[发明专利]电磁式热能表

说明书

技术领域

本发明涉及冷热量计量装置领域，特别涉及一种采用电磁感应方式测量冷热流体的电磁式热能表。

背景技术

在我国进一步深化贯彻节能减排的政策方针指导下，随着国家热计量行业规范的出台，分户计量已经在很多城市展开，由于中国供暖系统供热水质差，杂质多，管路情况复杂等诸多情况，传统热能表在实际的使用过程中其自身的缺点逐渐凸显，具体表现在：1、传统流量计或热能表多采用机械叶轮式或旋翼式，由于叶轮转动的圈数与流量成正比，因此计算器通过采集叶轮转动的圈数便可计算流量。但叶轮的转动存在机械磨损，从而使传统机械式流量计或热能表具有结构复杂、压力损失大、使用寿命较短和测量精度低的缺点。2、超声波式热能表较机械式热能表有较大改善，但超声波热量表怕水中的杂质。因此在杂质多、水质差和水结垢现象严重的省份超声波热能表安装后却无法正常使用。因此计量精度高、无压力损失且不受水质好坏影响的电磁式热能表逐渐替代传统流量计或热能表。现有电磁式热能表是采用高精度、高可靠性的电磁流量计作为流量测量，采用高精度、高稳定性的温度传感器做温度测量，从而具有非常优异的测量性能。公告号为CN201637516U的专利公开了一种整体式电磁热能表，主要包括中央处理器，放大滤波模块、电磁流量传感器、相互配对的进口温度传感器和出口温度传感器。电磁流量传感器感应水的瞬时流速信号、进口温度传感器和出口传感器得到的温度信号，经放大滤波模块后传给中央处理器。中央处理器对这些信号进行处理采集到精确的流量和温度信号。但电磁热能表的电磁流量传感器在采集的流量信号中还包括电磁流量传感器自身产生的干扰信号、低频流动噪声和励磁电路的微分效应噪声。当管道内流量比较小的时候，流动噪声的干扰问题尤为突出，从而导致电磁式流量计对微小流量测试效果不佳，且微分效应导致的微分误差会导致由于流体流动产生的感应电动势出现漂移，引起系统零点的飘动，大大降低测量精度，因此现有电磁热能表在小流量时无法实现对流量测量的精确测量。

发明内容

本发明的发明目的为提供了一种在小流量时依然可以实现对流量进行精确测量的电磁式热能表。

根据本发明的实施例，提供了一种电磁式热能表，包括电磁流量传感器、温度传感器和转换器，所述转换器包括放大滤波电路和中央处理器，所述电磁流量传感器将采集到的流量信号转换为电压信号经所述放大滤波电路发送给所述中央处理器，所述温度传感器将被测管道中的温度信号发送给所述中央处理器，其特征在于，所述放大滤波电路中设置有反馈电路，所述反馈电路包括模数转换模块、数字信号处理模块、数模转换模块、信号变换单元和负反馈模块，其中，

所述模数转换模块的输入端与所述放大滤波电路连接，用于将所述放大滤波电路中的模拟信号转换为数字信号并分别发送给所述中央处理器和数字信号处理模块；

所述数字信号处理模块，用于对模数转换模块输出的数字信号进行处理以得到干扰信号和带低频噪声信号的真实流量信号，所述干扰信号和真实流量信号经数模转换模块转换为模拟信号后发送给所述信号变换单元；

所述信号变换单元用于将所述干扰信号和真实流量信号变换为具有正负极性的电压反馈信号并将所述电压反馈信号输入给所述负反馈模块；

所述负反馈模块将所述电压反馈信号输入给所述放大滤波电路，所述放大滤波电路利用所述电压反馈信号对输入的所述电压信号中的干扰信号和低频噪声信号进行抑制，以提高放大滤波电路的信噪比。

其中，所述数字信号处理模块包括积分计算单元、微分计算单元、FFT频谱分析单元、积分增益单元、微分增益单元、低频和励磁频率增益控制单元、量化输出单元，其中，

所述积分计算单元对由所述放大滤波电路输入的电压信号中的积分干扰信号进行计算，并将计算后的积分干扰信号输入到所述积分增益单元，所述积分增益单元用于调整所述积分干扰信号的反馈系数F4；

所述微分计算单元对由所述放大滤波电路输入的电压信号中的微分干扰信号进行计算，并将计算后的微分干扰信号输入到所述微分增益单元，所述微分增益单元用于调整所述微分干扰信号的反馈系数F3；

所述FFT频谱分析单元用于将电压信号中低频噪声信号和与励磁频率相同的真实流量信号的有效值进行计算，并将所述有效值输入到低频增益控制单元和励磁频率增益控制单元，所述低频增益控制单元和励磁频率增益控制单元用于调整所述低频噪声信号的反馈系数F2和与励磁频率相同的真实流量信号的的反馈系数F1；