[发明专利]电磁流量计探头及应用该探头的电磁流量计

权利要求书

1.一种电磁流量计探头，使用时设置于管道的外壁，其特征在于，包括：

电极阵列，包括N个电极，所述N个电极在测量时环绕所述管道的外壁等间距分布，其中N为偶数；

励磁系统，包括至少两组励磁线圈，用于提供任意方向的磁场，所述励磁线圈在测量时环绕所述管道的外壁分布，并且设置于所述电极阵列远离所述管道外壁的一侧；以及

壳体，所述电极阵列、所述励磁系统设置于该壳体围成的腔体的内部。

2.如权利要求1所述的电磁流量计探头，其特征在于，所述励磁系统由相互垂直的第一励磁线圈与第二励磁线圈组成。

3.如权利要求1所述的电磁流量计探头，其特征在于，所述探头进一步包括一绝缘衬里，该绝缘衬里设置于所述电极阵列与所述管道外壁之间，用于将所述电极阵列与所述管道内被测流体隔离。

4.如权利要求1所述的电磁流量计探头，其特征在于，所述探头进一步包括一屏蔽层，该屏蔽层设置于所述励磁系统远离所述管道外壁的一侧。

5.一种电磁流量计，其特征在于，包括测量系统以及如权利要求1-4任一权利要求所述的探头，所述测量系统与所述探头之间存在通信通路，所述测量系统包括：微控制器、励磁/激励电路以及测量电路；

所述微控制器通过模式控制信号控制所述励磁/激励电路、所述测量电路处于第一工作模式或第二工作模式，以及通过电极选通信号控制所述电极阵列中电极、电极对的选通；

所述励磁/激励电路分别与所述励磁系统、所述电极阵列中的电极电连接，当处于第一工作模式时向所述励磁系统提供励磁电流，以及当处于第二工作模式时向所述电极阵列中被选通的电极k施加激励电压；

所述测量电路与所述电极阵列中的电极电连接，当处于第一工作模式时测量垂直于磁场方向的电极对之间的感应电动势，以及当处于第二工作模式时测量所述被选通电极k与其他电极之间的电容值。

6.如权利要求5所述的电磁流量计，其特征在于，所述测量电路包括第一数据处理模块与第二数据处理模块；

所述第一数据处理模块用于对所述感应电动势进行前置放大、仪表放大、滤波、整流、模数转换；

所述第二数据处理模块用于对所述电容值进行C/V转换、放大、解调、滤波、模数转换。

7.如权利要求5所述的电磁流量计，其特征在于，所述微控制器用于控制所述励磁系统依次产生方向为a1、a2、…、a(N/2)的磁场；所述微控制器还用于控制所述测量电路依次测得磁场方向分别为a1、a2、…、a(N/2)时，垂直于磁场方向的各电极对之间的感应电动势。

8.如权利要求5所述的电磁流量计，其特征在于，所述微控制器用于控制所述激励电路依次给所述电极阵列中的电极施加激励电压，所述微控制器还用于控制所述测量电路测量所述电极阵列中被施加激励电压的电极与所述电极阵列中的其他电极之间的电容值。

9.如权利要求5所述的电磁流量计，其特征在于，所述电磁流量计进一步包括微处理器，所述微处理器对所述微控制器采集的感应电动势数据进行速度分布的反演，获得速度常数分布，以及对所述微控制器采集的电容值数据进行速度分布的反演，获得浓度常数分布。

10.如权利要求9所述的电磁流量计，其特征在于，所述微处理器还用于在所述管道的横截面上对所述速度常数分布、所述浓度常数分布的乘积进行积分，以获得液相介质的流量。