[发明专利]科里奥利物料流量传感装置的求值电路

说明书

本发明涉及一种带有电动式传感器的科里奥利(Coriolis)物料流量传感装置求值电路。    

在《自动化技术实践》杂志1988年第224至230页中公开了一种按照科里奥利(复合加速度)原理工作的求值电路，它应用于本申请人生产的物料流量传感装置上。该传感装置包括一个以某个振荡频率振动的第一测量管和以一个相同的振荡频率振动的第二测量管，待测量的流体流经测量管，在测量管上沿流体的流动方向交错安装着一个第一光电传感器和一个第二光电传感器，所述的求值电路包括：

—每个光电传感器的一个发光二极管和一个光敏二极管，

—一个接受两个传感器输出电流的微分级，

—一个位于微分级后面的放大器，

—一个调整级，

——其输入端与放大器的输出相连，

——其输出端经一个开关与第二传感器的光敏二极管相连，以及

——将第二传感器的输出电流振幅调节到与第一传感器的输出电流振幅相等，

—一个程序控制器，在开关接通期间使其保持在“开”的状态，但测量期间除外，

—一个振幅测量级，其输入端与微份级的输出端相连，

—一个处理器，其输出信号与物料的流量成正比。

在《测量与控制》杂志1988年9月号第195至197页中也公开了一种按照科里奥利(复合加速度)原理工作的物料流量传感装置求值电路，该传感装置包括一个以某个振荡频率振动的第一测量管和以一个以相同的振荡频率振动的第二测量管，待测量的流体流经测量管，至少在一个测量管上沿流体的流动方向安装着一个第一电动传感器和一个第二电动传感器，所述的求值电路包括：

—一个第一放大器以固定设定的放大率放大第一传感器的信号，

—一个第二放大器以可变的放大率放大第二传感器的信号，

—一个接受两个放大器输出信号的微分放大器，

—一个设置在微分放大器后面的有源滤波器，用于消除因流体密度波动、振荡频率本身变化和测量管共振而产生的测量误差，

—一个接受两个放大器输出信号的加法放大器，

—一个位于有源滤波器输出端的锁定在振荡频率上的第一锁定放大器，

—一个位于加法放大器输出端的锁定在振荡频率上的第二锁定放大器，

—位于第一和第二锁定放大器输出端的第一和第二电压—频率转换器，以及

—位于第一和第二电压—频率转换器输出端的第一和第二计数器，—一个除法器，并且

——其被除数输入端与第一计数器的输出端相连，

——其除数输入端与第二计数器的输出端相连，

——其输出信号与物料的流量成正比。

本发明的任务是，提供一种改进的具有电动传感器的科里奥利物料流量传感装置的求值电路，其测量精度最少为量程端值的0.005％(例如在流体流速为10m/s的条件下)而且测量精度至少为测量值的0.15％。以上参数意味着在流体流速为0.5mm/s的条件下也必须能够进行测量。同时两个电动传感器信号之间的被测量的相位角位移在大约4·10^-5°和0.5°之间，振荡频率数值在大约500Hz和大约1KHz之间。所以相位测量的分辨率必须达到大约2·10^-10秒。

本发明提供一种按照科里奥利(复合加速度)原理工作的物料流量传感装置求值电路，该传感装置包括一个以某个振荡频率振动的第一测量管和以一个相同的振荡频率振动的第二测量管，待测量的流体流经测量管，至少在一个测量管上沿流体的流动方向交错安装着一个第一电动传感器和一个第二电动传感器，所述的求值电路包括：

—一个用于放大第一传感器的信号的第一前置放大器，

—一个用于放大第二传感器的信号的第二前置放大器，

—一个以固定设定的放大率放大第一前置放大器输出信号的第一放大器，

—一个可以变放大率放大第二前置放大器输出信号的第二放大器，

—一个接受两个放大器输出信号的微分级，

—一个第一转换开关，

——其第一输入端与微分级的输出端相连，

——其第二输入端与第一放大器的输出端相连，

—一个具有可调截止频率的低通滤波器，

——其传输系数的衰减始于测量管的振荡频率，以及

——其输入端与第一转换开关的输出端相连，

—一个接受两个前置放大器输出信号的加法/积分级，  

—一个锁相环路，

——其输入端与加法/积分级的输出端相连，