[实用新型]一种导电液体流量测量的桥式流量测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及流量测量装置，尤其是涉及一种导电液体流量测量的桥式流量测量装置。

背景技术

流量测量方法和仪表的种类繁多，至今为止，可供工业用的流量仪表种类达60多种。品种如此之多的原因在于至今还没有找到一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都适用的流量仪表。每种产品都有它特定的适用性，也都有它的局限性。

在工业过程中，目前的流量测量方法有：涡轮式、科氏质量式、浮子式，涡街式、容积式、超声波式、差压式等等。然而，针对导电液体的流量测量，电磁式比其他方法简单，成本低。目前被广泛应用于工业过程中各种导电液体的体积流量测量，如各种酸、碱、盐等腐蚀性介质。电磁流量计主要由电磁流量传感器和电磁流量转换器两部分组成。电磁流量传感器主要有励磁线圈、测量管和感应电极组成。由于励磁线圈和导磁铁芯的尺寸比较大，造成电磁流量计的尺寸大、成本高，高频磁路的涡流损失和磁滞损失等问题。励磁线圈的感性负载效应使高频和双频励磁时的励磁电流在励磁方向切换后的半个周期内往往达不到稳定，从而导致电磁流量计的零点稳定性差。因此，电磁流量计的励磁线圈给流量计引入了很多难以解决的干扰，同时对于低电导率液体介质，小流量流体，电磁流量计的仪表精度明显降低。

如图1所示，德国科隆公司电磁流量计在标准条件下测量误差与流速的关系图。当流速小于1m/s时，测量误差明显增大。由于检测到的信号相对于干扰信号很微弱，因此难以测量。引入高放大倍数的放大器，然而这样就使得电磁流量计特别容易受外界电磁场的干扰，即使是很微弱的干扰在经过高倍放大后，对结果的影响也是巨大的，这样势必会大大影响仪表的准确度，对控制系统的稳定性和可靠性构成很大的隐患。如某些工程运行初期流速偏低，从测量精度出发，仪表口径应改用小管径，用变径管连接到管径上。因此，对于1m/s以下的小流速流量，在原来管道上实现流量的精确测量目前仍是一个难题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种导电液体流量测量的桥式流量测量装置。采用桥式流量测量装置，它不需要励磁线圈，结构简单，防止了外界电磁场的干扰，提高测量准确度。

本实用新型采用的技术方案是：

一、一种导电液体流量测量的桥式流量测量方法：

采用放置在测量管轴向截面两两对称的电极之间的集总参数阻抗组成惠斯登电桥，在惠斯登电桥一组对角电极上通以交流电激励，另一组对角电极上得到的输出电压信号与导电液体的流速成线性关系。

每个集总参数阻抗都是电极极化阻抗、欧姆阻抗和流体的速度梯度阻抗的综合，集总参数阻抗受流体流速、振荡驱动电压的幅值和频率、电极材料和导电流体的电导率的影响，当振荡器驱动电压的幅值和频率、电极材料和导电流体的电导率确定时，沿测量管道径向两个为一组的电极之间的集总参数阻抗保持不变，沿测量管道方向两个为一组的电极之间的集总参数阻抗随流体的流速而变化。

二、一种导电液体流量测量的桥式流量测量装置：

本实用新型包括振荡驱动电路、桥式流量测量传感器、放大器、整流滤波电路、零点校准电路、跟随器、A/D转换器、单片机、输出显示电路和D/A转换器；振荡驱动电路依次经桥式流量测量传感器、放大器、整流滤波电路、零点校准电路、跟随器、A/D转换器、单片机与输出显示电路连接，D/A转换器与单片机连接。

所述的桥式流量测量传感器是由放置在测量管轴向截面两两对称的电极之间的集总参数阻抗组成惠斯登电桥，一组对角电极中的一个接地，另一个接振荡驱动电路LM741的第6脚进行激励，另一组对角电极接放大器INA101的第10、5脚；测量管内表面有绝缘层衬里，测量管的两端面用法兰通过绝缘垫片或聚四氯乙烯塑胶片分别与两端被测管道连接。

所述的振荡驱动电路以LM741为核心，LM741的第6脚输出端与桥式流量测量传感器的一组对角电极的一个电极相接，一组对角电极的另一个电极接地，桥式流量测量传感器的另一组对角电极的一个电极接放大器INA101的第5脚，桥式流量测量传感器的另一组对角电极的另一个电极接放大器INA101的第10脚。

所述的放大器与整流滤波电路，整流滤波电路LM124的第一路运算放大器OP07-1的第3脚与放大器INA101的第8脚相接，OP07-1的第1脚与零点校准电路LM124第二路运算放大器OP07-2的第6脚相接。