[实用新型]多电极流量检测信号处理器

说明书

本实用新型涉及应用电磁流量计，尤其涉及一种多电极流量检测信号处理器。

已有的电磁流量计已被广泛应用于给排水工程、废水处理以及医药、食品、纺织等许多工业生产过程中。它的主要特点是传感器无活动部件，对流体流动基本无干扰，几乎不会对流体产生附加的压力损失；测量结果与被测流体的工作压力、温度、粘度等参数无关。现有的电磁流量计一般主要由传感器、励磁电源、信号放大和处理电路等三部分组成。几乎所有的传感器都采用一对电极，电极被安装在管壁，电极的连线垂直于磁场。由于传感器结构上的原因，为保证流量计的测量精度，要求流体的流速分布为轴对称性，为此，安装时在流量计前要有足够的直管段长度，这使流量计的应用带来了一定的局限性，特别是大口径流量计的应用。

本实用新型的目的是提供一种结构简单、使用方便，降低流量计安装要求的多电极流量检测信号处理器。

为了达到上述目的本实用新型采取下列措施：

流体流经传感器产生的感应电势经由高阻输入阻抗放大变换电路后，由PC104计算机控制多点选择电子切换开关，将信号输入仪表放大器进行信号放大，而后通过同步采样电路，根据同步控制电路的时序对输入信号进行同步采样并保持，并将该信号送至下一级滤波电路进行高、低通滤波，再将信号送至信号放大电路作进一步放大，送到A／D转换电路，经A／D转换后的数据，经由PC104计算机读入，PC104计算机系统将各对电极信号读入进行数据处理，将分析求解出管道横截面上的流速分布以及瞬时流量，累积流量，并在LCD屏上显示流速分布图，以及瞬时流量，累积流量参数。

本实用新型结构简单、使用方便，采用本实用新型制成的电磁流量计还具有如下优点：

1、根据测得的各电极间的电势，可以获得在测量段管截面上的流速分布；

2、由流速分布可获得流体的平均流速或直接利用各电极相对于参考电极的电势值求积分得到平均流速，该平均流速与流体在管道中的流速分布是否为轴对称无关；

3、由于流量计输出的平均流速不受流速分布的影响，因此从原理上讲流量计在安装时不需要特别的直管段，从而大大降低了流量计的安装要求；

4、当流量计水平安装时，根据位于水平上方各电极的电势值是否异常，可以判别流体是否为非满管，并可估计流体的非满管程度。

下面结合附图对本实用新型作详细说明。

图1是带多电极流量传感器的流量检测信号处理器的电原理示意图；

图2是同步采样电路的电原理图；

图3是多电极流量传感器结构示意图；

图4是电极结构示意图。

如图1所示，当导电流体流经传感器1时，由于切割励磁线圈所产生的磁力线后，在各电极间产生大小不等的感应电势，该感应电势经由高阻输入阻抗放大变换电路2后，由PC104计算机9控制多点选择电子切换开关3，选择不同的输入电极通道，将信号输入仪表放大器4进行一千倍左右的信号放大，而后通过同步采样电路5，根据同步控制电路11的时序对输入信号进行同步采样并保持，并将该信号送至下一级滤波电路6进行高、低通滤波，再将信号送至信号放大电路7作进一步放大，送到A／D转换电路8，经A／D转换后的数据，经由PC1049读入后，进行数据处理。

PC104计算机系统9将各对电极信号读入，并根据精确的算法，将分析求解出管道横截面上的流速分布以及瞬时流量，累积流量等，并在LCD屏10上显示流速分布图，以及瞬时流量，累积流量等参数。

如图2所示，利用与励磁信号同步的时序信号控制电子开关S的启闭，分别对交流输入信号(与励磁同步)的正半周和负半周进行采样与保持，并由计算机进行信号处理。

图中C为采样保持电容，当电子开关S接通后，U₂的输出反馈放大器U₁的反相端实现了信号的高阻抗输入，同时该电路也使保持电容上的电荷转换为低阻抗输出，使之保证了采样信号的不失真率。

采样保持电容须选用漏电小低吸附效应的聚丙稀电容器。

该电路能由同步信号控制S，方便地实现对各对电极的数据采集，信号保持，以便进行A／D转换。

电路连接关系如下：