[實用新型]一種音速噴嘴標定裝置的采集系統

有效

• 申請號: 202223183027.8
• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN219285274U
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 裴銳;蔡志軍;年海威;陳芙蓉;薛春燕
• 申請（專利權）人: 沈陽計量測試院
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01F25/10
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 邵明新

本實用新型屬于音速噴嘴技術領域，尤其涉及一種音速噴嘴標定裝置的采集系統；特別涉及音速噴嘴標定裝置4?20mA電流信號采集系統。其針對4?20mA電流信號的采集作了改進，實現了抗干擾采集和故障冗余。包括8路預處理模塊、多通道模擬開關、多通道ADC模塊；每路預處理模塊的輸入均連接至需采集的傳感器4?20mA輸出，每路預處理模塊的輸出均與多通道模擬開關相連，該多通道模擬開關與多通道ADC模塊相連，多通道ADC模塊與MCU控制模塊相連。

技術領域

本實用新型屬于音速噴嘴技術領域，尤其涉及一種音速噴嘴標定裝置的采集系統；特別涉及音速噴嘴標定裝置4-20mA電流信號采集系統。

背景技術

依據JJF1240-2010《臨界流文丘里噴嘴法氣體流量標準裝置校準規范》定義：臨界流文丘里噴嘴法氣體流量標準裝置用于氣體流量計的檢定、校準或測試。如圖1所示，其工作原理為：在相同時間間隔內，氣體連續地流過噴嘴和被校流量計，由于質量守恒，通過噴嘴的質量流量和被校流量計的質量流量相同，比較兩者的流量示值可以確定被校流量計的計量性能。其中，音速噴嘴標定裝置需要采集環境溫度、相對濕度、大氣壓力、噴嘴前氣體滯止溫度、噴嘴前氣體滯止壓力、被檢表處溫度、被檢表處壓力以及被檢表輸出信號，信號一部分用于本地實時顯示（本方案應用場景），另一部分用于計算音速噴嘴的標準流量（后端PLC或DCS）。其中，需采集的信號分為兩種：一、4-20mA電流信號（模擬信號），二、被檢表的脈沖信號；其中，傳統的電流信號采集電路為非隔離采集，容易受到音速噴嘴現場變頻器及氣泵的干擾影響，并且一旦電流環采集電路發生故障造成電流環中斷，會影響后端的PLC或DCS采集。

發明內容

本實用新型就是針對現有技術存在的缺陷，提供一種音速噴嘴標定裝置的采集系統。其針對4-20mA電流信號的采集作了改進，實現了抗干擾采集和故障冗余。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案，包括8路預處理模塊、多通道模擬開關、多通道ADC模塊；其特征在于，每路預處理模塊的輸入均連接至需采集的傳感器4-20mA輸出，每路預處理模塊的輸出均與多通道模擬開關相連，該多通道模擬開關與多通道ADC模塊相連，多通道ADC模塊與MCU控制模塊相連。

進一步地，每路預處理模塊均包括光電耦合器HCNR201、前OP07運放模塊、后OP07運放模塊；光電耦合器HCNR201分別與前OP07運放模塊、后OP07運放模塊相連，所述前OP07運放模塊包括第一芯片OP07，所述后OP07運放模塊包括第二芯片OP07，所述光電耦合器HCNR201包括芯片HCNR201。

更進一步地，芯片HCNR201的3腳與第一芯片OP07的2腳相連，第一芯片OP07的6腳通過511Ω電阻接至HCNR201的1腳，芯片HCNR201線性隔離采集后輸出6腳連接至第二芯片OP07的2腳，第二芯片OP07的輸出端為6腳。

也即1Y；與上述采集電路相同的輸出分別標記為0X、0Y、1X、1Y，見圖4中CD4052BM多通道模擬開關中的12腳（0X）、1腳（0Y）、14腳（1X）、5腳（1Y）。

更進一步地，4-20mA電流（傳感器的輸出）經采樣電阻輸入至每個預處理模塊的第一芯片OP07。

具體地，如圖4所示，電阻R1B左右兩個端子為電流環的接線端子，4-20mA經JP-QC進入，經R1B后輸出，采樣電阻高電壓側對應IN-13與第一芯片OP07的2腳相連。

進一步地，所述多通道模擬開關包括2組4通道模擬開關CD4052，每組4通道模擬開關CD4052包括芯片CD4052；所述多通道ADC模塊包括2通道24位ADC芯片CS5522；多通道模擬開關與多通道ADC模塊相連。

2套上述4通道采集電路構成了8通道的模數采集模塊。