[實用新型]智能電磁流量計

無效

• 申請號: 02208234.4
• 申請日: 2002-03-15
• 公開（公告）號: CN2529206Y
• 公開（公告）日: 2003-01-01
• 發明（設計）人: 孫向東;陳助青
• 申請（專利權）人: 義烏市儀表有限公司
• 主分類號: G01F1/58
• 分類號: G01F1/58
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所
• 代理人: 吳秉中

????????????????????????技術領域

本實用新型屬于電磁流量計。

????????????????????????背景技術

流量測量種類的繁多，因原理不同而異。電磁流量計的文獻也比較多，上世紀末的90年代以后組合進了新的技術，形成了集傳感器技術、微機測量控制和數字通信傳輸為一體的新特點。中國專利ZL98225207公開了一種智能電磁流量計，與通常的一樣，它包括有傳感器，勵磁電路，微機控制電路和輸出電路；另外的文獻中也有關于利用現場總線和HART協議實現通訊傳輸，以及利用低頻矩形波勵磁方式運行原理的應用。但現有的包括智能式電磁流量計存在著因電網電源干擾至使測量精度難以提高和點對點數據傳輸協議方式帶來的通訊速率不高的兩個問題仍然存在。

????????????????????????發明內容

本實用新型旨在提出一種可更好解決上述問題的電磁流量計技術方案。????本實用新型的智能電磁流量計，包括有傳感器，勵磁電路，微機控制電路和輸出電路，其特征在于所說單片機控制電路中，單片機芯片設有現場總線輸出接口，輸出總線的一個接端CAN-L與其輸出端CRX0和P1口P1.6/CTX0相連接，另一個接端CAN-H與其輸出端CRX1和P1口P1.7/CTX1相連接；其單片機U8控制端P0口P0.0/AD0接到勵磁電路裝置的光電耦合器U12、U9的輸入端，P0口P0.1/AD1接到勵磁電路裝置的光電耦合器U10、U11的輸入端，勵磁電路裝置的輸出端K1、K2接往勵磁線圈。

本實用新型采用了數字脈沖電流勵磁，其脈沖頻率可以遠離電網的交變頻率，從而有效地減少了干擾，使傳感信號更加穩定，提高了測量精度。利用了CAN現場總線，和相應的傳輸協議工作，使用性能改善，可支持分布式實時控制的串行通信網絡，其通訊速率高，最高可達1Mbps，在5Kbps速率下，最大總線長度可達10Km。其通訊速率和傳輸距離明顯高于Hart總線和RS485總線。

?????????????????????????附圖說明

圖1是智能電磁流量計的電路結構框圖。

圖2是智能電磁流量計的電路原理圖。

其中：I、輸入電路II、濾波放大電路III、采樣保持和差動放大電路

IV、A/D模數轉換接口電路V、光電耦合電路VI、嵌入式單片機

VII、同步電子開關電路VIII、數字勵磁電路IX、CAN現場總線輸出電路

???????????????????????具體實施方式

以下結合上述圖示的實施例作進一步的說明。

本電磁流量計根據法拉弟電磁感應原理工作的。導電液體沿測量管道流動時，通過切割磁力線而產生感應電動勢，感應電動勢的大小與其流速成正比，由管壁截面上下設置的電極測得感應電勢便可以求得流量。即導電流體流經電極時，在勵磁電流的作用下，從電極SIG1、SIG2得到電動勢成為傳感器的輸出信號。其關系式為：

Q＝π/4(D²v)＝πDe/4B

其中：Q為流量，D為管路內徑，B為磁通密度，v為平均流速，

??????e為電動勢。

智能電磁流量計主要由包括傳感器的測量段機械部分和檢測電路裝置部分組成，其結構和工作框圖如圖1所示。其測量管1為非磁性體的金屬管，設有線圈、鐵芯和電極。兩個電極2在勵磁線圈3的數字脈沖勵磁電流作用下產生感應電壓信號，進入前置信號放大器4進行信號前置放大，而后經低通濾波器5作濾波放大，提高信噪比和信號量，再通過電容器耦合，消除直流分量和零點漂移，在同步電子開關11的控制下輸入到采樣電路6采樣保持，再由A/D轉換器7作模/數轉換，轉換后的數字信號經光電耦合器8隔離后送到MCU單片機9作流量運算處理，單片機輸出控制信號一路連通同步開關11，另一路連通數字勵磁電路裝置10，控制脈沖勵磁電流的輸出，再一路輸出到12顯示。通訊輸出信號則由CAN現場總線13連接輸出，通往遠端控制中心。