專利名稱：低電導率電磁流量計的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種電磁流量計，特別是涉及一種測量低電導率液體的智能電磁流量計。
背景技術：
電磁流量計在水、污水、泥漿、礦漿、酸、堿、鹽液體及食品漿液測量方面有著廣泛的應用，對エ業生產エ藝有著至關重要的影響。電磁流量計(EMF)的基本原理是法拉第電磁感應定律，即導體在磁場中切割磁力線運動時在其兩端產生感應電動勢。測量管上下裝有激磁線圈，通激磁電流后產生磁場穿過測量管，電極裝在測量管內壁與液體相接觸，引出感應電勢，送到轉換器。基于以上的測量原理，電磁流量計為了避免電極的極化現象一般都采用正負極性的勵磁技木，然而在測量低電導率流體流量吋，儀表的輸出出現搖擺，輸出不穩定，導致無法使用。產生這種現象的原因是當測量低電導率流體吋，電極的電化學電勢定期變化，產生幅值與激勵頻率成反比的噪聲信號，既流動噪聲。同時，在測量低電導率液體吋，由于液體的自身阻抗非常大，而流量信號很小，因此非常容易被エ業現場的エ頻信號干擾，而進一歩導致流量信號的測量的誤差非常大。
實用新型內容本新型實用的目的在于提供了可以ー種測量低電導率液體的高精度電磁流量計，解決由于測量液體電導率過低時，傳統電磁流量計無法正常使用的弊端，從而擴大的電磁流量計的應用領域。本實用新型所采用的技術方案如下低電導率電磁流量計，包含微處理器(I)、傳感器(2)、輸入放大器(3)、比較器
(4)、程控開關式存儲器(5)、帶通濾波器(7)、受控精密解調器(8)，積分控制器(9)、低通濾波放大器(10)、時鐘電路(11)、程控放大器(12)、電壓調制器(13)、數控精密勵磁電流源
(14)、模擬電壓信號轉數字信號ADC(15)、液晶(16)、輸出接ロ(17)、4-20mA輸出(18)、485通信(19)、頻率/脈沖輸出(20)組成。具有帶積分控制器的閉環控制電路其由輸入放大器
(3)、比較器(4)、程控開關式存儲器(5)、帶通濾波器(7)、受控精密解調器(8)，積分控制器
(9)、低通濾波放大器(10)、時鐘電路(11)、程控放大器(12)、電壓調制器(13)組成。微處理器(I)與程控放大器(12)相連，時鐘電路(11)與程控開關式存儲器(5)和受控精密解調器⑶相連，比較器⑷與電壓調制器(13)和程控開關式存儲器(5)相連接。由數控精密勵磁電流源(14)產生勵磁電流提供給傳感器，然后將傳感器產生的正比與流量的電壓信號由輸入放大器(3)進行放大，由時鐘電路(11)和微處理器(I)控制，使其在勵磁電流已經穩定吋，將其減去由電壓解調器(13)產生的電壓信號，此反饋的電壓信號為最終經由微處理器(I)運算得到的精確正比于噪聲信號的電壓。因此會抑制由流體噪聲的電壓信號和相對于勵磁電流周期變化的干擾信號，同時也可以將傳感器或者連接電纜耦合產生的市電干擾電壓也同樣被抑制。為了去除真實流量信號中疊加的噪聲和干擾信號，本新型實用采用了模擬反饋和數字信號處理兩種方式相結合的辦法了進 行在模擬噪聲消除電路由輸入放大器(3)、比較器(4)、程控開關式存儲器(5)、帶通濾波器(7)、受控精密解調器(8)，積分控制器(9)、低通濾波放大器(10)、時鐘電路(11)、程控放大器(12)、電壓調制器(13)組成ー個帶有積分控制器的閉環控制電路。控制電路的輸入電壓是被輸入放大器⑶放大了的流量信號，在比較級中，反饋電壓與信號電壓進行比較，如果流量不變，其穩定狀態是，比較器的輸出不變，如果流量變化了，則在放大了的電壓信號和反饋的電壓之間產生差值，反饋到程控開關式存儲器(5)。然后在程控開關式存儲器(5)中將精確的減除疊加在流量信號上的噪聲和干擾信號。并且由帶通濾波器(7)進行濾波，進ー步的減小噪聲和干擾信號。經過濾波后的流量信號，在經過再經過低通濾波放大器(10)的濾波和信號處理后，將信號放大到模擬電壓信號轉數字信號ADC(15)所能夠采樣的范圍內，微處理器通過采樣就可以得到真實的流量信號的大小。同時在微處理器內部，采用了帶寬僅為IHz的帶通FIR數字濾波器，對流量信號進ー步的處理，將噪聲和干擾信號進ー步分離。微處理器(I)根據內部帶通FIR數字濾波器處理前后的數據進行相減，得到一個與噪聲和干擾成正比的數值，微處理器根據這個數值的大小控制程控放大器(12)的放大，將由數字信號處理得到的噪聲和干擾信號反饋到了模擬信號處理反饋回路中，使得可以將在低電導率測量時，液體產生的噪聲和干擾信號極大的得到抑制，從而實現了對低電導率液體的高精度測量。同時，本新型實用采用還具有一般電磁流量計的各種輸出接ロ 4-20mA輸出(18)、485通信(19)、頻率/脈沖輸出(20)，微處理器最終將得到的流量信號通過液晶屏和輸出接ロ提供給用戶使用。本實用新型的有益效果本實用新型采用可以對低電導率的液體流量進行精確測量，克服了目前流量計在低電導率測量應用領域的不足，擴大了電磁流量計在エ業生產中的應用范圍。同時，在提高傳感器的信噪比的同時，也進ー步減小了儀表現成應用時，環境現成的エ頻對流量信號的影響，提高了計量精度。
附圖I為本實用新型低電導率電磁流量計的電路功能結構圖。
具體實施方式
下面通過具體的實施例，并結合附圖1，對本實用新型的技術方案進ー步的具體說明。實施例低電導率電磁流量計(參見附圖I)，包含微處理器(I)、傳感器(2)、輸入放大器(3)、比較器(4)、程控開關式存儲器(5)、帶通濾波器(7)、受控精密解調器(8)，積分控制器(9)、低通濾波放大器(10)、時鐘電路(11)、程控放大器(12)、電壓調制器(13)、數控精密勵磁電流源(14)、模擬電壓信號轉數字信號ADC(15)、液晶(16)、輸出接ロ(17)、4-20mA輸出(18)、485通信(19)、頻率/脈沖輸出(20)組成。微處理器⑴與程控放大器(12)相連，時鐘電路(11)與程控開關式存儲器(5)和受控精密解調器⑶相連，比較器(4)與電壓調制器(13)和程控開關式存儲器(5)相連接。在附圖I中，由數控精密勵磁電流源(14)產生恒流勵磁電流提供給傳感器，然后將傳感器產生的正比與流量的電壓信號由輸入放大器(3)進行放大，將此信號在比較器
(4)中與電路反饋的噪聲和干擾信號進行相減，然后在通過帶通濾波器(7)、受控精密解調器(8)，積分控制器(9)的對流量信號進行濾波、調制。在經過低通濾波放大器(10)的濾波和信號處理后，將信號放大到模擬電壓信號轉 數字信號ADC(15)所能夠采樣的范圍內，由微處理器進行流量信號的采樣。微處理器對其采樣得到的數據進行數字濾波器，微處理器控制程控放大器(12)的放大，將由數字信號處理得到的噪聲和干擾信號反饋到了模擬信號處理反饋回路中，使液體產生的噪聲和干擾信號極大的得到抑制，從而實現了對低電導率液體的高精度測量。
權利要求1.低電導率電磁流量計，包含微處理器(I)、傳感器(2)、輸入放大器(3)、比較器(4)、程控開關式存儲器(5)、帶通濾波器(7)、受控精密解調器(8)，積分控制器(8)，后級放大器(9)、低通濾波放大器(10)、時鐘電路(11)、程控放大器(12)、電壓調制器(13)、數控精密勵磁電流源(14)、模擬電壓信號轉數字信號ADC(15)、液晶(16)、輸出接ロ(17)、4-20mA輸出(18)、485通信(19)、頻率/脈沖輸出(20)組成。
2.根據權利要求I所述的低電導率電磁流量計，其特征是具有帶積分控制器的閉環控制電路其由輸入放大器(3)、比較器(4)、程控開關式存儲器(5)、帶通濾波器(7)、受控精密解調器(8)，積分控制器(9)、低通濾波放大器(10)、時鐘電路(11)、程控放大器(12)、電壓調制器(13)組成。
3.根據權利要求I所述的低電導率電磁流量計，其特征是微處理器(I)與程控放大器(12)相連，時鐘電路(11)與程控開關式存儲器(5)和受控精密解調器⑶相連，比較器(4)與電壓調制器(13)和程控開關式存儲器(5)相連接。
專利摘要低電導率電磁流量計是一種測量低電導率液體的新型電磁流量計。本實用新型采用帶有積分控制器的閉環消除噪聲和干擾信號的控制電路，和高性能微處理器對流量信號進行了數字信號處理，并且將其處理得到的噪聲和干擾信號通過模擬反饋環路的程控放大器將數字濾波的信號疊加到反饋信號中。采用數字和模擬的雙重噪聲信號反饋，進一步提高了電磁流量計的信噪比，使其可以高精度的測量低電導率的液體，擴大了電磁流量計的在工業生產中的應用范圍。
文檔編號G01F1/58GK202648715SQ20122000607
公開日2013年1月2日 申請日期2012年1月9日 優先權日2012年1月9日
發明者駱建, 王俊 申請人:蘇州四象電子科技有限公司