[发明专利]电磁感应流量计的测量放大器结构

说明书

本发明涉及电磁感应流量计的测量放大器结构。

公知的是，可用电磁感应流量计来测量在一测量管内流动的带电流体的容积流量。测量管接触流体的部分不带电，因此，假如测量管是纯金属的，也就是说流体接触金属，根据法拉第感应定律通过磁场感应的电压也不会短路。磁场基本上是垂直于测量管的纵轴通过测量管的。

为了不干扰磁场，金属测量管当然不能是铁磁的，因此，它一般在内表面有一不带电的绝缘层。塑料测量管或陶瓷测量管不需要这种不带电绝缘层。

前述感应电压是借助于电流或电容测量电极来拾取的。电流测量电极穿透测量管管壁，从而接触流体，电容测量电极则置于测量管管壁之中，不与流体接触，或者置于测量管管壁之上。

在与EP-A548439相应的US-A5402685里，对用于带有唯一电子测量装置的多个电磁感应流动传感器的运行的结构进行了描述。该结构包括下列与本发明有关的部分：

-第一根装有2个电流测量电极和1个用于产生磁场的附属线圈的测量管，

-第二根装有2个电流测量电极和1个用于产生磁场的附属线圈的测量管，

-第三根装有2个电流测量电极和1个用于产生磁场的附属线圈的测量管，等

-倒数第二根装有2个电流测量电极和1个用于产生磁场的附属线圈的测量管，

-最后一根装有2个电流测量电极和1个用于产生磁场的附属线圈的测量管，

-一个测量电极电位的处理单元，

-一个用于产生线圈电流的发电机电路，

-一个用于把每一根测量管线圈与发电机电路，以及测量管测量电极与处理单元连接起来的转换结构。

关于测量电极信号的处理，US-A5402685仅一般地提到了US

-A4210022，4422337，4382387和4704908，这些文献描述了全部不带模拟/数字转换器的测量电路。

US-A5351554对电磁感应流量计的测量放大器结构进行了描述。

-该电磁感应流量计有一个测量管，测量管装有2个电流测量电极和1个用于产生磁场的线圈，

-该测量放大器结构包括：

--一个在其输入端与每个测量电极相连的差分级，

--一个接在所述差分级后的模拟/数字转换器，

--一个向所述模拟/数字转换器提供取样信号的脉冲发生器。

此外，在前述US-A5351554里还曾提到，在所述电路结构中，正如US-A4210022以及US-A4704908所述，可使用平衡装置，以平衡电化学干扰电压。

最后，在与EP-A521448相应的US-A5370000里对一种电磁感应流量计进行了描述，该电磁感应流量计包括下列与本发明有关的部分：

-一个装有第一和第二电流测量电极的测量管，

-一个借助线圈电流产生磁场的线圈结构，

-一个放大器结构，它包括：

一个连接在第一测量电极后的第一阻抗变换器，

--一个连接在第二测量电极后的第二阻抗变换器，

--一个第一转换开关，该开关的第一输入端连接着第一阻抗变换器的输出端，第二输入端连接着一电路零点，

--一个第二转换开关，该开关的第一输入端连接着第二阻抗变换器的输出端，第二输入端连接着上述电路零点，

--一个连接在第一转换开关和第二转换开关输出端后的模拟差分级，

--还有一个放大器，用于放大有线圈电流流过的电阻产生的电压，

--一个多路转换器、该多路转换器连接着差分级的输出端和所述放大器的输出端，

--一个连接着多路转换器的模拟/数字转换器。

前述测量放大器结构多次在实践中证明是有效的。它们比如用85毫安线圈电流工作。如果用它们来测量具有高固体组分(比如建筑业中流体混凝土里的石头或造纸业中纸桨里的木纤维)的流体，撞击测量电极的固体导致了干扰电压，并使有效信号/干扰信号比例变坏。

迄今，人们曾试图通过提高线圈电流，从而提高从测量电极拾取的感应电压的方式，来排除有效信号/干扰信号比例的变坏。然而，这需要更大的电源，更大的电源又表示更大的损失，从而从总体上造成更大的能源消耗。而且更大的电子设备机箱可能就必不可少了。

因此，本发明的一个任务是给出电磁感应流量计的测量放大器结构，借助于这些结构，亦可可靠地对含有固体的流体，尤其是具有高固体组分的流体进行处理。据此，尤其将能够放弃提高线圈电流值，也就是说，即使在固体组分高的情况下，也将能够用前述85毫安的线圈电流值向线圈供电。