[發明專利]一種基于物聯網的電磁流量計系統及控制電路

有效

• 申請號: 202010765850.6
• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN111879367B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 馬文靜;張慧;胡志剛
• 申請（專利權）人: 江蘇工程職業技術學院
• 主分類號: G01F1/58
• 分類號: G01F1/58;G01F1/60;G01F25/10;G05B19/042
• 代理公司: 南通物格知識產權代理事務所(普通合伙) 32395
• 代理人: 胡燕

本發明公開了一種基于物聯網的電磁流量計系統及控制電路，包括電源模塊、電磁流量傳感器、電磁流量轉換控制單元和物聯網模塊，所述電磁流量轉換控制單元和分別與所述電源模塊、電磁流量傳感器、物聯網模塊連接；所述電磁流量傳感器把被測流體的流量信號轉換成相應的標準電壓信號，并將該標準電壓信號傳輸至電磁流量轉換控制單元進行處理，處理后的數據通過物聯網模塊與PC機進行相互通訊。本發明采用單片機和CPLD的雙控制器模式實現流體流速的精確測量，不僅具有精度高、適應性強、數據實時性高等優點，而且本發明系統利用物聯網功能，能夠實現電磁流量計的遠程監測管理,并對電磁流量計的故障信息進行了合理有效的分析，提高了可靠性分析效率。

技術領域

本發明屬于物聯網技術領域，具體涉及一種基于物聯網的電磁流量計系統及控制電路。

背景技術

流量檢測儀表與系統已廣泛應用于水泥、化工、輕紡、醫藥、造紙、給排水、食品飲料等技術部門,隨著物聯網的發展和工業生產力水平的提高,各方面對自動檢測儀表提出了越來越高的要求，其產品的性能、質量和可靠性直接影響了企業的經濟效益。但伴隨而來的污水排放問題已成為相關政府職能部門的重要工作任務，計量污水排放的流量儀表系統是定量管理企業污水排放不可或缺的工具。其中，電磁流量計是一種測量流體流速的速度式流量計，它是利用法拉第電磁感應原理制成的測量導電流體體積的儀表,它的出現和應用為準確測量管道內導電流體流量和流速提供了更好的方法。與現有各種非電磁流量檢測儀表相比,電磁流量計的性能好,適用范圍廣,是目前應用最廣泛的流量儀表之一。現有的電磁流量計大都是按照傳統的方式，被動的接受傳感器檢測到轉換來的信號，易引入干擾信號，信號處理能力較弱，且都是使用單一的控制器來處理數據，不僅檢測精度低、可靠性不高，而且維護和調試難度較大，無法實時監控管理流量計所運行的狀態以及檢測到的數據。目前,現有技術中對于電磁流量計的故障診斷的研究并不完善,因此，尋找一種針對電磁流量計的故障分析方法是一個亟待解決的問題。

發明內容

發明目的：本發明的目的是為了解決現有技術中的不足，提供一種實用性強，可進行精確測量的一種高精度智能電磁流量計系統以及控制電路，系統采用單片機和CPLD的雙控制器模式實現流體流速的精確測量，與工業系統中傳統的流量計單控制器模式相比，具有精度高、適應性強、數據實時性高等優點。

技術方案：本發明所述的一種基于物聯網的智能電磁流量計系統，包括電源模塊、電磁流量傳感器、電磁流量轉換控制單元和物聯網模塊，所述電磁流量轉換控制單元和分別與所述電源模塊、電磁流量傳感器、物聯網模塊連接；所述電磁流量傳感器把被測流體的流量信號轉換成相應的標準電壓信號，并將該標準電壓信號傳輸至電磁流量轉換控制單元進行處理，處理后的數據通過物聯網模塊與PC機進行相互通訊；

所述的電磁流量轉換控制單元包括控制器MCU、CPLD、A/D轉換器、信號處理模塊、勵磁電路和LCD顯示模塊，所述控制器MCU負責完成整個系統的控制功能，包括勵磁電路控制、采樣控制、信號處理功能、流量計算和LCD顯示控制；所述控制器MCU的輸入端連接有A/D轉換器、電源模塊和流向檢測模塊，所述控制器MCU還連接有CPLD、LCD顯示模塊以及物聯網模塊；

所述CPLD負責實現整個系統所需的所有數字邏輯電路，所述A/D轉換器將外部模擬信號變換為數字信號以供控制器MCU分析處理，所述信號處理模塊將電磁流量傳感器輸出的電壓、電流信號進行放大、濾波處理，消除或減弱噪聲和干擾的影響后，再經A/D轉換器采樣以發送給控制器MCU分析處理；

所述勵磁電路決定著傳感器的工作磁場，負責給變送器提供勵磁電流；所述LCD顯示模塊用以實時顯示瞬時流量、累積流量和相關儀表參數。

進一步的，所述電磁流量傳感器將采集的信號經前置放大電路、二階低通濾波電路和高增益放大電路進行信號調理，并經AD轉換處理后，再由控制器和CPLD進行數據處理，計算出流量工程量值，并在LCD顯示模塊上輸出，同時通過無線傳輸模塊上傳相關檢測參數以及計算結果至上位機。