[發明專利]氣液兩相流監測裝置、系統及方法

有效

• 申請號: 202010451803.4
• 申請日: 2020-05-25
• 公開（公告）號: CN111610229B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 林英撐;何偉;成思希;李紫荊;董波;劉平凈;熊光洪;陳林輝
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04;G01N27/08
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 譚小琴

1.一種氣液兩相流監測裝置，其特征在于：包括主控模塊(1)、激勵模塊(2)、絲網傳感器(3)、接收模塊(4)、通信模塊(6)和電源模塊(5)；所述主控模塊(1)分別與激勵模塊(2)、接收模塊(4)、通信模塊(6)和電源模塊(5)電連接；所述絲網傳感器(3)分別與激勵模塊(2)和接收模塊(4)電連接；

所述激勵模塊(2)包括：

極性轉化電路(2a),用于將主控模塊(1)產生的單極性方波信號轉化為雙極性方波激勵信號，該極性轉化電路(2a)與主控模塊(1)電連接；

選通電路(2b),用于實現雙極性方波激勵信號的連續順序的多路復用，該選通電路(2b)分別與主控模塊(1)和極性轉化電路(2a)電連接；

放大電路(2c),用于對選通電路(2b)輸出的信號進行放大處理，該放大電路(2c)分別與選通電路(2b)和絲網傳感器(3)的激勵端電連接；

所述接收模塊(4)包括：

互阻放大電路(4a),用于將接收到的電流信號轉化為電壓信號，該互阻放大電路(4a)與絲網傳感器(3)的輸出端電連接；

第一數字電位器電路(4b),用于調節互阻放大電路(4a)的增益，該第一數字電位器電路(4b)分別與互阻放大電路(4a)和主控模塊(1)電連接；

電壓放大電路(4c)，用于對互阻放大電路(4a)輸出的電壓信號進行放大處理，該電壓放大電路(4c)與互阻放大電路(4a)電連接；

第二數字電位器電路(4d)，用于調節電壓放大電路(4c)的增益，該第二數字電位器電路(4d)分別與電壓放大電路(4c)和主控模塊(1)電連接；

信號采集電路(4e)，用于對經電壓放大電路(4c)放大后的電壓信號進行采集，該信號采集電路(4e)分別與電壓放大電路(4c)和主控模塊(1)電連接；

所述主控模塊(1)采用STM32最小系統，所述STM32最小系統通過具有定時器功能的IO管腳與激勵模塊(2)的輸入端口連接，配置定時器寄存器實現方波信號輸出，對激勵模塊(2)進行驅動；

所述STM32最小系統分別通過SPI接口與第一數字電位器電路(4b)和第二數字電位器電路(4d)電連接，通過對第一數字電位器電路(4b)的電阻值調節實現對互阻放大電路的增益倍數進行調控，通過對第二數字電位器電路(4d)的電阻值調節實現對電壓放大電路的增益倍數進行調控；

所述STM32最小系統通過FSMC接口與信號采集電路(4e)電連接，實現對多通道數據的高效獲取；

所述STM32最小系統通過RMII接口與通信模塊(6)電連接；

所述極性轉化電路(2a)包括電容C32、電容C35和電阻R12，所述電容C32的一端與主控模塊(1)電連接，電容C32的另一端經電阻R12后接地，電容C32與電阻R12的連接點還經電容C35接地；

所述選通電路(2b)包括模擬開關U7、電阻R4至電阻R11，電容C7、電容C9、電容C22至電容C29；

所述模擬開關U7采用MAX4581CEE+芯片，模擬開關U7的7腳經電容C9后接地；模擬開關U7的16腳經電容C7后接地；模擬開關U7的13腳經電阻R4后接地，電容C22與電阻R4并聯；模擬開關U7的14腳經電阻R5后接地，電容C23與電阻R5并聯；模擬開關U7的15腳經電阻R6后接地，電容C24與電阻R6并聯；模擬開關U7的12腳經電阻R7后接地，電容C25與電阻R7并聯；模擬開關U7的1腳經電阻R8后接地，電容C26與電阻R8并聯；模擬開關U7的5腳經電阻R9后接地，電容C27與電阻R9并聯；模擬開關U7的2腳經電阻R10后接地，電容C28與電阻R10并聯；模擬開關U7的4腳經電阻R11后接地，電容C29與電阻R11并聯；

所述模擬開關U7的3腳與極性轉化電路(2a)電連接；

所述模擬開關U7的12腳至15腳還分別與放大電路(2c)電連接。