测量低电导率用电磁流量计及其率测量方法与流程

专利2022-06-29  180


本发明属于电磁流量计领域,尤其涉及一种测量低电导率用电磁流量计及其测量方法。



背景技术:

电磁流量计的基本原理是法拉第电磁感应定律。电磁流量计的励磁模块产生磁场激励强度b,当导电性流体在以d为直径的管道内以速度v进行流动时,两个测量电极间的感应电势e=kbvd,k是固定系数,即传感器系数。传统电磁流量计不能对电导率低于10μs/cm的液体行测量。

在工业生产过程中,流量是极其重要的热工参数,是工农业生产过程控制中的重要测定参数之一。电磁流量计具有测量准确度高、后期维护简单、量程宽等特点。随着电磁流量计在各领域的广泛采用,学者们研究的焦点也更加紧密地围绕在如何解决实际测量中遇到的问题和矛盾。

目前,电磁流量计对于低电导率的液体测量精度会低一个数量级,这极大限制了电磁流量计的使用范围。



技术实现要素:

本发明旨在提供一种准确率高、测量方便的测量低电导率用电磁流量计及利用其进行的低电导率测量方法。

为解决上述技术问题,本发明提供了如下的技术方案:测量低电导率用电磁流量计,包括传感器单元、信号处理单元、v/f转换单元、rs485通讯模块和arm模块,arm模块连接rs485通讯模块,传感器单元上连接有工作电源;传感器单元的信号输出端连接信号处理单元的信号输入端、信号处理单元的信号输出端连接v/f转换单元的信号输入端,v/f转换单元的信号输出端连接arm模块;信号处理单元包括前级放大模块、低通滤波模块和后级放大模块,前级放大模块的输入端连接传感器单元的信号输出端,前级放大模块的输出端连接低通滤波模块的同相输入端,低通滤波模块的输出端连接后级放大模块的同相输入端,后级放大模块的输出端连接v/f转换单元。

传感器单元包括励磁产生电路、测量管路和励磁控制电路,励磁产生电路包括第一线圈和第二线圈,第一线圈和第二线圈分别设置于测量管路上方和下方,测量管路内垂直连接有两个电极,两个电极之间的电压传输到信号处理单元;励磁控制电路包括第一比较器、第二比较器、第一固态继电器、第二固态继电器、第三固态继电器和第四固态继电器,第一比较器和第二比较器的同相输入端均连接直流电源,第一比较器和第二比较器的反相输入端分别通过采样电阻连接第一线圈和第二线圈;第一比较器的输出端分别连接第一固态继电器和第二固态继电器的触发端,第一比较器和第二比较器的电源端连接直流电源;工作电源的正极连接第一固态继电器的第一端,第一固态继电器的第二端连接第一线圈,同时第一固态继电器的第二端还连接第三固态继电器的第一端,第三固态继电器的第二端连接直流电源的负极;工作电源的正极还连接第二固态继电器的第一端,第二固态继电器的第二端连接第四固态继电器的第一端,第四固态继电器的第一端还连接第二线圈,第四固态继电器的第二端连接直流电源的负极。

rs485通讯模块包括max485芯片,arm模块的3个信号输出端分别通过光耦连接max485芯片的接收器输出端、驱动器输入端和驱动器工作使能端,max485芯片的接收器输出使能端连接max485芯片的驱动器工作使能端。

前级放大模块包括型号为:ima332的第一放大器,低通滤波模块包括型号为:opa705的第二放大器,后级放大模块包括型号为:opa705的第二放大器,第一放大器的两个增益端之间连接有第一电阻,第一放大器的输出端连接第二放大器的同相输入端,第二放大器的反相输入端连接第二放大器的输出端;第二放大器的输出端还连接第三放大器的同相输入端,第三放大器的反相输入端通过第五电阻连接第三放大器的输出端,第三放大器的反相输入端还通过第四电阻接地。

还包括空管检测单元,空管检测单元包括电压跟随模块、比较器模块和触发器模块,电压跟随模块的信号输入端连接传感器单元的信号输出端,电压跟随模块的信号输出端连接比较器模块的信号输入端,比较器模块的信号输出端连接触发器模块的信号输入端,触发器模块的信号输出端连接有蜂鸣器电路,触发器模块的信号输出端还连接arm模块的信号输入端。

电压跟随模块包括第三放大器、比较器模块包括第四放大器、触发器模块包括触发器,第三放大器的同相输入端连接传感器单元的信号输出端,第三放大器的反相输入端连接第三放大器的输出端,第三放大器的输出端通过第七电阻连接第四放大器的反相输入端,第四放大器的同相输入端通过第九电阻接地,同时第四放大器的同相输入端还通过第八电阻连接直流电源;第四放大器的输出端连接触发器的第一触发端,第四放大器的输出端还连接有第一二极管,第四放大器的输出端连接第一二极管的负极,第一二极管的正极接地;触发器的第二触发端和第三触发端连接直流电源;触发器的外接定时电容端依次第一电容和第十电阻连接直流电源;触发器的外接定时电阻端通过第十电阻连接直流电源;触发器的输出端连接三极管的基极,三极管的集电极连接第二二极管的正极,第二二极管的负极连接直流电源,三极管的集电极和直流电源之间还连接有蜂鸣器;三极管的发射极接地。

v/f转换单元包括v/f转换芯片和电平转换芯片,电平转换芯片的第一电源端连接3.3v直流电源;电平转换芯片的输入时钟引脚连接6m时钟;电平转换芯片的第二电源端连接5v直流电源;电平转换芯片的输出时钟引脚连接v/f转换芯片的时钟引脚;v/f转换芯片的输入端连接第三放大器的输出端;v/f转换芯片的输出端通过第六电阻连接5v直流电源;v/f转换芯片的输出端还连接arm模块的输入端。

利用上述测量低电导率用电磁流量计进行的低电导率测量方法,所述方法包括如下步骤:

(1)导电液体流经传感器、传感器产生感应电动势;

(2)对感应电势进行空管检测,如果出现空管现象,则前一秒显示数字保持,否则,进行步骤(3);

(3)对感应电势进行三级放大;

(4)对经过放大的电势转换为数字信号;

(5)将转换后的数字信号传输到arm模块;

(6)对传输到arm模块的信号进行显示。

对感应电势进行空管检测的方法为:对步骤(1)传输过来的电动势与设定值进行比对,如果超过设定值则触发触发器使得触发器动作,同时输出信号到arm模块,arm模块输出信号使得显示屏上的显示数字保持不变;设定值为2.5v的电压值。

当出现空管现象,arm模块输出信号使得显示屏上的显示数字保持5s不变。

通过以上技术方案,本发明的有益效果为:

本发明所述的电磁流量计通过三级放大可以对微弱的流量信号进行有效的放大处理,同时保证电磁流量计测量精度的,具有失调小、温漂小、线性好和增益稳定可调的优点。本电磁流量计具有空管检测功能,在传感器检测到气泡时报警,并把空管认为是没有流量流过,同时采集信号突变为之前的流速来代替当前的流速,有效降低了空管对测量结果的影响。所述的电磁流量计与现有技术相比,扩大了被测液体范围,提高了传统电磁流量计测量精度,有效控制了空管信号干扰。

本发明所述的测量方法测量准确率高,同时易于实现对低电导率液体的测量,另外,可以进行空管检测,有效控制了空管信号干扰。

附图说明

图1为本发明原理框体;

图2为传感器单元结构示意图;

图3为信号处理单元原理图;

图4为v/f转换单元原理图;

图5为空管检测单元原理图;

图6为lcd显示模块原理图;

图7为rs485通讯模块原理图。

具体实施方式

测量低电导率用电磁流量计,如图1~7所示,包括传感器单元、信号处理单元、v/f转换单元和arm模块、空管检测单元、lcd显示模块和rs485通讯模块,传感器单元上连接有工作电源,工作电源为传感器单元的工作提供基础电压。

传感器单元的信号输出端连接信号处理单元的信号输入端、信号处理单元的信号输出端连接v/f转换单元的信号输入端,v/f转换单元的信号输出端连接arm模块,arm模块上连接有lcd显示模块和rs485通讯模块,传感器单元的信号输出端还连接空管检测单元,空管检测单元的信号输出端连接arm模块的信号输入端。

其中,传感器单元的测量管道内的导电流体以流速v通过时,会产生感应电势e,感应电势e由传感器单元的两电极输出连接到信号处理单元,信号处理单元输出信号x0到v/f转换单元,v/f转换单元将经转换后的数字信号l1输入arm模块进行处理,生成流量信号l2,流量信号l2由显示模块显示出来。

同时,本电磁流量计可以通过rs485通讯模块进行485通讯,从而流量信号传输出去。

arm模块包括arm处理器u9(型号为lpc2106)和arm处理器u9的最小系统,arm处理器u9的最小系统为成熟的现有技术,包括电源电路、复位电路和时钟电路,本实施例中不再赘述。

传感器单元包括励磁产生电路、测量管路和励磁控制电路。

励磁产生电路包括第一线圈x1和第二线圈x2,第一线圈x1位于测量管路上方,在测量管路内形成平行于测量管路宽度方向的磁场。第二线圈x2位于测量管路下方,在测量管路内也形成平行于测量管路宽度方向的磁场,两个磁场相互叠加,提高测量准确度。

测量管路内垂直连接有两个电极j,两个电极分别位于测量管路的内上方和内下方。两个电极之间通过第一采样电阻rc连接信号处理单元。

采样电阻rc对两个电机之间的电压进行采集,并将采集后的电压值传输到信号处理单元为成熟的现有技术。具体为:第一采样电阻rc的第一端连接一个电极,第一采样电阻的第二端连接另外一个电极,流经测量管路的电压值与第一采样电阻rc两端的电压值相等,第一采样电阻rc的第二端连接信号处理单元的信号输入端即可。

励磁控制电路包括第一比较器u19(型号为lm393)、第二比较器u20(型号为lm393)、第一固态继电器u14、第二固态继电器u15、第三固态继电器u16和第四固态继电器u17,第一比较器u19和第二比较器u20的同相输入端均连接直流电源,第一比较器u19和第二比较器u20的反相输入端上分别接入第一线圈x1和第二线圈x2上的电压值。其中,第一线圈x1和第二线圈x2上电压值的采样方法为成熟的现有技术,只需在第一线圈x1和第二线圈x2上分别并联一个采样电阻即可,测量采样电阻两端的电压值即可。

第一比较器u19的输出端分别连接第一固态继电器u14和第二固态继电器u15的触发端,第一比较器u19和第二比较器u20的电源端连接直流电源。

工作电源的正极连接第一固态继电器u14的第一端,第一固态继电器u14的第二端连接第一线圈x1,同时第一固态继电器u14的第二端还连接第三固态继电器u16的第一端,第三固态继电器u16的第二端连接直流电源的负极。

工作电源的正极还连接第二固态继电器u15的第一端,第二固态继电器u15的第二端连接第四固态继电器u17的第一端,第四固态继电器u17的第一端还连接第二线圈x2,第四固态继电器u17的第二端连接直流电源的负极。

励磁控制电路中直流电源的来源为:在励磁控制电路中还包括稳压芯片u18(型号为l7805),稳压芯片u18的输入端连接5v的直流电源,稳压芯片u18的输出端连接有第一分压电阻和第二分压电阻,第一分压电阻通过第二分压电阻接地,在第一分压电阻和第二分压电阻连接的接点上接出1v的直流电源,该1v的直流电源就是第一比较器u19和第二比较器u20的同相输入端上连接的直流电源。

励磁控制电路工作过程为:稳压芯片u18提供5v稳定电压,经过分压后将1v电压提供给第一和第二比较器u20,通过两路模拟控制信号,实现第一线圈x1和第二线圈x2上电压与1v电压比较,当第一线圈x1上的电压大于1v,第一比较器u19输出低电平,第一固态继电器u14和第四固态继电器u17截止,第二和第三固态继电器u16导通,电流从第二线圈x2流向第一线圈x1,从而克服基线漂移,稳定磁场且功率较低。当四个固态继电器均工作时,第一线圈和第二线圈上均有电流流过,从而在测量管路中形成叠加的磁场,提高对检测结果的准确性。

信号处理单元用于对传感器单元的微弱信号进行放大,从而使得本电磁流量计可以进行低电导率液体的测量。

其中,信号处理单元包括前级放大模块、低通滤波模块和后级放大模块,前级放大模块的同相输入端连接传感器单元的信号输出端,前级放大模块的输出端连接低通滤波模块的同相输入端,低通滤波模块的输出端连接后级放大模块的同相输入端,后级放大模块的输出端连接v/f转换单元。

前级放大模块包括型号为:ima332的第一放大器u1,低通滤波模块包括型号为:opa705的第二放大器u2,后级放大模块包括型号为:opa705的第二放大器u2,第一放大器u1的两个增益端之间连接有第一电阻r1。

第一放大器u1的输出端通过第二电阻r2连接第二放大器u2的同相输入端,第二放大器u2的同相输入端上还连接有第一滤波电容c1,从而进行滤波。

第二放大器u2的反相输入端连接第二放大器u2的输出端;第二放大器u2的输出端通过第三电阻r3连接第三放大器u3的反相输入端,第三放大器u3的同相输入端通过第五电阻r5连接第三放大器u3的输出端,第三放大器u3的同相输入端还通过第四电阻r4接地。

空管检测单元,空管检测单元包括电压跟随模块、比较器模块和触发器模块,电压跟随模块的信号输入端连接传感器单元的信号输出端,电压跟随模块的信号输出端连接比较器模块的信号输入端,比较器模块的信号输出端连接触发器模块的信号输入端,触发器模块的信号输出端连接有蜂鸣器电路。

其中,电压跟随模块包括第三放大器u6、比较器模块包括第四放大器u7、触发器u8模块包括触发器u8。

第三放大器u6的同相输入端连接传感器单元的信号输出端,具体连接第一采样电阻r1的第二端。第三放大器u6的反相输入端连接第三放大器u6的输出端,第三放大器u6的输出端通过第七电阻连接第四放大器u7的反相输入端,第四放大器u7的同相输入端通过第九电阻r9接地,同时第四放大器u7的同相输入端还通过第八电阻r8连接直流电源。

第四放大器u7的输出端连接触发器u8的第一触发端(引脚a1),第四放大器u7的输出端还连接有第一二极管d1,第四放大器u7的输出端连接第一二极管d1的负极,第一二极管d1的正极接地;触发器u8的第二触发端(引脚a2)和第三触发端(引脚b)连接直流电源;触发器u8的外接定时电容端(引脚cext)依次第一电容c1和第十电阻r10连接直流电源;触发器u8的外接定时电阻端(引脚rext)通过第十电阻r10连接直流电源;触发器u8的第一输出端(引脚q1)连接三极管q1的基极,三极管q1的集电极通过第十二电阻r12连接第二二极管d2的正极,第二二极管d2的负极连接直流电源,三极管q1的集电极和直流电源之间还连接有蜂鸣器b;三极管q1的发射极接地。

触发器u8的第二输出端(引脚q2)连接arm处理器的信号输入端。

本实施例中电压跟随模块作用为将检测电路与仪表的其他电路隔离,防止检测电路对测量流量信号产生影响。

比较器模块的同相输入端由两个电阻分压,接2.5v的电压,当传感器管路不是空管时,输出6.25hz的正负交变矩形波。该信号最大值不超过0.4v,比较器模块的输出始终为高电平。当传感器管路为空管时,干扰信号幅值大于5v,比较器模块输出一系列的方波信号。

满管时,比较器模块输出高电平,此时触发器u8模块三个触发端都为高电平,触发器u8模块输出信号为低电平,三极管截止,蜂鸣器中无电流通过,不报警。

空管时,系统中干扰信号主要是50hz的共频干扰。此时比较器模块输出频率为50hz方波信号。方波信号输入触发器u8模块的a1端,a2和b都为高电平时,a1下降沿触发,在满足触发的脉冲宽度tw≥20ms的情况下,在触发器u8模块输出信号转换为低电平之前比较器模块输出的方波信号又一次触发触发器u8,这样就始终在空管状态输出高电平,高电平使三极管导通,有电流流过蜂鸣器,实现空管报警。

同时,空管检测单元将检测到的空管信息传输到arm模块。

v/f转换单元用于对模拟信号转换为数字信号,v/f转换相对a/d转换的优点,主要是抗干扰能力强。v/f转换单元包括v/f转换芯片u5(型号为ad7741)和电平转换芯片u4(型号为74lvc1t45),电平转换芯片u4的第一电源端连接3.3v直流电源;电平转换芯片u4的输入时钟引脚连接6m时钟;电平转换芯片u4的第二电源端连接5v直流电源;电平转换芯片u4的输出时钟引脚连接v/f转换芯片u5的时钟引脚;v/f转换芯片u5的输入端连接第三放大器u6的输出端;v/f转换芯片u5的输出端通过第六电阻r6连接5v直流电源;v/f转换芯片u5的输出端还连接arm模块的输入端。

arm处理器u9的信号输出端连接lcd显示模块,从而对流量信号进行显示,为了防止数据丢失。lcd显示模块包括lcd显示屏u10(型号为lm016l),arm处理器u9的信号输出端连接lcd显示屏u10的信号输入端(引脚d0~d7)。

作为本实施例的变换,为了防止数字丢失,本lcd显示模块还包括锁存器u11(型号为74hc373),锁存器u11的输入端(引脚d0~d7)连接arm处理器u9的信号输出端(引脚po.0~po.7);锁存器u11的输出端(引脚q0~q7)连接lcd显示屏u10的信号输入端(引脚d0~d7)。

流量信号先通过锁存器缓冲后由lcd显示屏显示,这样可以使数据稳定下来,并保持一段时间不变化,直到新的数据将其替换,可避免输入信号的各个位到达时间不一致造成竞争与险象,出现数据丢失。

rs485通讯模块用于实现本电磁流量计可以与其他具有rs485通讯模块的设备进行485通讯。

其中,rs485通讯模块包括max485芯片(型号为75175),arm处理器的3个信号输出端分别通过光耦u12(型号为til117)连接max485芯片的接收器输出端(引脚r)、驱动器输入端(引脚d)和驱动器工作使能端(引脚de),max485芯片的接收器输出使能端(引脚re)连接max485芯片的驱动器工作使能端(引脚de)。

max485芯片的接收器非反向输出端(引脚a)通过第十三电阻r13连接直流电源,max485芯片的接收器非反向输出端(引脚a)还连接第十六电阻r16;接收器反向输出端(引脚b)通过连接第十五电阻r15接地;max485芯片的接收器非反向输出端(引脚a)和接收器非反向输出端(引脚a)之间还连接有第十四电阻r14。接收器反向输出端(引脚b)还连接第十七电阻r17;第十六电阻r16和第十七电阻r17的另外一端作为通讯端子可以向其他max485芯片发送信号。

为了保证工作效果,第十六电阻r16和第十七电阻r17之间还连接有第一稳压二极管d3和第二稳压二极管d4,第一稳压二极管d3的正极连接第十六电阻r16;第一稳压二极管d3的负极连接第二稳压二极管d4的负极,第二稳压二极管d4的正极连接第十七电阻r17。

工作过程为:传感器单元生成的信号经过信号处理的三级放大后进行v/f转换单元的模数转换,转换后的数字信号被送入arm模块,生成流量信号,流量信号通过显示模块进行显示,同时arm模块内的数字通过rs485通讯模块通讯出去。另外,在工作的时候,空管检测单元对接收到的数据进行检测,当发现为空管时,发出信号到arm模块,同时蜂鸣器发出报警声。

本发明所述的电磁流量计通过三级放大可以对微弱的流量信号进行有效的放大处理,同时保证电磁流量计测量精度的,具有失调小、温漂小、线性好和增益稳定可调的优点。

本实施例还公开了一种基于上述测量低电导率用电磁流量计进行的低电导率测量方法,所述方法包括如下步骤:

(1)导电液体流经传感器单元的测量管路、传感器单元产生感应电动势。传感器单元的测量管路上的第一线圈和第二线圈形成混合直流脉冲励磁电路,这种激磁方式可以克服基线漂移,稳定磁场且功率较低。

(2)对感应电势进行空管检测,如果出现空管现象,则前一秒显示数字保持,否则,进行步骤(3)。

其中,对感应电势进行空管检测的方法为:对步骤(1)传输过来的电动势与设定值进行比对,如果超过设定值则触发触发器u8使得触发器u8动作,同时输出信号到arm模块,arm模块输出信号使得显示屏上的显示数字保持不变。

另外,设定值为:2.5v的电压值。

(3)对感应电势进行三级放大;

(4)对经过放大的电势转换为数字信号;

(5)将转换后的数字信号传输到arm模块;

(6)对传输到arm模块的信号进行显示。

本实施例中,当出现空管现象,arm模块输出信号使得显示屏上的显示数字保持5s不变,实现对空管信号故障的检测。

本发明所述的测量方法测量准确率高,同时易于实现对低电导率液体的测量,另外,可以进行空管检测,有效控制了空管信号干扰。


技术特征:

1.测量低电导率用电磁流量计,其特征在于:包括传感器单元、信号处理单元、v/f转换单元、rs485通讯模块和arm模块,arm模块连接rs485通讯模块,传感器单元上连接有工作电源;传感器单元的信号输出端连接信号处理单元的信号输入端、信号处理单元的信号输出端连接v/f转换单元的信号输入端,v/f转换单元的信号输出端连接arm模块;信号处理单元包括前级放大模块、低通滤波模块和后级放大模块,前级放大模块的输入端连接传感器单元的信号输出端,前级放大模块的输出端连接低通滤波模块的同相输入端,低通滤波模块的输出端连接后级放大模块的同相输入端,后级放大模块的输出端连接v/f转换单元。

2.如权利要求1所述的测量低电导率用电磁流量计,其特征在于:传感器单元包括励磁产生电路、测量管路和励磁控制电路,励磁产生电路包括第一线圈和第二线圈,第一线圈和第二线圈分别设置于测量管路上方和下方,测量管路内垂直连接有两个电极,两个电极之间的电压传输到信号处理单元;励磁控制电路包括第一比较器、第二比较器、第一固态继电器、第二固态继电器、第三固态继电器和第四固态继电器,第一比较器和第二比较器的同相输入端均连接直流电源,第一比较器和第二比较器的反相输入端分别通过采样电阻连接第一线圈和第二线圈;第一比较器的输出端分别连接第一固态继电器和第二固态继电器的触发端,第一比较器和第二比较器的电源端连接直流电源;工作电源的正极连接第一固态继电器的第一端,第一固态继电器的第二端连接第一线圈,同时第一固态继电器的第二端还连接第三固态继电器的第一端,第三固态继电器的第二端连接直流电源的负极;工作电源的正极还连接第二固态继电器的第一端,第二固态继电器的第二端连接第四固态继电器的第一端,第四固态继电器的第一端还连接第二线圈,第四固态继电器的第二端连接直流电源的负极。

3.如权利要求2所述的测量低电导率用电磁流量计,其特征在于:rs485通讯模块包括max485芯片,arm模块的3个信号输出端分别通过光耦连接max485芯片的接收器输出端、驱动器输入端和驱动器工作使能端,max485芯片的接收器输出使能端连接max485芯片的驱动器工作使能端。

4.如权利要求3所述的测量低电导率用电磁流量计,其特征在于:前级放大模块包括型号为:ima332的第一放大器,低通滤波模块包括型号为:opa705的第二放大器,后级放大模块包括型号为:opa705的第二放大器,第一放大器的两个增益端之间连接有第一电阻,第一放大器的输出端连接第二放大器的同相输入端,第二放大器的反相输入端连接第二放大器的输出端;第二放大器的输出端还连接第三放大器的同相输入端,第三放大器的反相输入端通过第五电阻连接第三放大器的输出端,第三放大器的反相输入端还通过第四电阻接地。

5.如权利要求4所述的测量低电导率用电磁流量计,其特征在于:还包括空管检测单元,空管检测单元包括电压跟随模块、比较器模块和触发器模块,电压跟随模块的信号输入端连接传感器单元的信号输出端,电压跟随模块的信号输出端连接比较器模块的信号输入端,比较器模块的信号输出端连接触发器模块的信号输入端,触发器模块的信号输出端连接有蜂鸣器电路,触发器模块的信号输出端还连接arm模块的信号输入端。

6.如权利要求5所述的测量低电导率用电磁流量计,其特征在于:电压跟随模块包括第三放大器、比较器模块包括第四放大器、触发器模块包括触发器,第三放大器的同相输入端连接传感器单元的信号输出端,第三放大器的反相输入端连接第三放大器的输出端,第三放大器的输出端通过第七电阻连接第四放大器的反相输入端,第四放大器的同相输入端通过第九电阻接地,同时第四放大器的同相输入端还通过第八电阻连接直流电源;第四放大器的输出端连接触发器的第一触发端,第四放大器的输出端还连接有第一二极管,第四放大器的输出端连接第一二极管的负极,第一二极管的正极接地;触发器的第二触发端和第三触发端连接直流电源;触发器的外接定时电容端依次第一电容和第十电阻连接直流电源;触发器的外接定时电阻端通过第十电阻连接直流电源;触发器的输出端连接三极管的基极,三极管的集电极连接第二二极管的正极,第二二极管的负极连接直流电源,三极管的集电极和直流电源之间还连接有蜂鸣器;三极管的发射极接地。

7.如权利要求6所述的测量低电导率用电磁流量计,其特征在于:v/f转换单元包括v/f转换芯片和电平转换芯片,电平转换芯片的第一电源端连接3.3v直流电源;电平转换芯片的输入时钟引脚连接6m时钟;电平转换芯片的第二电源端连接5v直流电源;电平转换芯片的输出时钟引脚连接v/f转换芯片的时钟引脚;v/f转换芯片的输入端连接第三放大器的输出端;v/f转换芯片的输出端通过第六电阻连接5v直流电源;v/f转换芯片的输出端还连接arm模块的输入端。

8.利用权利要求1所述的测量低电导率用电磁流量计进行的低电导率测量方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:

(1)导电液体流经传感器、传感器产生感应电动势;

(2)对感应电势进行空管检测,如果出现空管现象,则前一秒显示数字保持,否则,进行步骤(3);

(3)对感应电势进行三级放大;

(4)对经过放大的电势转换为数字信号;

(5)将转换后的数字信号传输到arm模块;

(6)对传输到arm模块的信号进行显示。

9.如权利要求8所述的低电导率测量方法,其特征在于:对感应电势进行空管检测的方法为:对步骤(1)传输过来的电动势与设定值进行比对,如果超过设定值则触发触发器使得触发器动作,同时输出信号到arm模块,arm模块输出信号使得显示屏上的显示数字保持不变;设定值为2.5v的电压值。

10.如权利要求9所述的低电导率测量方法,其特征在于:当出现空管现象,arm模块输出信号使得显示屏上的显示数字保持5s不变。

技术总结
本发明属于磁流量计领域,公开了一种测量低电导率用电磁流量计,所述电磁流量计包括传感器单元、信号处理单元、V/F转换单元和ARM模块,传感器单元上连接有工作电源;传感器单元连接信号处理单元、信号处理单元连接V/F转换单元,V/F转换单元连接ARM模块;信号处理单元包括前级放大模块、低通滤波模块和后级放大模块。本发明还公开了利用该电磁流量计进行的低电导率测量方法。本发明所述的电磁流量计通过三级放大可以对微弱的流量信号进行有效的放大处理,同时保证电磁流量计测量精度的,具有失调小、温漂小、线性好和增益稳定可调的优点。

技术研发人员:李雪菁;王灿;姚新红;李海洋;吴锦川
受保护的技术使用者:上海市计量测试技术研究院
技术研发日:2020.03.27
技术公布日:2020.06.05

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