專利名稱：液體流量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液體流量計(jì)，屬于應(yīng)用電子測(cè)量技術(shù)的液體流速、流量測(cè)試計(jì)量?jī)x器。
目前，液體測(cè)量?jī)x表有超聲波流量計(jì)、渦階流量計(jì)、全管徑電磁流量計(jì)、插入式渦輪流量計(jì)、差壓流量計(jì)等。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用電子測(cè)量技術(shù)的液體流量計(jì)存在的共性問(wèn)題是由于不同速度段采用同樣的運(yùn)算系數(shù)，因水力學(xué)與電路方面所造成的非線性誤差給測(cè)量精度帶來(lái)較大影響，尤其對(duì)低流速段的測(cè)量精度影響更嚴(yán)重。雖然有些進(jìn)口儀表或國(guó)產(chǎn)全管電磁儀表性能較好，但價(jià)格昂貴，對(duì)于我國(guó)大多數(shù)用戶無(wú)法普通推廣應(yīng)用。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種性能穩(wěn)定可靠、下限流速低、在較寬測(cè)量范圍(0.03—10M)保證測(cè)量精度、安裝方便、價(jià)格低、用途廣(渾水、污水、清水、硫酸、鹽酸等)的液體流量計(jì)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一般應(yīng)用電子測(cè)量技術(shù)測(cè)量液體流速、流量的測(cè)量?jī)x表均由下述幾個(gè)部分組成，探頭部分將流速信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)換電路有將取樣信號(hào)放大、整型、校正的放大整型校正電路和將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)的電壓頻率轉(zhuǎn)換電路；流量積分處理電路將代表流速的頻率信號(hào)進(jìn)行積分算出流量數(shù)據(jù)。為了克服現(xiàn)有技術(shù)中不同流速段精度不能都保證的問(wèn)題，本技術(shù)方案在測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)換電路部分加了流速多點(diǎn)識(shí)別分段電路，它的輸入端接整型校正電路的輸出端，根據(jù)放大校正后測(cè)量信號(hào)電壓的高低將代表流速的頻率信號(hào)分成幾段分別輸出送給流量積分處理電路，以便單片機(jī)進(jìn)行多公式分段運(yùn)算，自動(dòng)校正非線性誤差。
本方案流速多點(diǎn)識(shí)別分段電路采用三組門電路，由測(cè)量流速信號(hào)電壓的高、中、低打開不同的門，將代表流速的頻率信號(hào)分成三段分別送至流量積分處理電路，單片機(jī)根據(jù)不同流速段相對(duì)應(yīng)的系數(shù)對(duì)流速信號(hào)作積分處理。
當(dāng)信號(hào)傳輸線較長(zhǎng)時(shí)，在流速多點(diǎn)識(shí)別分段電路和單片機(jī)之間可設(shè)頻率調(diào)制、解調(diào)電路，以便減少損耗。
現(xiàn)在對(duì)附圖進(jìn)行說(shuō)明

圖1給出了本實(shí)用新型的邏輯方框圖。探頭部將流速信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)送至放大整型校正電路經(jīng)過(guò)一系列的電路處理，再將電壓信號(hào)送至頻率轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成代表流速的頻率信號(hào)。流速多點(diǎn)識(shí)別分段電路是由放大整型校正電路輸出的電壓控制該電路中幾個(gè)門電路的工作狀態(tài)，將代表流速的頻率信號(hào)按流速高低分成幾段由不同門送出，再經(jīng)頻率調(diào)制電路將高頻疊加在原頻率轉(zhuǎn)換電路輸出的方波上傳輸至頻率解調(diào)器，由頻率解調(diào)器分離后的信號(hào)送至單片機(jī)，單片機(jī)取各流速段相對(duì)應(yīng)的系數(shù)對(duì)流速信號(hào)作積算，并將結(jié)果送外設(shè)顯示、打印或存貯。
圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖?，F(xiàn)結(jié)合圖2進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施例由探頭部分測(cè)得的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與流速成比例，經(jīng)電阻R35。R36送至由IC1—1、IC1—2、IC2組成的高輸入阻抗差分放大電路，信號(hào)放大3100倍后經(jīng)過(guò)N2、N3、IC3—1、IC3—2構(gòu)成的采樣保持電路送至IC4構(gòu)成的可變?cè)鲆娣糯笃?，?jīng)處理的信號(hào)送至IC6—1、IC6—4構(gòu)成的有源低通電路進(jìn)行整型，再送至IC6—3校正，得到與流速成比例的電壓信號(hào)。該信號(hào)一路被送到由IC6—2、IC7、N1組成的線性電壓頻率轉(zhuǎn)換電路，將代表流速的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成代表流速的頻率信號(hào)；另一路由R59送到由IC11A、IC11B、IC11C、IC16—1、IC16—2、IC16—3組成的流速多點(diǎn)識(shí)別分段電路的輸入端，當(dāng)R59送進(jìn)的電壓低于UR66時(shí)，IC11A，IC11B，IC11C均輸出高電平，這時(shí)只有IC16—3輸出為高使IC15起振；當(dāng)電壓高于UR66低于UR71時(shí)，IC11C為低，IC11A、IC11B為高，此時(shí)只有IC16—2為高使IC14起振；當(dāng)電壓高于UR71、低于UR72時(shí)，只有IC16—1為高，使IC13起振。IC13IC14、IC15的振蕩頻率分別代表各流速段。這個(gè)頻率波調(diào)制在IC7輸出的方波中，經(jīng)光電耦合器Q1送給由IC17A和IC16A構(gòu)成的解調(diào)器，分離成流速信號(hào)和流速段信號(hào)，流速信號(hào)送至單片機(jī)的P3、2口，流速段信號(hào)送至單片機(jī)P1、2口。單片機(jī)根據(jù)各流速段信號(hào)相對(duì)應(yīng)的系數(shù)對(duì)流速信號(hào)作積算，并將結(jié)果送給外設(shè)(顯示、打印、存貯)。本圖電源部分省略。
圖3是插入式電磁流量計(jì)探頭部分結(jié)構(gòu)圖。1是被測(cè)流體管、2是球閥，3是探頭、4是電纜接頭。
本實(shí)用新型采用流速多點(diǎn)識(shí)別分段技術(shù)解決了現(xiàn)有技術(shù)中不同流速段測(cè)量精度難以保證的技術(shù)難題，具有下限流速低、在較寬測(cè)量范圍內(nèi)(0.03～10M)保證精度的優(yōu)點(diǎn)，而且安裝方便、價(jià)格低、適用范圍廣。
本實(shí)用新型的實(shí)施例如圖2電路原理圖給出。對(duì)于插入式電磁流量計(jì)的探頭部分由圖3給出本實(shí)施方案。對(duì)于其他種類的流量計(jì)。探頭部分采用經(jīng)典結(jié)構(gòu)，取得測(cè)量信號(hào)同樣送至圖2給出的電路圖即可實(shí)施。
圖2中集成電路型號(hào)如下IC1為TL072，IC2、IC4為TL081，IC3、IC5為TL082，IC6為TL084，IC7、IC8為N1555，IC9為CD4093，IC10為CD4027，IC11為L(zhǎng)M301，IC13、IC14、IC15為TL084，IC16為MC4093，IC17為T4SL123，單片機(jī)為80C51。
權(quán)利要求1.一種液體流量計(jì)，由探頭部分、測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、流量積分處理電路、顯示部分組成，測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)換電路由信號(hào)放大整型校正電路、電壓頻率轉(zhuǎn)換電路組成，流量積分處理電路由單片機(jī)、接口電路和外設(shè)組成，探頭部分測(cè)得的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)送至信號(hào)放大整型校正電路經(jīng)放大、整型校正送至電壓頻率轉(zhuǎn)換電路，電壓頻率轉(zhuǎn)換電路輸出的代表流速的頻信號(hào)送至流量積分處理電路由單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，結(jié)果經(jīng)輸出接口送外設(shè)，其特征在于在測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)換電路中還設(shè)有流速多點(diǎn)識(shí)別分段電路，它的輸入端接整型校正電路的輸出端，由經(jīng)放大整型校正的測(cè)量信號(hào)電壓的高低控制流速多點(diǎn)識(shí)別分段電路將代表流速的頻率信號(hào)按流速高低分成幾段分別輸出送給流量積分處理電路，以便單片機(jī)進(jìn)行多公式分段運(yùn)算，自動(dòng)校正非線性誤差；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體流量計(jì)，其特征在于流速多點(diǎn)識(shí)別分段電路采用三組門電路，由測(cè)量流速信號(hào)電壓的高、中、低打開不同的門，將代表流速的頻率信號(hào)分成三段分別送至流量積分處理電路，以便單片機(jī)根據(jù)不同流速段取相對(duì)應(yīng)的系數(shù)對(duì)流速信號(hào)作積分處理；
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液體流量計(jì)，其特征在于在長(zhǎng)距離信號(hào)傳輸中，在流速多點(diǎn)識(shí)別分段電路和單片機(jī)之間設(shè)有調(diào)制電路和解調(diào)電路。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種液體流量計(jì)，它由探頭部分對(duì)流速信號(hào)取樣得電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)對(duì)信號(hào)放大、整型、校正、頻率轉(zhuǎn)換獲得與流速成比例的頻率信號(hào)，然后由流速多點(diǎn)識(shí)別分段電路將信號(hào)分成高、中、低速三段分別經(jīng)調(diào)制和解調(diào)電路送給單片機(jī)，單片機(jī)按不同速度段用不同的系數(shù)進(jìn)行積算并輸出顯示。本實(shí)用新型解決了因不同流速水力學(xué)與電路方面所造成的非線性誤差影響測(cè)量精度的難題。
文檔編號(hào)G01F1/56GK2224400SQ9421480
公開日1996年4月10日 申請(qǐng)日期1994年6月8日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月8日
發(fā)明者曾環(huán)勝, 王祥華, 王啟明, 蔡家躍 申請(qǐng)人:武漢長(zhǎng)深水務(wù)有限公司