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卫生型电磁流量计在牛奶生产线流量测量中的应用

卫生型电磁流量计在牛奶生产线流量测量中的应用,在牛奶生产中,对牛奶流量的检测已成为生产中不可缺少的组成部分,要准确地检测牛奶流量就要依赖于有效的测试工具;由于食品生产加工的特殊安全、卫生要求,牛奶生产的管道、设备等需要经常进行消毒灭菌;还由于牛奶在管道中流淌时会产生一定的气泡或泡沫,因而在一定程度上会影响牛奶流量计量的准确性。本文作者主要对牛奶生产中的流量准确计量技术进行研究,设计并研制一种牛奶流量计量装置,解决在食品生产中对测量装置安全、卫生等要求高,且对装置的动态测量能力要求强等技术问题,解决了企业的实际问题,提高企业的经济效益和社会效益。

           涡轮流量计,气体涡轮流量计,罗茨流量计

硬件系统

经过综合比较、论证,最终采用以电磁流量计作为牛奶生产线流量测量的传感器(转换器),由ST公司的32ARM单片机STR710、电源模块、励磁电路、信号处理电路、A/D转换电路、通讯电路等构成牛奶流量智能测量系统,其硬件设计框图如图1所示。

1.1 传感器

综合考虑各种流量计,既能满足这个要求,又能满足卫生、安全而且便于安装等各项要求,通过综合比较,最终选用苏州华陆仪表有限公司生产的电磁流量计作为牛奶流量测量的传感器。

1.2 电源模块

电源模块采用LM317可调节三端正电压稳压器,这种稳压器在输出电压为1.2~37V时能够提供超过1.5A的电流。

1.3 高精度的激磁电路

在激磁电路的研究中,采用低频双极性矩形波激磁技术,便于放大信号处理,并且能避免直流放大器零点漂移、噪声、稳定性等问题,具有较好的抗干扰性能。

1.4 信号处理电路

激磁信号对传感器线圈激磁,当牛奶流过管道时,会产生和流速成正比的微弱的正负交变的电压信号(1m/s的流速对应小于等于1mV的电压信号),采集这个信号经过后续电路处理可计算出流量的。

设计的前置级采用差动输入的三运放形式,具有放大差模信号、抑制共模信号、输入阻抗高、输出阻抗低、失调小、温漂小、线性好和增益稳定可调等优点。其线路如图2所示,选用精密电阻,将第一级放大倍数定为10倍左右。虽经过前面的处理,但考虑到感应电动势信号仍有可能存在一定的高频尖峰噪声,对后续的二级信号放大以及电平提升电路产生不利影响,为此,设计了单位增益的二阶巴特沃斯低通滤波器。

1.5 A/D转换电路

信号经过电压跟随器后送入A/D转换器。A/D转换单元采用的AD公司16位Σ-Δ型A/D转换器AD7715。本系统在A/D转换单元采用AD7715,简化了电路,提高了分辨率与抗干扰能力。

1.6 单片机系统

系统采用ST公司的32ARM单片机STR710,结合键盘接口、LCD显示以及报警模块仪器构成微机处理系统其单片机、键盘及报警模块如图3所示。

软件设计

系统软件由主程序、时基中断程序、菜单处理程序、励磁信号产生、A/D、通讯、显示、脉冲频率输出等部分组成。主程序对系统进行初始化,通过对各模块的应答响应,判断各模块是否正常运行。在工况测量状态下,仪表将实时显示瞬时流量、累积流量、流速和报警信息等。

本设计采用软硬件协同设计方法,集成化程度高、功能多、体积小、功耗较低,具备一定的自诊断能力,抗电磁干扰和温度性能较好,适合于现场应用或远程测量。

点击次数:  更新时间:2018-08-07 16:23:36  【打印此页】  【关闭