[發明專利]一種電容式電磁流量信號轉換器

有效

• 申請號: 201410322764.2
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN104061969B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 趙輝;詹惠琴;楊紅宇;古軍;李云霞
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01F1/58
• 分類號: G01F1/58;G01N15/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 溫利平

1.一種電容式電磁流量信號轉換器，包括：

一工作磁場發生模塊，用于產生工作磁場；

一流量檢測傳感器，用于將流體切割磁場中磁力線產生的與流量相關的感應信號檢出；

一信號檢測調理模塊，將流量檢測傳感器捕獲的微弱的感應信號進行調理，最后輸出與流量相關的電信號；

其特征在于，所述工作磁場發生模塊由勵磁信號發生電路和勵磁裝置組成；

勵磁信號發生電路產生頻率為150Hz的正弦波勵磁信號，勵磁信號輸送給勵磁裝置，使其產生磁場強度隨正弦波信號變化的均勻工作磁場；

勵磁裝置由兩組亥姆霍茲勵磁線圈和兩組E型磁軛組成；每組E型磁軛用多片E型的硅鋼片堆疊而成，然后在每組E型磁軛中間支出部分都繞制一組線圈；兩組E型磁軛的開口處面對面結合在一起，組成封閉回路的勵磁裝置；

兩組亥姆霍茲勵磁線圈串聯相接，然后接勵磁信號發生電路輸出，使150Hz的正弦波勵磁信號輸入到串聯的兩組亥姆霍茲勵磁線圈中；兩組亥姆霍茲勵磁線圈同軸排列，形狀、尺寸和匝數完全相同；勵磁信號輸入給串聯的亥姆霍茲勵磁線圈后，在勵磁裝置的中間可產生磁場強度隨勵磁正弦信號變化而又均勻的工作磁場；

所述的流量檢測傳感器包括一段測量管道以及兩個金屬電極；測量管道的管壁為絕緣襯里，測量管道置于勵磁裝置中間位置，兩組E型磁軛中間支出部分緊貼在測量管道外側；兩個金屬電極對稱地分別安裝在測量管道外側，其連線與兩組E型磁軛中間支出部分的連線垂直相交于測量管道的圓心；

所述的信號檢測調理模塊，將測量管道上兩金屬電極獲取的感應信號分別進行信號I-V(電流-電壓)轉換、帶通濾波、放大，然后分別送入差分放大器的兩個輸入端，進行差分放大，并從兩路感應信號中提取出與流量信號相關的電信號。

2.權利要求1所述的信號轉換器，其特征在于，所述E型磁軛中間支出的硅鋼片與測量管道外側緊貼的接觸面為弧形。

3.權利要求1所述的信號轉換器，其特征在于，所述金屬電極為弧形的銅片感應電極，并對稱地分別緊貼安裝在測量管道外側，在金屬電極四周設置了金屬屏蔽罩，用于防止外部的噪聲干擾。

4.權利要求1所述的信號轉換器，其特征在于，所述I-V(電流-電壓)轉換的具體電路為：金屬電極直接輸入到運算放大器OP1的反相輸入端，將運算放大器OP1的同相輸入端通過電阻R1接地，反饋電阻R2接到運算放大器OP1的反相輸入端與輸出端，這樣運算放大器OP1就通過“虛地”的方式構成了一個I-V(電流-電壓)轉換電路；

所述的帶通濾波的中心頻率為150Hz，通帶寬度設計為20Hz；

所述的放大采用反相放大器實現。