李恩屹
(湖南省長(zhǎng)沙市長(zhǎng)郡梅溪湖中學(xué) 410205)
電子水表傳感處理技術(shù)的應(yīng)用分析
李恩屹
(湖南省長(zhǎng)沙市長(zhǎng)郡梅溪湖中學(xué) 410205)
目前,電子水表已經(jīng)在各個(gè)地區(qū)得到了普及,與傳統(tǒng)水表相比,電子水表的精確性更高,測(cè)量范圍更廣,壓力損失更小。本文主要針對(duì)電子水表傳感處理技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。
電子水表;傳感處理技術(shù);應(yīng)用
水表的發(fā)展史非常漫長(zhǎng),從傳統(tǒng)機(jī)械式水表發(fā)展到電子水表,經(jīng)歷了一個(gè)過(guò)程。水表主要分為冷水水表和熱水水表,冷水水表和熱水水表在技術(shù)上又可以分為機(jī)械水表,帶電子裝置水表和電子水表。其中,電子水表是利用了一些計(jì)算機(jī)技術(shù),傳感技術(shù),信號(hào)處理技術(shù)等高科技技術(shù)構(gòu)成的一種新型電子產(chǎn)品。傳統(tǒng)的水表價(jià)格上比較便宜但使用壽命不是很長(zhǎng),而且不是很準(zhǔn)確,容易出現(xiàn)誤差。電子水表以前價(jià)格昂貴,但使用壽命長(zhǎng),準(zhǔn)確可靠,隨著技術(shù)先進(jìn)性和普遍性的改善,電子水表的價(jià)格會(huì)逐漸降低,電子水表的應(yīng)用會(huì)更加廣泛。
電子水表運(yùn)用了一些高科技,主要包括新穎傳感技術(shù),微弱信號(hào)處理技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù),通信技術(shù)等。由于電子水表運(yùn)用了這么多高科技,所以電子水表相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械水表,有了更多的優(yōu)勢(shì)。比如說(shuō),測(cè)量范圍更加寬廣,測(cè)量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確可靠,計(jì)量等級(jí)更加高級(jí),壓力損失更加微小,無(wú)論是數(shù)據(jù)的傳輸還是運(yùn)算都更加方便。所以電子水表相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械水表有更多的優(yōu)勢(shì),在未來(lái)水表領(lǐng)域?qū)?huì)受到人們更大的歡迎。
電子水表壓力小,使用壽命長(zhǎng),即使水質(zhì)不好的條件下,也能夠進(jìn)行精確的測(cè)量。電子水表要想得到更廣泛的應(yīng)用,必須解決一些實(shí)際性的問(wèn)題:比如說(shuō)中小口徑飲用水的測(cè)量。當(dāng)前電子水表應(yīng)用的是速度原理,即一定的時(shí)間段在它的橫截面所通過(guò)的水流量的速度而計(jì)算水流的體積或者是質(zhì)量。
電子水表主要應(yīng)用到的技術(shù)有電磁流感傳感技術(shù),還有超聲流量傳感技術(shù),這兩種技術(shù)有它各自的優(yōu)缺點(diǎn)。流感傳感技術(shù)一般用于體積測(cè)量,它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,不受溫度以及水質(zhì)的影響,它與水流的速度成正比,而與水流的狀態(tài)無(wú)關(guān)。超聲流感傳感技術(shù)也用于體積測(cè)量,測(cè)量范圍寬,簡(jiǎn)單方便,測(cè)量數(shù)據(jù)較為精準(zhǔn),不受水質(zhì)、溫度、粘度、密度以及壓力的影響。
還有一種技術(shù)叫渦街流量傳感技術(shù),也是電子水表當(dāng)中常用的一種技術(shù)。渦街流量傳感器技術(shù)內(nèi)部的工作部件工作可靠,它對(duì)傳播介質(zhì)并不敏感,它的敏感點(diǎn)是振動(dòng)頻率與體積流量成正比。當(dāng)然,對(duì)于渦街流量傳感器技術(shù)還需要一些修正,比如抗干擾性,這樣可以使渦街流量傳感技術(shù)得到更好的運(yùn)用。還有一些電子水表采用的是射流流量傳感技術(shù)。射流流量傳感技術(shù)是用附壁效應(yīng)構(gòu)成的一種反饋式流量傳感器。
無(wú)論電子水表采用的是哪種技術(shù),都需要一些信號(hào)處理技術(shù)與之相配合,才能夠更好地發(fā)揮效用,比如信號(hào)處理與抗干擾技術(shù)、曲線擬合、修正技術(shù)、勵(lì)磁技術(shù)、消噪技術(shù)和仿真技術(shù)。首先講一下信號(hào)處理與抗干擾技術(shù),這是所有的家用電器必須要應(yīng)用到的影像技術(shù)。因?yàn)樗械男盘?hào)在傳播過(guò)程中都會(huì)被干擾,無(wú)論是來(lái)自機(jī)器內(nèi)部的噪聲,還是機(jī)器運(yùn)行起來(lái)的噪聲,還是機(jī)器外部的噪音,都會(huì)影響信號(hào)處理和傳播。
電子水表要想測(cè)量得更加精確,必須要用到信號(hào)處理抗干擾技術(shù)。因?yàn)殡娮铀碓谶\(yùn)行的過(guò)程中,尤其是對(duì)于微小流量進(jìn)行測(cè)查是很容易受到外界噪音或者是機(jī)器零部件運(yùn)行的影響。所以除噪技術(shù)是電子水表必須要攻克的一項(xiàng)技術(shù)。要去除噪音較大的三個(gè)條件:①要去除噪聲信號(hào),即噪聲發(fā)出的信號(hào)不被機(jī)器所接收;②切斷噪聲傳播的途徑,也就是說(shuō)在噪聲產(chǎn)生和機(jī)器受到噪聲影響之間切斷他們的聯(lián)系;③提高機(jī)器本身的抗噪音性。
要想使電子水表測(cè)量的更加精確,還要提高它對(duì)于微小信號(hào)接收和處理技術(shù)。電子水表與帶電子裝置的水表相比,最大的不同就是后者輸出的是編碼信號(hào),信噪比很高,能夠分離出很多有用的信號(hào)。而電子水表在運(yùn)行的過(guò)程中,接觸到的多是納伏級(jí)的電壓水平,所以必須要提高它的微小信號(hào)接收和處理技術(shù)。
今后電子水表的應(yīng)用主要存在于中小口徑封閉管道水流量的測(cè)量與控制方面,自然會(huì)應(yīng)用到很多新技術(shù)。比如仿真技術(shù),全稱(chēng)是計(jì)算機(jī)仿真,能夠?yàn)閭鞲衅鞯姆胖锰峁┳羁茖W(xué)化的依據(jù)。
電子水表在大口徑封閉管道水流量的測(cè)量與控制方面優(yōu)勢(shì)日益明顯,在中小口徑封閉管道水流量的測(cè)量與控制方面還需提高。傳感與信號(hào)處理技術(shù)是電子水表能否獲得更大優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵點(diǎn)。
我國(guó)國(guó)內(nèi)的企業(yè)要想在這一領(lǐng)域搶占制高點(diǎn),必須在借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上自主研發(fā)一批電子水表的新產(chǎn)品。
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TU991.63
A
1004-7344(2016)35-0245-01
2016-12-2