電磁流量計是以法拉第電磁感應定律為理論基礎(chǔ)的流量測量儀表。相比于其它流量測量儀表,其測量管道中無活動部件,壓力損失小,靈敏度高;且測量精度不受被測流體密度、壓力與溫度的影響。廣泛用于城市污水處理以及化工、食品、醫(yī)藥生產(chǎn)等工業(yè)現(xiàn)場,實現(xiàn)對糖漿、藥漿、泥漿等導電流體的流量測量。接觸式電磁流量計檢測電極與液面接觸,電極易于腐蝕、磨損,流量信號中噪聲種類較多;同時由于被測流體電導率低,信號不易檢出等特點,因此,對檢測電路的性能要求較高。電容式電磁流量計在接觸式電磁流量計的理論基礎(chǔ)之上,結(jié)構(gòu)上有效的保護了檢測電極,減少了流量信號噪聲的成分;通過電容耦合的方式降低了傳感器內(nèi)阻,提高了信號的穩(wěn)定性與測量精度。本課題在實驗室已有的研究基礎(chǔ)之上,首先對電容式電磁流量計的基本理論與結(jié)構(gòu)進行了闡述。著重分析了流量信號的特征及其噪聲成分與來源。然后通過分析常用幾種勵磁方式的優(yōu)缺點,確定采用200Hz矩形波作為勵磁信號;并利用Ansoft Maxwell 14.0磁場仿真軟件對電容式電磁流量計的傳感器結(jié)構(gòu)進行仿真分析與磁場優(yōu)化。硬件電路設(shè)計中,采用32位微處理器STM32F407VET6作為控制芯片,通過低壓差線性穩(wěn)壓芯片的穩(wěn)壓輸出特性實現(xiàn)恒流控制,結(jié)合H橋電路設(shè)計合理的低頻矩形波勵磁驅(qū)動電路系統(tǒng),實現(xiàn)傳感器磁場的產(chǎn)生。同時,基于電容式電磁流量計結(jié)構(gòu)及流量信號的特征,采用自舉跟隨電路結(jié)構(gòu)提高信號檢出電路的輸入阻抗,實現(xiàn)對流量信號的獲取。流量信號處理電路利用儀表放大器差分放大的特性,結(jié)合旋轉(zhuǎn)電容濾波與精密整流電路對流量信號進行處理與調(diào)整。課題最終通過實驗的方式,以生活自來水作為被測對象,實現(xiàn)了對流量信號的獲取與處理,有效的建立流量信號輸出電壓幅值與瞬時流量之間的關(guān)系,驗證了整個課題設(shè)計的正確性。