[實(shí)用新型]渦街流量計(jì)的自適應(yīng)信號處理電路

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020186819.9
• 申請日: 2010-05-07
• 公開（公告）號: CN201680863U
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王亞勝
• 申請（專利權(quán)）人: 上海肯特儀表股份有限公司
• 主分類號: G01F1/32
• 分類號: G01F1/32
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 林煒

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及流量計(jì)的技術(shù)，特別是涉及一種渦街流量計(jì)的自適應(yīng)信號處理電路的技術(shù)。

背景技術(shù)

渦街流量計(jì)主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量，渦街流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中會因測量氣液介質(zhì)不同，現(xiàn)場安裝精度及配管精度、直管段長度不足而導(dǎo)致信號頻譜中普遍存在較強(qiáng)的低頻擾動，其它如流動噪音、共振干擾、管道機(jī)械振動等各類干擾信號覆蓋整個(gè)信號頻譜范圍。由于渦街流量信號具備信號頻譜寬、最程比范圍大以及渦街信號的強(qiáng)度正比于渦街信號頻率的平方的特點(diǎn)，因此信號幅度的差異高達(dá)10000倍。

如圖3所示，傳統(tǒng)的渦街信號處理電路都根據(jù)渦街信號固有的幅頻特性，流量傳感器采集的信號經(jīng)電荷放大器后，采用一階濾波放大、限幅放大的電路方式，將信號幅度放大到相同水平，以便后級電路進(jìn)行頻率檢測。這種傳統(tǒng)的渦街信號處理電路處理1∶100量程范圍的渦街信號時(shí)，會由于濾波頻率固定而導(dǎo)致低頻干擾信號被大幅度放大，使得真正的渦街信號被淹沒，從而導(dǎo)致后級頻率檢測電路產(chǎn)生“丟波”或“削波”現(xiàn)象，甚至將低頻干擾信號錯(cuò)誤地識別為流量信號，導(dǎo)致渦街信號的精度大幅下降，而且限幅電路本質(zhì)上的強(qiáng)烈非線性則會導(dǎo)致信號諧波的大量產(chǎn)生，并令各頻率分量互調(diào)，使得信號頻譜劣化、干擾甚至破壞真實(shí)渦街信號頻率的拾取，也會降低渦街信號的精度。因此，傳統(tǒng)的渦街信號處理電路僅可處理約1∶5量程范圍的渦街信號，從而限制了其應(yīng)用，不能直正實(shí)現(xiàn)全口徑精確測量。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種量程范圍大、抗干擾能力強(qiáng)、測量精度高，能實(shí)現(xiàn)全口徑精確測量的渦街流量計(jì)的自適應(yīng)信號處理電路。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所提供的一種渦街流量計(jì)的自適應(yīng)信號處理電路，包括渦街流量傳感器，其特征在于：還包括可變頻率增益濾波芯片、施密特觸發(fā)器、電平轉(zhuǎn)換三極管、第一整形芯片、第二整形芯片、鎖相環(huán)芯片和計(jì)數(shù)器；

所述可變頻率增益濾波芯片設(shè)有信號輸入端、信號輸出端和時(shí)鐘輸入端；

所述鎖相環(huán)芯片設(shè)有信號輸入端、信號輸出端和比相輸入端；

所述計(jì)數(shù)器設(shè)有信號輸入端和分頻信號輸出端；

所述渦街流量傳感器的輸出信號分成兩路，其中一路經(jīng)濾波反饋放大電路接入可變頻率增益濾波芯片的信號輸入端，另一路依次經(jīng)施密特觸發(fā)器、電平轉(zhuǎn)換三極管、第一整形芯片接入鎖相環(huán)芯片的信號輸入端；

所述鎖相環(huán)芯片的信號輸出端連接計(jì)數(shù)器的信號輸入端，并經(jīng)第二整形芯片連接可變頻率增益濾波器的時(shí)鐘輸入端，所述計(jì)數(shù)器的分頻信號輸出端接到鎖相環(huán)芯片的比相輸入端。

本實(shí)用新型提供的渦街流量計(jì)的自適應(yīng)信號處理電路，將渦街信號分成兩路，第一路作為可變頻率增益濾波芯片的輸入，第二路通過施密特觸發(fā)器、電平轉(zhuǎn)換三極管、第一整形芯片、鎖相環(huán)芯片和計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換為與第一路信號的頻率及信號強(qiáng)度相對應(yīng)的控制信號控制可變頻率增益濾波芯片的濾波中心頻率和增益，針對不同口徑不同介質(zhì)的全信號頻譜范圍的噪聲信號，可變頻率增益濾波芯片的濾波中心頻率能從1HZ至3KHz的范圍內(nèi)自適應(yīng)的調(diào)整，不會導(dǎo)致低頻干擾信號被大幅度放大，能避免后級頻率檢測電路產(chǎn)生“丟波”或“削波”現(xiàn)象，電路輸出信號頻譜與原始信號相比不會產(chǎn)生明顯變化，而且針對不同強(qiáng)度的信號，可變頻率增益濾波芯片能自適應(yīng)調(diào)整輸出電平，能避免信噪比的下降，確保信號穩(wěn)定；因此，本實(shí)用新型具有量程范圍大、抗干擾能力強(qiáng)、測量精度高的特點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)全口徑精確測量。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的渦街流量計(jì)的自適應(yīng)信號處理電路的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的渦街流量計(jì)的自適應(yīng)信號處理電路的電路圖；

圖3是現(xiàn)有的渦街信號處理電路的電路圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖說明對本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限制本實(shí)用新型，凡是采用本實(shí)用新型的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

如圖1-圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的一種渦街流量計(jì)的自適應(yīng)信號處理電路，包括渦街流量傳感器F、可變頻率增益濾波芯片U3_F、施密特觸發(fā)器U4_FA、電平轉(zhuǎn)換三極管Q1_F、第一整形芯片U5_FA、第二整形芯片U5_FF、鎖相環(huán)芯片U1_F和計(jì)數(shù)器U2_F；

所述可變頻率增益濾波芯片U3_F設(shè)有信號輸入端(管腳2、3、4)、信號輸出端(管腳13、14、15)、時(shí)鐘輸入端(管腳9)和控制電壓輸入端(管腳11)；