[发明专利]气液两相流监测装置、系统及方法

权利要求书

1.一种气液两相流监测装置，其特征在于：包括主控模块(1)、激励模块(2)、丝网传感器(3)、接收模块(4)、通信模块(6)和电源模块(5)；所述主控模块(1)分别与激励模块(2)、接收模块(4)、通信模块(6)和电源模块(5)电连接；所述丝网传感器(3)分别与激励模块(2)和接收模块(4)电连接；

所述激励模块(2)包括：

极性转化电路(2a),用于将主控模块(1)产生的单极性方波信号转化为双极性方波激励信号，该极性转化电路(2a)与主控模块(1)电连接；

选通电路(2b),用于实现双极性方波激励信号的连续顺序的多路复用，该选通电路(2b)分别与主控模块(1)和极性转化电路(2a)电连接；

放大电路(2c),用于对选通电路(2b)输出的信号进行放大处理，该放大电路(2c)分别与选通电路(2b)和丝网传感器(3)的激励端电连接；

所述接收模块(4)包括：

互阻放大电路(4a),用于将接收到的电流信号转化为电压信号，该互阻放大电路(4a)与丝网传感器(3)的输出端电连接；

第一数字电位器电路(4b),用于调节互阻放大电路(4a)的增益，该第一数字电位器电路(4b)分别与互阻放大电路(4a)和主控模块(1)电连接；

电压放大电路(4c)，用于对互阻放大电路(4a)输出的电压信号进行放大处理，该电压放大电路(4c)与互阻放大电路(4a)电连接；

第二数字电位器电路(4d)，用于调节电压放大电路(4c)的增益，该第二数字电位器电路(4d)分别与电压放大电路(4c)和主控模块(1)电连接；

信号采集电路(4e)，用于对经电压放大电路(4c)放大后的电压信号进行采集，该信号采集电路(4e)分别与电压放大电路(4c)和主控模块(1)电连接；

所述主控模块(1)采用STM32最小系统，所述STM32最小系统通过具有定时器功能的IO管脚与激励模块(2)的输入端口连接，配置定时器寄存器实现方波信号输出，对激励模块(2)进行驱动；

所述STM32最小系统分别通过SPI接口与第一数字电位器电路(4b)和第二数字电位器电路(4d)电连接，通过对第一数字电位器电路(4b)的电阻值调节实现对互阻放大电路的增益倍数进行调控，通过对第二数字电位器电路(4d)的电阻值调节实现对电压放大电路的增益倍数进行调控；

所述STM32最小系统通过FSMC接口与信号采集电路(4e)电连接，实现对多通道数据的高效获取；

所述STM32最小系统通过RMII接口与通信模块(6)电连接；

所述极性转化电路(2a)包括电容C32、电容C35和电阻R12，所述电容C32的一端与主控模块(1)电连接，电容C32的另一端经电阻R12后接地，电容C32与电阻R12的连接点还经电容C35接地；

所述选通电路(2b)包括模拟开关U7、电阻R4至电阻R11，电容C7、电容C9、电容C22至电容C29；

所述模拟开关U7采用MAX4581CEE+芯片，模拟开关U7的7脚经电容C9后接地；模拟开关U7的16脚经电容C7后接地；模拟开关U7的13脚经电阻R4后接地，电容C22与电阻R4并联；模拟开关U7的14脚经电阻R5后接地，电容C23与电阻R5并联；模拟开关U7的15脚经电阻R6后接地，电容C24与电阻R6并联；模拟开关U7的12脚经电阻R7后接地，电容C25与电阻R7并联；模拟开关U7的1脚经电阻R8后接地，电容C26与电阻R8并联；模拟开关U7的5脚经电阻R9后接地，电容C27与电阻R9并联；模拟开关U7的2脚经电阻R10后接地，电容C28与电阻R10并联；模拟开关U7的4脚经电阻R11后接地，电容C29与电阻R11并联；

所述模拟开关U7的3脚与极性转化电路(2a)电连接；

所述模拟开关U7的12脚至15脚还分别与放大电路(2c)电连接。