn）比較 孔板流量計（jì）的（de）故障及處（chù）理方法 孔板流量計維護保養操作規程 質量流量計（jì）適用哪些領域（yù） 質量流量計（jì）使用方法（fǎ）和注意事項 超（chāo）聲波流量計在線校準方（fāng）法 超聲波流量計出現負值的原因與處理 橢圓齒輪流量計的精度範圍 橢圓齒輪流量計齒輪卡住處理方法 超聲波流（liú）量計波動（dòng）的（de）原因
本文通過（guò）信號處理和空（kōng）管檢測功能詳細介紹該新型挖泥船淤泥排汙流量計。
1、淤（yū）泥排汙流量（liàng）計工作原理
淤泥（ní）排汙流量（liàng）計分為傳感器和轉換器兩部分。傳感器是把流（liú）過管道內的導電流體的流速信號轉換為電信號，轉換器是（shì）把（bǎ）傳感器（qì）輸出的電信號進行有用信（xìn）號識（shí）別提取並進行（háng）相關處理，用於主機顯示，主要由勵磁電路、信號調理電路、微處理電路等部分組成。
根據法拉*電磁感應定律（lǜ），當（dāng）一導體在磁場中運動而切割磁力線時，在導體兩端便會產生感應電動勢。設在均勻磁場中，垂直於磁場方向有一個直徑為D 的管道。管道由不導磁材（cái）料製成（chéng），內表麵加絕（jué）緣襯裏。當導電（diàn）的液體在管道中流動時，導電液體就切割磁力線，因而在磁場及流動方向垂直的（de）方向將產生感應電動勢。如果在管道截麵垂直於磁場的直徑（jìng）兩端安裝一對電*， 隻要管道內流速（sù）υ 為軸對稱分（fèn）布，兩*之間就會產生感應電動勢，此感應（yīng）電動勢與流速具有線性關係。其表達式為：
E=K·B·D·V （1）
式中：V 為測（cè）量（liàng）管道內截麵上的平均流速（m/s）；
K 為儀表常數；
D 為測量管內（nèi）直徑（m）；
B 為磁感應強度（T）。
轉換器將此（cǐ）感應電動勢測出，再根據線性關係式即可得出流速信號。
考慮到傳感（gǎn）器出（chū）來的微弱信號（hào）容易在傳輸線上（shàng）損耗，故而電*信號調理板和空管檢測功能板就近放（fàng）置於（yú）傳感器出線口（kǒu），調理後經屏蔽線傳輸至轉（zhuǎn）換器上的主控電路（lù）。
結構上管道本身就（jiù）是個大（dà）的屏蔽體，防止勵磁線圈磁場泄露，信（xìn）號采用屏蔽線（xiàn）傳（chuán）輸，減少線（xiàn）與線之間信號（hào）幹擾，以及空（kōng）間傳播的幹擾，保證信號的完整（zhěng）性（xìng）。
電路上（shàng）采用雙核主從（cóng）式控製，方便流速測量及其空管檢測，克服了以往淤（yū）泥（ní）排汙流量計需要配合密度計來使用的缺陷；同時利用微機技術，使其各方麵性能大大（dà）提高，更加智能化，更加（jiā）便於管理施工。
2 、勵磁方式的合理（lǐ）選擇目前國產（chǎn）挖（wā）泥船流量計大多采用低頻方波勵磁方式，其主要特點是能避免零點漂移及無正交幹擾，抗同相（xiàng）幹擾能力較好。但對於液固兩相流體而言，當固（gù）體顆粒撞擊電（diàn）*，表（biǎo）麵電位變化形（xíng）成尖峰狀噪（zào）聲，信（xìn）號呈現大幅度波動。而低頻方波勵磁不能從硬（yìng）件技術上消除這種由於衝擊造成的幹（gàn）擾，要實現測量結果的穩定（dìng），隻能通過調整（zhěng）勵磁頻率外加軟件手段加（jiā）以消除，但有兩方麵的缺陷：
（1） 挖泥船上工況（kuàng）複雜，挖泥工（gōng）況與合適勵磁頻率匹配問題很難完美解決，隻能通過現場不斷調試較合適的頻率參數。同一（yī）工地不同土質都需要改變頻率參數，以目前的（de）現（xiàn）場條件及技術水平，要（yào）做（zuò）到這一步非常困難，目前基本上采用大體上可測量的單一頻率。
（2） 采用軟件濾波降低由衝擊（jī）噪聲產生的波動幅度，波動幅度平滑程（chéng）度越高，則測（cè）量結果的真實性和實時性就越差，很多情況下（xià）會導致測量結果失真（zhēn），尤其當高流速（sù）、固體含量（liàng）高、大顆粒的工況（kuàng）。而采用工頻（50 Hz）電源交流勵（lì）磁方（fāng）式，消除了電*表麵的*化於擾（rǎo），抗固體顆粒撞擊（jī）電*形成尖（jiān）峰狀噪聲能（néng）力強。由於磁場是交變的，所以輸出信號也是交變信號，放大和轉換低電平的交流信號要比直流信號容（róng）易得（dé）多。但值得（dé）注意的是，用交流磁（cí）場會帶來一係（xì）列的電（diàn）磁幹擾問題。例如正交幹擾、同相幹擾（rǎo）等，這些幹擾信號與有用的流量信號混（hún）雜在一起。因此，如何正確區分流量信號與幹擾信號，並如何有效地抑製和排除各種（zhǒng）幹（gàn）擾信號（hào），就成為交流勵磁淤泥排汙流量計成功應用於液固兩相流體測量的關鍵點。
3、信號（hào）處理的改進液固（gù）兩相流介質（尤其含大（dà）塊顆粒（lì）的情況）與測量管道的摩擦及對測量元件不定時的衝擊，會產（chǎn）生大量高強度的幹擾信號，常規（guī）信號處理技術會造成測量結果（guǒ）大幅度（dù）波動、回零等現象，情況（kuàng）嚴重時會失去測量（liàng）意義。對於信號處理有兩個難（nán）點：*一，如何將微弱的流（liú）量信號與（yǔ）幹擾信（xìn）號區分開來；*二，如何保證測量的實時（shí）性和準確性。解決幹擾（rǎo）的辦法：
（1） *先需要設（shè）計合理的回（huí）路結構，利用信號調理（lǐ）電路減少大（dà）部分幹（gàn）擾信號（hào）。
（2） 主控製電（diàn）路上通過相敏（mǐn）檢波等（děng）一係列硬件電路再結合軟件進行相位補償和零位補償進一（yī）步消除正（zhèng）交幹（gàn）擾信號和同相幹（gàn）擾。為了保證測量的實時性和準（zhǔn）確性，先將（jiāng）勵磁信（xìn）號和感生電勢信號（hào）進行（háng）數字濾波，再利用軟件算法進行（háng）除法運算得到流速信號，借此來得到穩定的實時流速（sù）。
電*檢測出的微（wēi）弱感應電動勢E， 先經前（qián）置放大器的放大和噪聲抑（yì）製而成為大幅度低阻抗的電壓（yā）信號。此信號經相敏檢波後，給CPU 進行數字濾波、處理和控製，通過利用雙（shuāng）線性變換（huàn）法將模擬的二階（jiē）巴特沃斯低通濾波器轉換（huàn）為數字式濾波器，既簡化電路設計，且可靠性高、穩定性好。通過編寫軟（ruǎn）件CPU 能對放大器的溫度漂移及零點漂移給予補償， 並（bìng）在測量的全量程範圍內分10 段對信號進行非線性修正，使得測量（liàng）值更（gèng）好地擬合真實數據。空管檢（jiǎn）測電路上，CPU 作為從控製器。當主控製電路（lù）上發出空管檢測查詢（xún）信（xìn）號wire， 從控製器進行識別後接收並判（pàn）斷出查詢什麽（me）信號，然後產生應答信號上傳至主控芯片輸出顯示；當檢測為空管信（xìn）號（hào）時， 從CPU 發出的zero 信號通過控製MOS 管開關來關斷流速（sù）輸出。在應用中，對（duì）於微（wēi）弱信號（hào）的放大及提取還需注意PCB 板設計時EMI 電磁屏蔽考慮，屏蔽（bì）來自空間磁場的幹擾、周邊設備的輻射造成的幹擾和板內之間的幹擾，如數模分離、強弱電分離等等。
4 空管檢測功能的實現方法研究
淤泥（ní）排汙流量計的測量方程是建立在流體滿管於測量管道的條件之下的，在實（shí）際流量控製中主要是解決傳感器處（chù）於（yú）空管狀態下的流（liú）量值閉鎖問題，具體是指當傳（chuán）感器電*部分或全部從流體中裸露出來時， 係統應及時檢查到這一狀態並掐斷流（liú）速，使流量計輸（shū）出為0。
由淤泥排汙流量（liàng）計（兩電*）傳感器與信號放（fàng）大器（qì）組成如圖4 所示（shì）
信號測量關係。其中S1、S2分（fèn）別為兩個電（diàn）*，其等效原理如圖（tú）5所示。
電路為對稱結構，圖中e1和Z1分別是（shì）傳感器的流（liú）量信號和對應的流體阻抗，Z0為（wéi）放大器的輸（shū）入阻抗（kàng）。
如圖（tú）6 所示為附加激勵的實際原理圖。其中R是流體電阻（zǔ），C1是激勵源與傳感器電（diàn）*及其（qí）放（fàng）大器輸入的隔（gé）直電容，C2是信號電纜的（de）對地電容。
國內EMF 大都（dōu）采用密度計跟流量計配套使用（yòng），當密度計檢測（cè）密度為0 時，判斷為空管，關斷流量計輸出。也有部分淤泥排汙流量計（jì）上使用空管檢測功能，但由於采用相對電導（dǎo）率作（zuò）為判斷依據， 一旦管道內有雜物流過或者撞擊電*時（shí），都有（yǒu）可能使得相對電導率急（jí）劇（jù）變化。由於挖泥船管道內流動的是（shì）液固（gù）兩相流體，從而誤判為空管，導致正常（cháng）施工過程中，流速測量（liàng）值回零現象時有發生，影響工程進度和施工量的（de）計算（suàn）。
采用絕對電導率測量方法，既可方便流量（liàng）計獨立使（shǐ）用，也克服了相對電導率方法的弊（bì）端。解決（jué）的難（nán）點（diǎn）在於：一是如何將空管檢測信號與正常流速信號分離（lí）開，二是如何在信號線上（shàng）走電源信號。解決的方法在於空管檢測信（xìn）號利用高頻激勵與50 Hz流速信號區分開，但是頻率過高容易引起電*間電容產生*化效應（yīng）且不利於PCB 布板，*後綜合考慮使用周期（qī）為16 μs 的高（gāo）頻正弦波勵磁。將空管檢測信號采用數據流進行傳輸， 實現信號線的單（dān）線複用。為了保證微弱的空管檢測信號不失真傳輸，在流量計信號調理板上就近進行信號處理後，通（tōng）過（guò）屏蔽電纜傳輸至主控電路。空管檢測信號（hào）采用單片機控製，可定時采集當前流體的電導率，與空管檢測的閾值相比較，還可（kě）采樣勵磁電流並判斷（duàn）勵磁是否出現開路或者短路故障。兩電*之間流體電阻計算
公式如下：
由於兩電*之間阻值不僅與溶（róng）液（yè）自身有關（guān），還與管道的內徑（jìng）、電*的截麵（miàn）積有關，因（yīn）而將空管檢測的閾值設定為一個可調參數， 使其適用範圍更廣（guǎng）。這（zhè）款大口（kǒu）徑管道上的淤泥排汙流量計（jì）監測出管內（nèi）空管、勵磁開路或短路（lù）時，或者流量超出設定（dìng）上、下限值時，便會自動報警並作出相應動作（zuò）。
5 結論
將本文所述新型挖（wā）泥船淤泥排汙流量計（jì）安裝到“航浚（xùn）18”挖泥船後，從根本上解（jiě）決了挖泥施工過程中流速（sù）測量的穩定性問題，並且測（cè）量數據的實（shí）時性得到*大提高，有效（xiào）測量時間*短可達到200 ms。此外設（shè）備精（jīng）度達到0.5 級（jí），在指導挖泥施工過程中發揮了良好作用。
上一篇：在停機狀態下如（rú）何對企業排汙流量計進行（háng）正確的維護（hù）和保養