[發(fā)明專利]一種液壓傳輸管道氣泡監(jiān)控裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210414151.2
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN102928880A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡源淵;李建冬;賈正偉;吳慶勛;李昕奇
• 申請（專利權(quán)）人: 北京機械設(shè)備研究所
• 主分類號: G01V3/00
• 分類號: G01V3/00
• 代理公司: 中國航天科工集團公司專利中心 11024
• 代理人: 岳潔菱

1.一種液壓傳輸管道氣泡監(jiān)控裝置，包括：絕緣管道（1）、金屬電極（2）、信號處理電路（3）和數(shù)據(jù)采集處理模塊（4），其特征在于還包括：圖像重建計算機（5），其中，信號處理電路（3），包括：正弦激勵器（6）、傳輸接口（8）、第一開關(guān)（7）、運算放大器（9）、實部方向乘法器（10）、虛部方向乘法器（12）、實部方向低通濾波器（11）、虛部方向低通濾波器（13）、第二開關(guān)（14）、控制總線（16）和數(shù)據(jù)總線（15）；數(shù)據(jù)采集處理模塊（4），包括：USB通訊器（21）、數(shù)字信號處理器（18）、復(fù)雜可編程邏輯器件（19）、通用陣列邏輯器（20）和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（17）；

金屬電極（2）與信號處理電路（3）的數(shù)量均為N個，每個金屬電極（2）沿軸向等間距地安裝在絕緣管道（1）外壁上并與各自對應(yīng)的信號處理電路（3）固定連接；每一個信號處理電路（3）控制端與數(shù)據(jù)采集處理模塊（4）控制端通過排線連接，數(shù)據(jù)采集處理模塊（4）控制端以及輸出端均與圖像重建計算機（5）通過USB接口連接；?

正弦激勵器（6）輸出端與第一開關(guān)（7）的第一端口電線連接，第一開關(guān)（7）的第二端口與傳輸接口（8）電線連接，第一開關(guān)（7）的第三端口與運算放大器（9）的反向輸入端電線連接，運算放大器（9）的輸出端分別與實部方向乘法器（10）第一輸入端、虛部方向乘法器（12）的第一輸入端電線連接，實部方向乘法器（10）的輸出端與實部方向低通濾波器（11）的輸入端電線連接，虛部方向乘法器（12）的輸出端與虛部方向低通濾波器（13）的輸入端電線連接，實部方向低通濾波器（11）的輸出端與第二開關(guān)（14）的第一端口電線連接，第二開關(guān)（14）的第二端口與虛部方向低通濾波器（13）的輸出端電線連接，第二開關(guān)（14）的第三端口與數(shù)據(jù)總線（15）電線連接，第一開關(guān)（7）的控制端口和第二開關(guān)（14）的控制端口分別與控制總線（16）電線連接；

數(shù)字信號處理器（18）控制端分別與復(fù)雜可編程邏輯器件（19）的輸入端、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（17）的輸出端與控制端、USB通訊器（21）電線連接，復(fù)雜可編程邏輯器件（19）的輸出端分別與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（17）的控制端以及通用陣列邏輯器（20）的輸入端電線連接，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（17）的輸入端與數(shù)據(jù)總線（15）電線連接；

控制總線（16）上的控制信號控制第一開關(guān)（7）和第二開關(guān)（14）的開關(guān)狀態(tài)；開始工作時，正弦激勵器（6）產(chǎn)生兩路同頻率的激勵信號；

當(dāng)正弦激勵器（6）產(chǎn)生激勵信號后，數(shù)據(jù)采集處理模塊（4）控制第一個信號處理電路（3）讓其進入激勵模式，正弦激勵器（6）產(chǎn)生的實部方向激勵信號通過該信號處理電路（3）的第一開關(guān)（7）流入傳輸接口（8）到達(dá)金屬電極（2）上，并利用絕緣管道（1）外壁上安裝的金屬電極（2）與絕緣管道（1）內(nèi)流體形成的耦合電容，將該信號耦合到絕緣管道（1）內(nèi)，實現(xiàn)激勵功能；

數(shù)據(jù)采集處理模塊（4）分別控制第二個信號處理電路（3）至第N個信號處理電路（3）讓其進入檢測模式，正弦激勵器（6）產(chǎn)生的激勵信號通過第一開關(guān)（7）從傳輸接口（8）流入運算放大器（9）的輸入端，再并行到達(dá)實部方向乘法器（10）與虛部方向乘法器（12）；在實部方向乘法器（10）中，該激勵信號作為實部方向乘法器（10）的一個輸入，同時正弦激勵器（6）產(chǎn)生的實部方向電壓V1作為實部方向乘法器（10）的另一個輸入，這兩路輸入在實部方向乘法器（10）中相乘得到一路輸出；在虛部方向乘法器（12）中，該激勵信號作為虛部方向乘法器（12）的一個輸入，同時正弦激勵器（6）產(chǎn)生的虛部方向電壓V2作為虛部方向乘法器（12）的另一個輸入，這兩路輸入在虛部方向乘法器（12）中相乘得到另一路輸出；上述兩路輸出分別經(jīng)過實部方向低通濾波器（11）與虛部方向低通濾波器（13），到達(dá)實部方向低通濾波器（11）和虛部方向低通濾波器（13）的輸出端，進而得到兩路直流電壓；然后通過控制總線接通第二開關(guān)（14）的第一端口和第三端口，斷開第二端口，使實部方向低通濾波器（11）的輸出信號經(jīng)第二開關(guān)（14）流入數(shù)據(jù)總線（15）；再接通第二開關(guān)（14）的第二端口和第三端口，斷開第一端口，使虛部方向低通濾波器（13）的輸出信號經(jīng)第二開關(guān)（14）流入數(shù)據(jù)總線（15）；

圖像重建計算機（5）實現(xiàn)圖像重建，第一個信號處理電路（3）進入激勵模式，其他所有的信號處理電路（3）均進入檢測模式并完成信號檢測后，數(shù)據(jù)采集處理模塊（4）控制第二個信號處理電路（3）進入激勵模式，并控制第三個信號處理電路（3）至第N個信號處理電路（3）進入檢測模式并完成信號檢測，接著數(shù)據(jù)采集處理模塊（4）控制第三個信號處理電路（3）進入激勵模式，并控制第四個信號處理電路（3）至第N個信號處理電路（3）進入檢測模式并完成信號檢測，并按此種規(guī)律依次往下進行，直到第N-1個信號處理電路（3）進入激勵模式，第N個信號處理電路（3）進入檢測模式并完成對信號的檢測后，整個測量過程結(jié)束；所有進入檢測模式的信號處理電路（3）產(chǎn)生的直流電壓信號通過數(shù)據(jù)總線（15）傳遞到數(shù)據(jù)采集處理模塊（4），并經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換以及濾波處理后發(fā)送給圖像重建計算機（5）來計算得到被測流體的電容值，從而利用各電極對之間的電容值重建絕緣管道截面上氣泡分布的圖像。