一种电磁流量计的非满管检测电路制造技术

本发明专利技术种电磁流量计的非满管检测电路，它包括CPU激励信号波形变换电路、一级无源低通滤波电路、差分信号放大电路、有源滤波电路和绝对值变换电路，CPU激励信号波形变换电路一端获取高频脉冲信号，另一端与一级无源低通滤波电路连接，一级无源低通滤波电路连接差分信号放大电路连接；有源滤波电路中的电压跟随电路连接二阶有源高通滤波电路，该差分放大电路还与电压跟随电路连接，二阶有源高通滤波电路与绝对值变换电路连接，绝对值变换电路输出检测信号，差分运放的输入端采用RC组成的π型滤波电路能够有效滤除非满管时液体流动造成尖峰噪声，减少干扰，总的本发明专利技术具有实时在线监测、响应速度快、较好的噪声抑制能力、检测性能稳定可靠的优点。

Non full pipe detection circuit for electromagnetic flowmeter

Non full pipe detection circuit of the invention for electromagnetic flowmeter, which comprises a CPU waveform transform circuit, a passive low-pass filter circuit, differential signal amplification circuit, active filter circuit and absolute value conversion circuit, CPU waveform transform circuit is to obtain high-frequency pulse signal, and the other end of a passive low pass the filter circuit is connected, a passive low-pass filter circuit connected to the differential signal amplifying circuit is connected with the active filter circuit; voltage follower circuit connecting the two order active high pass filter circuit, the differential amplifier circuit and a voltage follower circuit connected to the two order active high pass filter circuit and the converting circuit is connected with the absolute value, an output conversion circuit detection the absolute value of the signal, PI type filter circuit, differential amplifier input using RC modules can effectively filter out the non full pipe when the fluid flow caused by the spike noise The invention has the advantages of real-time on-line monitoring, fast response speed, good noise suppression ability and stable and reliable detection performance.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种检测电路，具体涉及一种电磁流量计的非满管检测电路。
技术介绍
目前现有电路将检测信号叠加在流量测量信号的电路通路上，采用模拟开关分时切换选择，并且每隔20S发送一个脉冲宽度的激励信号，因此动态响应很慢，同时当管道内的流体从满管状态变成非满管状态时检测的响应速度很慢、非满管检测不稳定、非满管检测的可靠性很低，电磁流量计非满管时，管道内的介质不能完全充满管道，因此有一部分空气在里面，当管道内的液体流动时，管道内的尖峰噪声会很大，尖峰信号可能淹没检测信号。电磁流量计测量的条件是需要导电液体充满测量管道，这是因为不满管的面积不确定，不能得到实际流过测量管的正确流量，反而还可能带来各种干扰信号。这种不真实的测量作为计量会引起贸易的纠纷，作为生产过程控制将造成调节与控制的失误。因此，在智能化电磁流量计电路设计中，必须设计空管检测电路，来报警传感器测量管道的非满管状态。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供了一种电磁流量计的非满管检测电路，以解决现有响应速度慢，非满管检测不稳定、可靠性低等缺陷。为实现上述目的，本专利技术之一种电磁流量计的非满管检测电路，它包括一CPU激励信号波形变换电路、一一级无源低通滤波电路、一差分信号放大电路、一有源滤波电路和一绝对值变换电路，所述CPU激励信号波形变换电路的输入端获取高频脉冲信号，输出端与所述一级无源低通滤波电路输入端连接，所述一级无源低通滤波电路的输出端连接与所述差分信号放大电路的输入端连接；所述有源滤波电路包括一电压跟随电路和一二阶有源高通滤波电路，所述电压跟随电路的输出端连接所述所述二阶有源高通滤波电路的输入端，所述该差分放大电路的输出端与所述电压跟随电路输入端连接，所述二阶有源高通滤波电路的输出端与所述绝对值变换电路的输入端连接，所述绝对值变换电路输出检测信号。进一步地，所述的CPU激励信号波形变换电路包括第一电容C1、第二电容C2和第五电容C5，还包括有第一电阻R1、第二电阻R2、第四电阻R4和第五电阻R5，所述第一电容C1前端连接所述CPU高频脉冲信号，所述第一电容C1后端经第四电阻R4后接地，经第一电阻R1后连接+3.3V电源，所述第一电容C1后端连接所述第二电容C2前端，所述第二电容C2后端经第二电阻R2电性分别连接所述第五电阻R5和所述第五电容C5前端，所述第五电阻R5和所述第五电容C5后端接地，所述第二电容C2后端输出信号SIG_CON。进一步地，所述的一级无源滤波电路包括第三电阻R3和第六电阻R6，还包括第四电容C4和第八电容C8，所述第三电阻R3的前端连接所述输出信号SIG_CON，后端连接所述第四电容C4前端，所述第三电阻R3与所述第四电容C4组成隔直耦合电路，所述第六电阻R6的前端接地，后端连接所述第八电容C8前端，所述第六电阻R6与所述第八电容C8组成隔直耦合电路；所述一级无源滤波电路还包括有第十六电阻R16、第三十九电阻R39、第六电容C6、第七电容C7和第九电容C9，所述第十六电阻R16与所述第六电容C6组成低通滤波电路，所述第三十九电阻R39与所述第九电容C9组成低通滤波电路，所述第十六电阻R16的前端连接所述第四电容C4的后端，所述第十六电阻R16的后端连接第六电容C6的前端，所述第六电容C6的后端接地，所述第三十九电阻R39的前端连接所述第八电容C8的后端，后端连接所述第九电容C9的前端，所述第九电容C9的后端接地，所述第七电容C7跨接在第六电容C6和第九电容C9的两端，所述第十六电阻R16后端输出正信号SIG_IN+，所述第三十九电阻R39的后端输出负信号SIG_IN-。进一步地，所述的差分信号放大电路包括一AD8221，所述AD8221的正端4脚连接上述的一级低通滤波电路的输出正信号SIG_IN+，负端1脚连接上述的一级低通滤波电路的输出负信号SIG_IN-，所述AD8221芯片的2脚和3脚之间连接可调节放大倍数的第十七电阻R17，所述AD8221芯片的6脚接地，所述AD8221芯片的7脚输出VOUT_AD620连接后级电路，所述AD8221芯片的8脚连接第三十七电容C37、第三电容C3和第十三电阻R13的一端，所述第三十七电容C37和第三电容C3另一端连接并接地，所述第十三电阻R13另一端连接正电源+12V，所述AD8221芯片的5脚连接第十电容C10、第十一电容C11和第二十电阻R20一端，所述第十电容C10和第十一电容C11另一端连接并接地，所述第二十电阻R20另一端连接负电源-12V。进一步地，所述的电压跟随电路包括有运放U3，所述运放U3的同相端3脚连接所述输出信号VOUT_AD620，运放U3的2脚连接6脚，正电源端7脚连接+12V，负电源端4脚连接-12V；所述二阶高通滤波电路包括有运放U1A、第十二电容C12、第十三电容C13、第八电阻R8和第十一电阻R11，所述第十二电容C12的后端连接电阻R8的前端，所述电容C13的后端连接运放U1A的同相输入端3脚，所述电阻R8的后端连接运放U1A的1脚，所述运放U1A的1脚和2脚连接，所述电阻R11的前端连接的同相输入端3脚，所述电阻R11的后端接地，所述运放U1A输出信号U1A_OUT。进一步地，所述的绝对值变换电路包括有第七电阻R7、第九电阻R9、第十电阻R10、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第十四电容C14，所述第九电阻R9的前端连接所述输出信号U1A_OUT，所述第九电阻R9的后端连接运放U1B的反相输入端6脚，所述运放U1B的同相输入端5脚连接地，所述第一二极管D1的阳极连接运放U1B的6脚，所述第一二极管D1的阴极连接运放U1B的7脚，所述第二二极管D2的阳极连接运放U1B的7脚，所述第二二极管D2的阴极连接第三二极管D3的阳极，所述第三二极管D3的阴极连接地，所述第七电阻R7的前端连接运放U1B的6脚，所述第七电阻R7的后端连接二极管D3的阳极，所述第十电阻R10的前端连接二极管D3的阳极，后端连接第十四电容C14的前端，所述第十四电容C14的后端连接地。进一步地，所述的绝对值电路变换后的输出信号EMP连接到CPU的AD采样输入端。本专利技术与现有技术相比，其有益效果是：CPU激励信号波形变换电路采用两级高通滤波电路和电阻分压电路组成，一级无源低通滤波电路采用RC耦合电路和RC滤波电路，差分信号放大电路为仪表放大电路，采用由U2组成的将差动信号放大的高精度仪表放大电路，有源滤波电路采用由运放U3组成的电压跟随电路和运放U1A组成的二阶巴特沃斯高通滤波电路，绝对值变换电路用于将信号正半周的检波和信号负半周的翻转，采用独立的检测设计原理，使用持续的高频脉冲信号，且是实时监测的，阻尼时间只有2S左右，大大提高了检测的灵敏度，同时电磁流量计非满管时，差分运放的输入端采用RC组成的π型滤波电路能够有效滤除非满管时液体流动造成尖峰噪声，减少干扰，且具有优异的交流特性，共模抑制比很高，能够的解决干扰信号在信号输入电路产生的差模干扰对测量产生的影响，总的本专利技术具有实时在线监测、响应速度快、较好的噪声抑制能力、检测性能稳定可靠的优点。附图说明图1是本专利技术一种电磁流量计的非满管检测电路的原理框图；图2是CPU激励信号波形变换电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁流量计的非满管检测电路，它包括一CPU激励信号波形变换电路、一一级无源低通滤波电路、一差分信号放大电路、一有源滤波电路和一绝对值变换电路，其特征在于：所述CPU激励信号波形变换电路的输入端获取高频脉冲信号，输出端与所述一级无源低通滤波电路输入端连接，所述一级无源低通滤波电路的输出端连接与所述差分信号放大电路的输入端连接；所述有源滤波电路包括一电压跟随电路和一二阶有源高通滤波电路，所述电压跟随电路的输出端连接所述所述二阶有源高通滤波电路的输入端，所述该差分放大电路的输出端与所述电压跟随电路输入端连接，所述二阶有源高通滤波电路的输出端与所述绝对值变换电路的输入端连接，所述绝对值变换电路输出检测信号。

【技术特征摘要】
1.一种电磁流量计的非满管检测电路，它包括一CPU激励信号波形变换电路、一一级无源低通滤波电路、一差分信号放大电路、一有源滤波电路和一绝对值变换电路，其特征在于：所述CPU激励信号波形变换电路的输入端获取高频脉冲信号，输出端与所述一级无源低通滤波电路输入端连接，所述一级无源低通滤波电路的输出端连接与所述差分信号放大电路的输入端连接；所述有源滤波电路包括一电压跟随电路和一二阶有源高通滤波电路，所述电压跟随电路的输出端连接所述所述二阶有源高通滤波电路的输入端，所述该差分放大电路的输出端与所述电压跟随电路输入端连接，所述二阶有源高通滤波电路的输出端与所述绝对值变换电路的输入端连接，所述绝对值变换电路输出检测信号。2.根据权利要求1所述的一种电磁流量计的非满管检测电路，其特征在于：所述的CPU激励信号波形变换电路包括第一电容C1、第二电容C2和第五电容C5，还包括有第一电阻R1、第二电阻R2、第四电阻R4和第五电阻R5，所述第一电容C1前端连接所述CPU高频脉冲信号，所述第一电容C1后端经第四电阻R4后接地，经第一电阻R1后连接+3.3V电源，所述第一电容C1后端连接所述第二电容C2前端，所述第二电容C2后端经第二电阻R2电性分别连接所述第五电阻R5和所述第五电容C5前端，所述第五电阻R5和所述第五电容C5后端接地，所述第二电容C2后端输出信号SIG_CON。3.根据权利要求1所述的一种电磁流量计的非满管检测电路，其特征在于：所述的一级无源滤波电路包括第三电阻R3和第六电阻R6，还包括第四电容C4和第八电容C8，所述第三电阻R3的前端连接所述输出信号SIG_CON，后端连接所述第四电容C4前端，所述第三电阻R3与所述第四电容C4组成隔直耦合电路，所述第六电阻R6的前端接地，后端连接所述第八电容C8前端，所述第六电阻R6与所述第八电容C8组成隔直耦合电路；所述一级无源滤波电路还包括有第十六电阻R16、第三十九电阻R39、第六电容C6、第七电容C7和第九电容C9，所述第十六电阻R16与所述第六电容C6组成低通滤波电路，所述第三十九电阻R39与所述第九电容C9组成低通滤波电路，所述第十六电阻R16的前端连接所述第四电容C4的后端，所述第十六电阻R16的后端连接第六电容C6的前端，所述第六电容C6的后端接地，所述第三十九电阻R39的前端连接所述第八电容C8的后端，后端连接所述第九电容C9的前端，所述第九电容C9的后端接地，所述第七电容C7跨接在第六电容C6和第九电容C9的两端，所述第十六电阻R16后端输出正信号SIG_IN+，所述第三十九电阻R39的后端输出负信号SIG_IN-。4.根据权利要求1所述的一种电磁流量计的非满管检测电路，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海鑫，张小峰，邓建清，师光辉，严帅，严冲冲，
申请(专利权)人：中船重工环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42