[发明专利]一种煤矿用涡街流量计

说明书

技术领域

本发明涉及液体计量技术领域，具体为一种煤矿用涡街流量计。

背景技术

涡街流量计应用于液体流量的检测，国内外大量使用于石油、化工、食品、医药、冶炼等行业。传统的涡街流量计由流量管、三角柱、传感器、信号处理系统和显示器等组成，依据卡门涡街原理，在流量管里有流体流过时，由于三角柱的存在，会产生阻力，使流体分流，这样在传感器的前方会产生涡流，传感器就因涡流产生感应信号，并将它们的数量传送给信号处理系统，经分析和计算，在显示器中以数字的形式进行显于出来；这种结构形式的流量计主要存在的问题是:1、轴向有跳动影响:因为许多流量计在使用时，大多和泵体连结，由于泵的振动很大，会产生上下左右振动，导致流量计的流量管跟着振动，所以也就影响了涡流了的正常产生，影响了计量结果；2、小流量不是很精确:由于小流量时产生的涡流很小，传感器产生的感应信号数值不一致，导致小流量计量不是很精确；3、其信号采集系统是由三角柱和传感器组成，生产成本高。

涡街流量信号具备以下特点:1、信号频谱宽，典型的信号频谱从0.3HZ直到3500HZ.跨越13个倍频程以上；2，量程比范围大，达100:l。涡街信号的强度正比于涡街信号频率的平方，由此信号幅度的差异高达10000倍。涡街流量计在实际应用中，因现场安装精度及配管精度、直管段长度不足导致信号频谱中普遍存在较强的低频(相对于涡街信号)扰动，其它如流动噪音、共振干扰、管道机械振动等各类干扰信号覆盖整个信号频谱范围。常规的涡街信号处理电路，参考图1，根据涡街信号固有的幅频特性，流量传感器采集的信号经电荷放大器后，采用频率均衡器放大、限幅箝位放大的电路方式，将信号幅度放大到相同水平，以便后级电路进行频率检测，再完成频率与电流的转换，这种传统的信号处理方式仅可处理约10:1里程范围的祸街信号，对于实际可达100:1的涡街信号，将因频率均衡导致低频干扰信号被大幅度放大，相反淹没真正的涡街信号，令后级频率检测电路产生“漏波”现象，甚至将低频干扰信号错误地识别为流量信号，精度大幅度下降，而限幅电路本质上的强烈非线性则导致信号谐波的大量产生，并令各频率分盘互调，使得信号频谱劣化，干扰甚至破坏真实涡街信号频率的拾取，降低涡街流量传感器精度。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种煤矿用涡街流量计，以解决上述背景技术中的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种煤矿用涡街流量计，包括：流量管，所述流量管内设置三角柱，在所述三角柱的背部设置探针，在与探针对应位置处的流量管的外部设置永久磁铁，以所述探针和永久磁铁构成信号传感器；所述探针为针状导电体，垂直悬置于流量管的中央，探针的尾部置于流量管的外部，并连接有接线柱，探测信号在接线柱上引出，探针的接线柱连接于信号处理系统。

优选地，所述信号处理系统包括由单片机M430F147、数字电路OP281，OP193、信号放大电路和LCD液晶显示，信号放大电路连接在探针与单片机M430F147之间。

优选地，所述信号放大电路为电荷放大器模块的输出经藕合电容C1、电阻RI接至运放UlA的2脚，UlA的2脚与输出Z脚连接反馈电容C2和串接的反馈电阻R3，R4，运放U1A的3脚连接平衡电阻R2后接地，运放UlA的输出除提供给后序电路外，还接入在分压电阻R7上，分压电阻R7的另一端与分压电阻R8一同接入三极管Q1的基极，分压电阻R8另一端接地，三极管Q1的发射极接地，集电极分别与电阻R6、电容C4的正极、场效应管Q2的栅极相连，电阻R6的另一端连接电源正极，电容C4的负极连接电源中点，场效应管Q2漏极与电阻RS、电容C3的正极相连，场效应管Q2的源极与电阻RS相连后接电源正极，电容C3的负极与电荷放大器模块中的反馈电阻R3，R4分别相连。

当流量管里有流体流过时，由于三角柱的存在，产生阻力，使流体分流，因而在探针前会产生涡流；同时在这一位置上由于永久磁铁的存在，会产生一个强磁场，涡流的运动会产生感生电动势，探针就会因此产生感生电动势并作为检测信号输出，再由后续的信号处理系统分析计算，在显示器中以数字的形式显于出来。

与已公开技术相比，本发明存在以下优点：本发明能够使免疫2g10～110Hz全向振动干扰，而且具有60：1的量程比，同时可以实现低至0.8～1.12的阻力系数仅为国标50％的压力损失，另外，本发明无信号传导孔/隙卫生安全，可以使用不同的移动端进行精确控制使用方便，同时，本发明结构合理，能够安全防爆。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。