[实用新型]智能电磁流量计

说明书

                        技术领域

本实用新型属于电磁流量计。

                        背景技术

流量测量种类的繁多，因原理不同而异。电磁流量计的文献也比较多，上世纪末的90年代以后组合进了新的技术，形成了集传感器技术、微机测量控制和数字通信传输为一体的新特点。中国专利ZL98225207公开了一种智能电磁流量计，与通常的一样，它包括有传感器，励磁电路，微机控制电路和输出电路；另外的文献中也有关于利用现场总线和HART协议实现通讯传输，以及利用低频矩形波励磁方式运行原理的应用。但现有的包括智能式电磁流量计存在着因电网电源干扰至使测量精度难以提高和点对点数据传输协议方式带来的通讯速率不高的两个问题仍然存在。

                        发明内容

本实用新型旨在提出一种可更好解决上述问题的电磁流量计技术方案。    本实用新型的智能电磁流量计，包括有传感器，励磁电路，微机控制电路和输出电路，其特征在于所说单片机控制电路中，单片机芯片设有现场总线输出接口，输出总线的一个接端CAN-L与其输出端CRX0和P1口P1.6/CTX0相连接，另一个接端CAN-H与其输出端CRX1和P1口P1.7/CTX1相连接；其单片机U8控制端P0口P0.0/AD0接到励磁电路装置的光电耦合器U12、U9的输入端，P0口P0.1/AD1接到励磁电路装置的光电耦合器U10、U11的输入端，励磁电路装置的输出端K1、K2接往励磁线圈。

本实用新型采用了数字脉冲电流励磁，其脉冲频率可以远离电网的交变频率，从而有效地减少了干扰，使传感信号更加稳定，提高了测量精度。利用了CAN现场总线，和相应的传输协议工作，使用性能改善，可支持分布式实时控制的串行通信网络，其通讯速率高，最高可达1Mbps，在5Kbps速率下，最大总线长度可达10Km。其通讯速率和传输距离明显高于Hart总线和RS485总线。

                         附图说明

图1是智能电磁流量计的电路结构框图。

图2是智能电磁流量计的电路原理图。

其中：I、输入电路II、滤波放大电路III、采样保持和差动放大电路

IV、A/D模数转换接口电路V、光电耦合电路VI、嵌入式单片机

VII、同步电子开关电路VIII、数字励磁电路IX、CAN现场总线输出电路

                       具体实施方式

以下结合上述图示的实施例作进一步的说明。

本电磁流量计根据法拉弟电磁感应原理工作的。导电液体沿测量管道流动时，通过切割磁力线而产生感应电动势，感应电动势的大小与其流速成正比，由管壁截面上下设置的电极测得感应电势便可以求得流量。即导电流体流经电极时，在励磁电流的作用下，从电极SIG1、SIG2得到电动势成为传感器的输出信号。其关系式为：

Q＝π/4(D²v)＝πDe/4B

其中：Q为流量，D为管路内径，B为磁通密度，v为平均流速，

      e为电动势。

智能电磁流量计主要由包括传感器的测量段机械部分和检测电路装置部分组成，其结构和工作框图如图1所示。其测量管1为非磁性体的金属管，设有线圈、铁芯和电极。两个电极2在励磁线圈3的数字脉冲励磁电流作用下产生感应电压信号，进入前置信号放大器4进行信号前置放大，而后经低通滤波器5作滤波放大，提高信噪比和信号量，再通过电容器耦合，消除直流分量和零点漂移，在同步电子开关11的控制下输入到采样电路6采样保持，再由A/D转换器7作模/数转换，转换后的数字信号经光电耦合器8隔离后送到MCU单片机9作流量运算处理，单片机输出控制信号一路连通同步开关11，另一路连通数字励磁电路装置10，控制脉冲励磁电流的输出，再一路输出到12显示。通讯输出信号则由CAN现场总线13连接输出，通往远端控制中心。