專利名稱：采樣電路、檢測(cè)裝置、流儀表及流量信號(hào)檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)量領(lǐng)域，特別是涉及測(cè)量流體的采樣電路、檢測(cè)裝置、 流儀表及流量信號(hào)4金測(cè)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)流儀表一般用于測(cè)量流體體積，其原理來(lái)自于射流振蕩 器。當(dāng)流體通過(guò)具有射流振蕩器的流儀表時(shí)，流體在射流振蕩器中產(chǎn)生 振蕩，而振蕩頻率是由通過(guò)它的流體流動(dòng)速度決定的。通過(guò)射流振蕩器 的振蕩頻率可測(cè)量流體的速度，進(jìn)而得到通過(guò)流體的體積。
參閱圖1，中國(guó)專利號(hào)為ZL98218398.4的實(shí)用新型專利中公開(kāi)了一 種用于流體的射流振蕩器，其包括本體l,在本體l內(nèi)設(shè)有相互連通的 入水管15、振蕩室和左輸出流道19、右輸出流道21。其中振落室包括 左隔板18、右隔板20分隔成居中的主流道，以及居于左、右兩側(cè)的左 反饋通道17、右反饋通道28。在左、右反饋通道上各自形成左反射庫(kù) 斗16、右反射戽斗27,入水管相對(duì)于主流道是偏置的，其內(nèi)裝有高壓
上述振蕩器的振蕩原理為由高壓噴嘴射入振蕩室的射流，由于附 壁效應(yīng)會(huì)貼附在左隔板18或右隔板20。圖1中實(shí)線箭頭表示此射流貼 附在左隔板18上，進(jìn)而由左側(cè)輸出流道19射出。在由入水管15射入 的中速射流射入左輸出流道19的同時(shí)，也會(huì)有一小部分射入左反射庫(kù) 斗16。這一小部分水流被反射后就由左反饋通道17沖向噴嘴出口右邊， 由動(dòng)量合成的矢量法則，使后續(xù)射流不能貼附在左隔板18上面，而改 變?yōu)槿鐖D1中虛線箭頭所表示的那樣切換到右側(cè)循著右隔板20前進(jìn)。 大部分主流繼而通過(guò)右輸出流道21射出。與此同時(shí)，在大部分射流進(jìn) 入右輸出通道21的時(shí)候，另一小部分射流則被右反射庫(kù)斗27挑回到右 反饋通道28,又從右側(cè)逼迫入水管15射入的射流切換到右側(cè)，使水射流再次由左llr出流道19流出。如此完成"左側(cè)一右側(cè)一左側(cè)" 一個(gè)周 期并將循環(huán)往復(fù)、周而復(fù)始地交替變向射流，形成振蕩。
為;^測(cè)上述的振蕩，可以通過(guò)在振蕩室內(nèi)對(duì)流體施加》茲場(chǎng)，并由采 樣電路及其電極來(lái)檢測(cè)流體通過(guò)磁場(chǎng)時(shí)本身內(nèi)所產(chǎn)生的合成電壓，來(lái)對(duì) 振蕩進(jìn)行電磁檢測(cè)。最后通過(guò)流體振蕩頻率-電壓-流體速度-流量的 對(duì)應(yīng)關(guān)系，由檢測(cè)到的電壓來(lái)計(jì)算出流體的速度或流量。參閱圖2,是 現(xiàn)有技術(shù)采樣電路的原理框圖。所述采樣電路包括連接采樣電極的信號(hào) 檢測(cè)裝置、初級(jí)放大裝置及低通濾波裝置。信號(hào)檢測(cè)裝置還連接激勵(lì)裝 置。激勵(lì)裝置產(chǎn)生的激勵(lì)信號(hào)作用到采樣電極上，^r測(cè)裝置輸出采樣電 極檢測(cè)到的合成電壓信號(hào)到初級(jí)放大裝置。初級(jí)放大裝置對(duì)信號(hào)進(jìn)行放 大處理，后輸出到低通濾波，過(guò)濾掉不需要的信號(hào)后輸出到末級(jí)放大裝 置。
一般情況下，激勵(lì)裝置產(chǎn)生的激勵(lì)信號(hào)會(huì)經(jīng)過(guò)信號(hào)^r測(cè)裝置到達(dá)初 i U丈大裝置，當(dāng)無(wú)信號(hào)從采樣電極輸入到信號(hào)檢測(cè)裝置時(shí)，因?yàn)閷?shí)際的 初級(jí)放大裝置具有不完全對(duì)稱性，從激勵(lì)裝置進(jìn)入信號(hào)檢測(cè)裝置的激勵(lì) 信號(hào)會(huì)通過(guò)初級(jí)放大裝置和低通濾波裝置，導(dǎo)致末級(jí)放大裝置輸出無(wú)效 的計(jì)量信號(hào)，使;險(xiǎn)測(cè)結(jié)果出現(xiàn)誤差，影響流體;^會(huì)測(cè)結(jié)果的有效性。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行流量測(cè)量的采樣電路由于其放大電路不完全 對(duì)稱性而導(dǎo)致出現(xiàn)無(wú)效計(jì)量信號(hào)的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種采樣電 路、檢測(cè)裝置、流儀表及流量信號(hào)檢測(cè)方法，可以保證流體測(cè)量中計(jì)量 信號(hào)的有效性。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種采樣電路，包 括信號(hào)檢測(cè)單元、激勵(lì)單元、放大單元以及信號(hào)判定單元，所述激勵(lì)單 元輸出激勵(lì)信號(hào)到所述信號(hào)檢測(cè)單元，所述信號(hào)檢測(cè)單元輸出檢測(cè)電極 檢測(cè)到的液體流量信號(hào)到放大單元，所述信號(hào)判定單元用于判定所述放 大單元的輸出信號(hào)的信號(hào)頻率與所述激勵(lì)單元的激勵(lì)信號(hào)的信號(hào)頻率 是否相同，在信號(hào)頻率相同的情況下判定所述放大單元輸出的信號(hào)無(wú)效。
較優(yōu)實(shí)施方式中，進(jìn)一步包括偏置跟隨單元，用于輸入經(jīng)所述信號(hào) 檢測(cè)單元進(jìn)行疊加后的所述檢測(cè)電極的極化電壓差和激勵(lì)單元產(chǎn)生的 激勵(lì)信號(hào)，并且對(duì)所述極化電壓差和激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行疊加后的信號(hào)進(jìn)行整 流，產(chǎn)生隨環(huán)境溫度和環(huán)境濕度緩慢變化的直流偏置電壓，將所述直流 偏置電壓施加于所述信號(hào)檢測(cè)單元、放大單元、以及信號(hào)判定單元上。
較優(yōu)實(shí)施方式中，所述放大單元具體是初級(jí)^:大單元，并且所述采 樣電路進(jìn)一步包括低通濾波單元、次級(jí)放大單元以及末級(jí)放大單元，所 述初級(jí)放大單元的輸出端接所述次級(jí)放大單元，所述低通濾波單元接于
隨單元輸出的直流偏置電壓還進(jìn)一步施加于所述次級(jí)放大單元、末級(jí)放 大單元以及低通濾波單元上。
較優(yōu)實(shí)施方式中，所述次級(jí)放大單元與低通濾波單元之間采用電容 藕合的方式連接，所述次級(jí)放大單元與末級(jí)放大單元之間采用電容進(jìn)行竊合。
較優(yōu)實(shí)施方式中，所述低通濾波單元包括低通濾波放大器，所述低 通濾波放大器的輸出端接所述末級(jí)放大單元的輸入端，所述次級(jí)放大單 元的輸出端連接所述低通濾波放大器的正反饋輸入端，所述低通濾波放 大器的負(fù)反饋輸入端與低通濾波放大器的輸出端之間串接電容。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供一種檢測(cè)裝置， 包括檢測(cè)電極、采樣電路、信號(hào)判定單元以及處理器，所述采樣電路包 括信號(hào)檢測(cè)單元、激勵(lì)單元以及放大單元，所述激勵(lì)單元輸出激勵(lì)信號(hào) 到所述信號(hào)檢測(cè)單元，所述信號(hào)檢測(cè)單元輸出檢測(cè)電極檢測(cè)到的信號(hào)到 放大單元，所迷放大單元輸出計(jì)量信號(hào)到所述處理器，所述信號(hào)判定單 元用于判定所述放大單元輸出的計(jì)量信號(hào)頻率與所述激勵(lì)單元輸出的 激勵(lì)信號(hào)頻率是否相同，在信號(hào)頻率相同的情況下判定所述放大單元輸 出的信號(hào)無(wú)效，并觸發(fā)所述處理器丟棄所述信號(hào)。
較優(yōu)實(shí)施方式中，進(jìn)一步包括偏置跟隨單元，用于輸入經(jīng)所述信號(hào) 檢測(cè)單元進(jìn)行疊加后的所述檢測(cè)電極的極化電壓差和激勵(lì)單元產(chǎn)生的激勵(lì)信號(hào)，并且對(duì)所述極化電壓差和激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行疊加后的信號(hào)進(jìn)行整 流，產(chǎn)生隨環(huán)境溫度和環(huán)境濕度緩慢變化的直流偏置電壓，將所述直流 偏置電壓施加于所述信號(hào)檢測(cè)單元、放大單元、以及信號(hào)判定單元上。 較優(yōu)實(shí)施方式中，進(jìn)一步包括覆蓋在所述采樣電路上的電磁屏蔽罩。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的再一個(gè)方面是提供一種流儀表，包 括流體路徑、設(shè)置于所述流體路徑的檢測(cè)電極以及采樣電路，所述采樣 電路包括信號(hào)檢測(cè)單元、激勵(lì)單元以及放大單元，所述激勵(lì)單元輸出激 勵(lì)信號(hào)到所述信號(hào)檢測(cè)單元，所述信號(hào)檢測(cè)單元輸出檢測(cè)電極檢測(cè)到的 信號(hào)到放大單元，所述采樣電路還包括信號(hào)判定單元，用于判定所述 放大單元輸出的信號(hào)頻率是否為所述激勵(lì)單元輸出的激勵(lì)信號(hào)頻率，在
是所述激勵(lì)信號(hào)頻率的情況下判定所述放大單元輸出的信號(hào)無(wú)效；在所 述放大單元輸出的信號(hào)是預(yù)定電壓時(shí)判定所述放大單元輸出的信號(hào)有 效。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的再一個(gè)方面是提供一種流量信號(hào)檢 測(cè)方法，包括施加激勵(lì)信號(hào)到流體路徑中的檢測(cè)電極上；對(duì)所述檢測(cè) 電極4企測(cè)到的流量信號(hào)進(jìn)行放大；判斷所述經(jīng)放大的信號(hào)的信號(hào)頻率與 所述激勵(lì)信號(hào)的信號(hào)頻率是否相同，在信號(hào)頻率相同的情況下判定所述 放大單元輸出的信號(hào)無(wú)效。
本發(fā)明的有益效果是區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)流儀表的采樣電路由于其中 的放大電路不完全對(duì)稱性而導(dǎo)致出現(xiàn)無(wú)效計(jì)量信號(hào)的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明 通過(guò)對(duì)經(jīng)放大的流量計(jì)量信號(hào)的信號(hào)頻率與施加在電極上的激勵(lì)信號(hào) 的信號(hào)頻率進(jìn)行對(duì)比，判斷這兩個(gè)頻率是否相同，在信號(hào)頻率相同的情 況下判定所述^t大單元輸出的信號(hào)無(wú)效，也即在輸出的計(jì)量信號(hào)中剔除 由于激勵(lì)信號(hào)的存在而產(chǎn)生的錯(cuò)誤計(jì)量信號(hào)，確保測(cè)量輸出的計(jì)量信號(hào) 始終是實(shí)際的流量測(cè)量信號(hào)，保i正流體測(cè)量的有效性。


圖l是現(xiàn)有技術(shù)流儀表的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2現(xiàn)有技術(shù)流儀表中采樣電路的原理框圖3是本發(fā)明流儀表一實(shí)施方式的立體示意圖4是圖3流儀表的立體分解圖5是本發(fā)明采樣電路第一實(shí)施方式的原理框圖6是本發(fā)明采樣電路第二實(shí)施方式的原理框圖7是本發(fā)明采樣電路第三實(shí)施方式的原理框圖8是圖7采樣電路的具體電路圖9是圖3中A-A，方向的剖視圖IO是圖3中片狀機(jī)構(gòu)的正面示意圖ll是本發(fā)明檢測(cè)裝置第一實(shí)施方式的原理框圖12是本發(fā)明檢測(cè)裝置第二實(shí)施方式的原理框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
請(qǐng)參考圖3,是本發(fā)明流儀表實(shí)施方式的立體示意圖。所述流儀表 包括表體300。所述表體300包括具有流體路徑的振蕩發(fā)生器320 (如 圖4示)、以及分別接在所述流體路徑入口 、出口的入口接管210、出口 接管220。
參閱圖4，所述表體300還包括表殼310以及設(shè)置在表殼310內(nèi)的 所述振蕩發(fā)生器320。所述表殼310兩側(cè)邊具有開(kāi)口 311(另一側(cè)未示), 所述振蕩發(fā)生器320流體路徑的入口 321和出口 322 (如圖8示)外側(cè) 具有螺紋，對(duì)應(yīng)地所述入口接管210和出口接管220相應(yīng)端內(nèi)側(cè)具有螺 紋，利用所述螺紋，所述振蕩發(fā)生器320的入口 321和出口 322的結(jié)構(gòu) 部分分別旋入所述入口接管210和出口接管220,并且所述入口接管210 和出口接管220分別穿過(guò)所述表殼310兩側(cè)邊的開(kāi)口 311,然后采用緊 固螺母376固定在所述表殼310上。
為增加水密性，在所述入口接管210與緊固螺母376之間，以及在 出口接管220與緊固螺母376之間，設(shè)置0型密封圈373、 375以及環(huán) 形密封圈374。所述振蕩發(fā)生器320的流體路徑內(nèi)可產(chǎn)生流體振蕩，并采用檢測(cè)電 極331, 332， 333設(shè)置在其中進(jìn)行振蕩頻率的檢測(cè)。所述振蕩發(fā)生器320 的上下各設(shè)置上蓋357以及底板353。所述振蕩發(fā)生器320與底板353 之間還從上到下設(shè)置有振蕩發(fā)生器蓋板359以及硅膠墊351。所述振蕩 發(fā)生器蓋板359和振蕩發(fā)生器320之間采用超聲焊接工藝進(jìn)行焊接。所 述振蕩發(fā)生器320與上蓋357之間還從上到下設(shè)置有銘牌355、主控電 路板334、防水圈354以及采樣電路板335。所述采樣電路板335和主 控電路板334由電池組件361供電。所述上蓋357具有容納示數(shù)窗透明 鏡356的窗口 (未標(biāo)示)。所述上蓋357上面還包括一個(gè)翻蓋358，可打 開(kāi)觀看流儀表中主控電路板334上面的流量示數(shù)。
參閱圖5,所述采樣電路板335上的采樣電路包括信號(hào)檢測(cè)單元、 激勵(lì)單元、放大單元以及信號(hào)判定單元。所述激勵(lì)單元輸出激勵(lì)信號(hào)到 所述信號(hào)檢測(cè)單元。所述信號(hào)檢測(cè)單元輸出檢測(cè)電極331, 332, 333檢測(cè) 到的液體流量信號(hào)到放大單元。所述信號(hào)判定單元的輸入端分別連接所 述信號(hào)檢測(cè)單元和放大單元的輸出端，用于判定所述放大單元的輸出信 號(hào)的信號(hào)頻率與所述激勵(lì)單元的激勵(lì)信號(hào)的信號(hào)頻率是否相同，在信號(hào) 頻率相同的情況下判定所述放大單元輸出的信號(hào)無(wú)效并輸出判定信號(hào)； 在所述放大單元輸出的信號(hào)是預(yù)定電壓時(shí)判定所述放大單元輸出的信 號(hào)有效并輸出判定信號(hào)。
可以看出，區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)流儀表的采樣電路由于其中的放大電路 不完全對(duì)稱性而導(dǎo)致出現(xiàn)無(wú)效計(jì)量信號(hào)的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)對(duì)經(jīng)放 大的流量計(jì)量信號(hào)的信號(hào)頻率與施加在電才及331， 332， 333上的激勵(lì)信號(hào) 的信號(hào)頻率進(jìn)行對(duì)比，判斷這兩個(gè)頻率是否相同，在信號(hào)頻率相同的情 況下判定所述放大單元輸出的信號(hào)無(wú)效，也即在采樣電路輸出的計(jì)量信 號(hào)中剔除由于激勵(lì)信號(hào)的存在而產(chǎn)生的錯(cuò)誤計(jì)量信號(hào)，確保測(cè)量輸出的 計(jì)量信號(hào)始終是實(shí)際的流量測(cè)量信號(hào)，保證流體測(cè)量的有效性。其中， 信號(hào)判定單元在判斷經(jīng)放大的計(jì)量信號(hào)時(shí)，除判斷其頻率外還可以進(jìn)一 步判斷其信號(hào)類型，如果此計(jì)量信號(hào)是一個(gè)激勵(lì)信號(hào)頻率的方波信號(hào) 時(shí)，則判定其為無(wú)效的計(jì)量信號(hào)。參閱圖6，在具體的實(shí)施方式中，所述放大單元具體是初級(jí)放大單 元，并且所述采樣電路進(jìn)一步包括低通濾波單元、次級(jí)放大單元以及末 級(jí)放大單元。所述初級(jí)放大單元的輸出端接所述次級(jí)放大單元，所述低
之間。所述信號(hào)判定單元的輸入端改為接所述末級(jí)放大單元的輸出端， 并且還連接信號(hào)檢測(cè)單元。
參閱圖7和圖8，在另一實(shí)施方式中，所述采樣電路進(jìn)一步包括偏 置跟隨單元，其輸入端連接所述信號(hào)檢測(cè)單元，輸出端連接信號(hào)檢測(cè)單 元、初級(jí)》文大單元、次級(jí)》文大單元、低通濾波單元、末級(jí)》文大單元以及 信號(hào)判定單元，用于輸入經(jīng)所述信號(hào)檢測(cè)單元進(jìn)行疊加后的所述檢測(cè)電 極331, 332， 333的極化電壓差和激勵(lì)單元產(chǎn)生的激勵(lì)信號(hào)，并且對(duì)所述 極化電壓差和激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行疊加后的信號(hào)進(jìn)行整流，產(chǎn)生隨環(huán)境溫度和 環(huán)境濕度緩慢變化的直流偏置電壓，將所述直流偏置電壓施加于所述信 號(hào)檢測(cè)單元、初級(jí)放大單元、次級(jí)放大單元、低通濾波單元、末級(jí)放大 單元以及信號(hào)判定單元上。
本實(shí)施方式中增加的偏置跟隨單元，可以產(chǎn)生采樣電路需要的直流 偏置電壓，消除電極極化效應(yīng)的影響，減弱來(lái)自外界的由采樣電路感應(yīng) 的電磁信號(hào)對(duì)各級(jí)放大電路產(chǎn)生的影響，以及減弱環(huán)境溫度和環(huán)境濕度 對(duì)采樣電路的各級(jí)放大電路產(chǎn)生的影響，保證采樣電路輸出信號(hào)的^"度 和有效性。
在其他實(shí)施方式中，所述次級(jí)放大單元與低通濾波單元之間可以采 用電容藕合的方式連接，以隔離次級(jí)》文大單元與低通濾波單元之間的直
合，以隔離次級(jí)放大單元與末級(jí)放大單元之間的直流信號(hào)。所述低通濾 波單元包括低通濾波放大器U3C，其輸出端接所述末級(jí)放大單元的輸入 端。另外，次級(jí)放大單元通過(guò)電容13連接所述低通濾波放大器U3C的 正反饋輸入端，而所述低通濾波放大器U3C的輸出端與其負(fù)反饋輸入端 之間，也即管腳8與管腳9之間串接電容C9。所述電容C9可決定低通 濾波單元的可通過(guò)信號(hào)頻率帶寬。為屏蔽外界電磁波干擾、增強(qiáng)采樣電路的抗干擾性能、穩(wěn)定計(jì)量信 號(hào)的輸出，可進(jìn)一步增加覆蓋在所述采樣電路上的電》茲屏蔽罩。
另外，為得到較好形態(tài)的流體，可設(shè)計(jì)一些整流結(jié)構(gòu)，如下所述
一起參閱圖9，所述振蕩發(fā)生器320的流體路徑包括依次連通的入 口 321、楔形流道323、主流入口 324、主流道325以及出口 322。所述 振蕩發(fā)生器320的流體路徑還包括主流道325靠近出口 322處向兩側(cè)叉 開(kāi)的反饋流道328。所述反々貴流道328通過(guò)反々責(zé)流入口 326直通主流入 口 324。在主流道325的中央，還設(shè)置有分流劈329。
所述主流道325兩側(cè)為流體附著壁341。流體規(guī)則的擺動(dòng)式振蕩由 檢測(cè)裝置檢測(cè)，所述檢測(cè)裝置包括位于所述流體附著壁341外表面之外 的磁場(chǎng)發(fā)生裝置343、所述流體附著壁341附近的一對(duì)檢測(cè)電極331, 332、所述主流道325中央的另一電極333以及連接至所述4企測(cè)電極331, 332, 333的采樣激勵(lì)裝置。所述檢測(cè)電極331, 332從振蕩發(fā)生器320外 部伸入至所述流體路徑中。另外，所述流體附著壁341外表面是磁體貼 合壁342。所述磁場(chǎng)發(fā)生裝置343包括貼近流體附著壁341內(nèi)的一對(duì)磁 體334。所述磁體344可以位于距離流體附著壁341內(nèi)表面0 50mm毫 米的距離內(nèi)，以取得較好的磁激勵(lì)效果。
一起參閱圖10，所述振蕩發(fā)生器320流體路徑入口 321與入口接管 210之間還設(shè)置有具有多個(gè)流體通孔381的片狀機(jī)構(gòu)380，更具體地所 述片狀機(jī)構(gòu)380是設(shè)置于所述所述入口接管210與楔形流道323之間。 所述多個(gè)流體通孔381可以是平行的柵形通孔。此外，所述楔形流道323 較大開(kāi)口一側(cè)接所述片狀機(jī)構(gòu)380，較小開(kāi)口接所述振蕩發(fā)生器流體路 徑入口 321。
在本實(shí)施方式中，所述片狀機(jī)構(gòu)380以及楔形流道323 —起構(gòu)成對(duì) 流體進(jìn)行整流的整流裝置。發(fā)明人經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，所述整流裝置對(duì)流體 的測(cè)量非常重要，同時(shí)可明顯改善小流量特性。其中，所述片狀機(jī)構(gòu)380 起到輔助的預(yù)整流的作用，經(jīng)過(guò)預(yù)整流的流體再被楔形流道323進(jìn)一步 整流成射流。在這里楔形流道323對(duì)流體進(jìn)行最后的流體整形。所述楔 形流道323的整流原理這樣的流體從闊口處流進(jìn)窄形的長(zhǎng)方形出口 ，流體逐步被擠壓成具有一定速度的可形成明顯附壁效應(yīng)的射流，可取得
穩(wěn)定振蕩、并具有規(guī)整附壁形狀的流體，以被電極331,332,333準(zhǔn)確檢 測(cè)，有效提高流體測(cè)量的精度及穩(wěn)定度。
在本實(shí)施方式中，為進(jìn)一步取得穩(wěn)定的振蕩流體，在所述分流劈329 與所述流體路徑出口 322之間設(shè)置有專門(mén)形成流體旋渦的渦流區(qū)327。 發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在分流劈329背后至出口 322處設(shè)置的渦流區(qū)327 能取得明顯的旋渦，此旋渦對(duì)形成穩(wěn)定的流體振蕩非常重要。
此外，所述出口接管220還設(shè)置有防止流體反向流動(dòng)的單向?qū)Я餮b 置390。所述單向?qū)Я餮b置390可以取得如下技術(shù)效果
1、 在反向安裝時(shí)讓流儀表無(wú)法正常工作，有了這個(gè)裝置，流儀表 反向安裝時(shí)，流體無(wú)法通過(guò)；
2、 單向?qū)Я餮b置3卯的存在保證了流4義表正常工作時(shí)，振蕩發(fā)生 器320內(nèi)部充滿流體，保證電極331， 332, 333始終能接觸到流體，保證 采樣電路正常工作，并進(jìn)一步保證測(cè)量的精度。
此外，在所述出口接管220設(shè)置的單向?qū)Я餮b置390可進(jìn)一步保證 測(cè)量的精度；
另外，在所述分流劈329與所述流體路徑出口 322之間設(shè)置的渦流 區(qū)327可進(jìn)一步使振蕩發(fā)生器320始終取得穩(wěn)定的流體振蕩，進(jìn)一步保 證流體測(cè)量的精度。
值得說(shuō)明的是，上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明流儀表是為方便描述而舉的一個(gè) 例子，本發(fā)明流儀表的其他實(shí)施方式并不限于上述結(jié)構(gòu)。應(yīng)該理解，只 要包括具有流體路徑的振蕩發(fā)生器、以及分別接在所述流體路徑入口 、 出口的入口接管、出口接管，還包括對(duì)流體進(jìn)^f亍整流的整流裝置，所述
整流裝置設(shè)置于所述振蕩發(fā)生器流體路徑入口、或所述入口接管、或振 蕩發(fā)生器流體路徑入口與入口接管之間任一位置。具有此核心結(jié)構(gòu)的流 儀表都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。
而且，所述整流裝置可以是具有一定長(zhǎng)度的楔形流道323，其長(zhǎng)度 足以實(shí)現(xiàn)有效的流體整形即可。所述楔形流道323較大開(kāi)口一側(cè)接所述 入口接管210,較小開(kāi)口接所述振蕩發(fā)生器入口 321。擁有上述結(jié)構(gòu)的楔形流道323可單獨(dú)構(gòu)成本發(fā)明所述的整流裝置，可以不需要片狀機(jī)構(gòu) 380;又或者，本發(fā)明所述的整流裝置可以僅包括片狀機(jī)構(gòu)380,不需要 楔形流道323。因此，應(yīng)該可以理解，本發(fā)明所述的整流裝置并不限于 所述楔形流道323或片狀4幾構(gòu)380的結(jié)構(gòu)形態(tài)，可以是其他具有整流效 果的一切結(jié)構(gòu)。
在其他實(shí)施方式中，所述整流裝置是具有多個(gè)流體通孔的片狀機(jī) 構(gòu)，或者是具有一定長(zhǎng)度的楔形流道，所述楔形流道較大開(kāi)口一側(cè)朝外， 較小開(kāi)口接所述振蕩發(fā)生器入口 ，或者是所述片狀機(jī)構(gòu)和楔形流道的結(jié) 合，所述楔形流道較大開(kāi)口一側(cè)接所述片狀機(jī)構(gòu)，較小開(kāi)口接所述振蕩 發(fā)生器流體路徑入口。
參閱圖11，本發(fā)明還公開(kāi)一種檢測(cè)裝置，包括檢測(cè)電極、采樣電路、 信號(hào)判定單元以及處理器，所述采樣電路包括信號(hào)檢測(cè)單元、激勵(lì)單元 以及放大單元，所述激勵(lì)單元輸出激勵(lì)信號(hào)到所述信號(hào)檢測(cè)單元，所述 信號(hào)檢測(cè)單元輸出檢測(cè)電極檢測(cè)到的信號(hào)到放大單元，所述放大單元輸 出計(jì)量信號(hào)到所述處理器，所述信號(hào)判定單元用于判定所述放大單元輸 出的計(jì)量信號(hào)頻率與所述激勵(lì)單元輸出的激勵(lì)信號(hào)頻率是否相同，在信 號(hào)頻率相同的情況下判定所述放大單元輸出的信號(hào)無(wú)效，并觸發(fā)所述處 理器丟棄所述信號(hào)。
參閱圖12，在上述的檢測(cè)裝置實(shí)施方式基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步包括偏置 跟隨單元，用于輸入經(jīng)所述信號(hào)檢測(cè)單元進(jìn)行疊加后的所述檢測(cè)電極的 極化電壓差和激勵(lì)單元產(chǎn)生的激勵(lì)信號(hào)，并且對(duì)所述極化電壓差和激勵(lì) 信號(hào)進(jìn)行疊加后的信號(hào)進(jìn)行整流，產(chǎn)生隨環(huán)境溫度和環(huán)境濕度緩慢變化 的直流偏置電壓，將所述直流偏置電壓施加于所述信號(hào)檢測(cè)單元、放大 單元、以及信號(hào)判定單元上。而且，還可以進(jìn)一步包括覆蓋在所述采樣 電路上的電磁屏蔽罩。
此外，本發(fā)明還公開(kāi)一種流儀表，其結(jié)構(gòu)可以如上述圖3、圖4、 圖8中的流儀表所示。所述流儀表包括流體路徑、設(shè)置于所述流體路徑 的檢測(cè)電極以及采樣電路。所述采樣電路包括信號(hào)檢測(cè)單元、激勵(lì)單元 以及放大單元。所述激勵(lì)單元輸出激勵(lì)信號(hào)到所述信號(hào)檢測(cè)單元，所述信號(hào)檢測(cè)單元輸出檢測(cè)電極檢測(cè)到的信號(hào)到放大單元，所述采樣電路還
包括信號(hào)判定單元，用于判定所述放大單元輸出的信號(hào)頻率是否為所 述激勵(lì)單元輸出的激勵(lì)信號(hào)頻率，在是所述激勵(lì)信號(hào)頻率的情況下判定 所述放大單元輸出的信號(hào)無(wú)效；在所述放大單元輸出的信號(hào)是預(yù)定電壓 時(shí)判定所述放大單元輸出的信號(hào)有效。
在將本發(fā)明應(yīng)用到具體的流程中，可提出 一種流量信號(hào)檢測(cè)方法， 包括以下步驟
A、 施加激勵(lì)信號(hào)到流體路徑中的檢測(cè)電極上；
B、 對(duì)所述檢測(cè)電極檢測(cè)到的流量信號(hào)進(jìn)行放大；
C、 判定所述經(jīng)放大的信號(hào)的信號(hào)頻率與所述激勵(lì)信號(hào)的信號(hào)頻率 是否相同，在信號(hào)頻率相同的情況下判定所述放大單元輸出的信號(hào)無(wú) 效。
同理，釆用所述的流量信號(hào)檢測(cè)方法，可在輸出的計(jì)量信號(hào)中剔除 由于激勵(lì)信號(hào)的存在而產(chǎn)生的錯(cuò)誤計(jì)量信號(hào)，確保測(cè)量輸出的計(jì)量信號(hào) 始終是實(shí)際的流量測(cè)量信號(hào)，保證流體測(cè)量的有效性。
以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種采樣電路、檢測(cè)裝置、流儀表及流量信 號(hào)才企測(cè)方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及 實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施方式的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的 方法及其思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想， 在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)
容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1. 一種采樣電路，包括信號(hào)檢測(cè)單元、激勵(lì)單元以及放大單元，所述激勵(lì)單元輸出激勵(lì)信號(hào)到所述信號(hào)檢測(cè)單元，所述信號(hào)檢測(cè)單元輸出檢測(cè)電極檢測(cè)到的液體流量信號(hào)到放大單元，其特征在于，還包括信號(hào)判定單元，用于判斷所述放大單元的輸出信號(hào)的信號(hào)頻率與所述激勵(lì)單元的激勵(lì)信號(hào)的信號(hào)頻率是否相同，在信號(hào)頻率相同的情況下判定所述放大單元輸出的信號(hào)無(wú)效。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣電路，其特征在于進(jìn)一步包括偏 置跟隨單元，用于輸入經(jīng)所述信號(hào)檢測(cè)單元進(jìn)行疊加后的所述檢測(cè)電極 的極化電壓差和激勵(lì)單元產(chǎn)生的激勵(lì)信號(hào)，并且對(duì)所述極化電壓差和激 勵(lì)信號(hào)進(jìn)行疊加后的信號(hào)進(jìn)行整流，產(chǎn)生隨環(huán)境溫度和環(huán)境濕度緩慢變 化的直流偏置電壓，將所述直流偏置電壓施加于所述信號(hào)檢測(cè)單元、放 大單元、以及信號(hào)判定單元上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的采樣電路，其特征在于所述放大單元 具體是初級(jí)放大單元，并且所述采樣電路進(jìn)一步包括低通濾波單元、次 級(jí)放大單元以及末級(jí)放大單元，所述初級(jí)放大單元的輸出端接所述次級(jí) 放大單元，所述低通濾波單元接于所述次級(jí)放大單元的輸出端與末級(jí)放 大單元的輸入端之間，所述偏置跟隨單元輸出的直流偏置電壓還進(jìn)一步 施加于所述次級(jí)放大單元、末級(jí)放大單元以及低通濾波單元上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的采樣電路，其特征在于所 述次級(jí)放大單元與低通濾波單元之間采用電容藕合的方式連接，所述次 級(jí)放大單元與末級(jí)放大單元之間采用電容進(jìn)行藕合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的采樣電路，其特征在于所述低通濾波 單元包括低通濾波放大器，所述低通濾波放大器的輸出端接所述末級(jí)放 大單元的輸入端，所述次級(jí)放大單元的輸出端連接所述低通濾波放大器 的正反饋輸入端，所述低通濾波放大器的負(fù)反饋輸入端與低通濾波放大 器的輸出端之間串接電容。
6. —種檢測(cè)裝置，包括檢測(cè)電極、采樣電路以及處理器，所述采樣電路包括信號(hào)檢測(cè)單元、激勵(lì)單元以及放大單元，所述激勵(lì)單元輸 出激勵(lì)信號(hào)到所述信號(hào)檢測(cè)單元，所述信號(hào)檢測(cè)單元輸出檢測(cè)電極檢測(cè) 到的信號(hào)到放大單元，所述放大單元輸出計(jì)量信號(hào)到所述處理器，其特征在于，還包括信號(hào)判定單元，用于判斷所述放大單元輸出的計(jì)量信號(hào)頻率與所述 激勵(lì)單元輸出的激勵(lì)信號(hào)頻率是否相同，在信號(hào)頻率相同的情況下判定 所述放大單元輸出的信號(hào)無(wú)效，并觸發(fā)所述處理器丟棄所述信號(hào)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測(cè)裝置，其特征在于進(jìn)一步包括偏 置跟隨單元，用于輸入經(jīng)所述信號(hào)檢測(cè)單元進(jìn)行疊加后的所述檢測(cè)電極 的極化電壓差和激勵(lì)單元產(chǎn)生的激勵(lì)信號(hào)，并且對(duì)所述極化電壓差和激 勵(lì)信號(hào)進(jìn)行疊加后的信號(hào)進(jìn)行整流，產(chǎn)生隨環(huán)境溫度和環(huán)境濕度緩慢變 化的直流偏置電壓，將所述直流偏置電壓施加于所述信號(hào)檢測(cè)單元、放 大單元、以及信號(hào)判定單元上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所迷的檢測(cè)裝置，其特征在于進(jìn)一步包括覆 蓋在所述采樣電路上的電磁屏蔽罩。
9. 一種流儀表，包括流體路徑、設(shè)置于所述流體路徑的檢測(cè)電極 以及采樣電路，所述采樣電路包括信號(hào)檢測(cè)單元、激勵(lì)單元以及放大單 元，所述激勵(lì)單元輸出激勵(lì)信號(hào)到所述信號(hào)檢測(cè)單元，所述信號(hào)檢測(cè)單 元輸出檢測(cè)電極檢測(cè)到的信號(hào)到放大單元，其特征在于，所述采樣電路 還包括信號(hào)判定單元，用于判斷所述放大單元輸出的信號(hào)頻率是否為所述 激勵(lì)單元輸出的激勵(lì)信號(hào)頻率，在是所述激勵(lì)信號(hào)頻率的情況下判定所 述放大單元輸出的信號(hào)無(wú)效；在所述放大單元輸出的信號(hào)是預(yù)定電壓時(shí) 判定所述放大單元輸出的信號(hào)有效。
10. —種流量信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于，包括 施加激勵(lì)信號(hào)到流體路徑中的檢測(cè)電極上；對(duì)所述檢測(cè)電極檢測(cè)到的流量信號(hào)進(jìn)行放大； 判斷所述經(jīng)放大的信號(hào)的信號(hào)頻率與所述激勵(lì)信號(hào)的信號(hào)頻率是 否相同，在信號(hào)頻率相同的情況下判定所述放大單元輸出的信號(hào)無(wú)效。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種采樣電路、檢測(cè)裝置、流儀表及流量信號(hào)檢測(cè)方法。所述流儀表包括流體路徑、設(shè)置于所述流體路徑的檢測(cè)電極以及采樣電路，所述采樣電路包括信號(hào)檢測(cè)單元、激勵(lì)單元以及放大單元，所述激勵(lì)單元輸出激勵(lì)信號(hào)到所述信號(hào)檢測(cè)單元，所述信號(hào)檢測(cè)單元輸出檢測(cè)電極檢測(cè)到的信號(hào)到放大單元，所述采樣電路還包括信號(hào)判定單元，用于判定所述放大單元輸出的信號(hào)頻率是否為所述激勵(lì)單元輸出的激勵(lì)信號(hào)頻率，在是所述激勵(lì)信號(hào)頻率的情況下判定所述放大單元輸出的信號(hào)無(wú)效；在所述放大單元輸出的信號(hào)是預(yù)定電壓時(shí)判定所述放大單元輸出的信號(hào)有效。本發(fā)明可以解決流儀表中采樣電路的誤計(jì)數(shù)問(wèn)題，保證流體測(cè)量信號(hào)的有效性。
文檔編號(hào)G01F1/32GK101441096SQ20081021801
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月2日
發(fā)明者王湘明, 王順萬(wàn) 申請(qǐng)人:深圳市思達(dá)儀表有限公司