基于三级放大电路及电源管理器的液体体积流量监控系统技术方案

本发明专利技术公开了基于三级放大电路及电源管理器的液体体积流量监控系统，包含数据采集终端以及与其连接的远程监控终端，所述数据采集终端包含微控制器模块、流量传感器、模数转换电路、三级放大电路、数据传输模块、电源管理器和电源模块；本发明专利技术测量精度高、稳定性好、可靠性高，通过输出励磁信号驱动流量传感器的励磁线圈产生磁场，并负责采集与处理流量传感器输出的感应电动势，进而精确计算出导电液体的体积流量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种流量计，尤其涉及基于三级放大电路及电源管理器的液体体积流量监控系统，属于流量检测控制领域。
技术介绍
电磁流量计是一种测量导电介质体积流量的计量仪表，具有测量精度高、稳定性好、可靠性高等特点。电磁流量计除可测量一般导电液体的流量外，还可测量液固两相液体、高粘度液体及盐类、强酸、强碱液体的体积流量，可广泛应用于水泥、化工、轻纺、冶金、矿山、造纸、医药、给排水、食品饮料、环保等工业技术部门，其产品的性能、质量和可靠性对上述企业的经济效益有着重要的影响。传统电磁流量计一般采用8位或16位的单片机，单片机处理性能较弱和外围接口少，同时不合适做低功耗设计；针对用电池供电的电磁流量计，系统需使用低功耗、高处理性的32位处理器。例如申请号为“201110090018.1”的一种电磁流量计,其将微分噪音检测为大的值,提高了异常判定的可靠性。该电磁流量计将从正励磁期间至无励磁期间的过渡开始到经过规定期间为止的无励磁期间设为第1期间(T1),将从负励磁期间至无励磁期间的过渡开始到经过规定期间为止的无励磁期间设为第2期间(T2),就每个第1期间(T1)以及第2期间(T2)求出此时的检测电极(4a)所产生电压与检测电极(4b)所产生的电压之和作为电极间的电压和,根据该电极间的电压和,判定电磁流量计的异常(排空检测、绝缘性的异物附着在电极上等)。又如申请号为“201110049402.7”的一种电磁流量计，包括传感器和转换器，所述传感器包括励磁线圈、电极、导管，所述转换器包括励磁驱动、中央处理单元、电极信号测量单元，所述的励磁驱动电路发出励磁电流；特别地，所述励磁电流具有为工频的非偶数倍分频的励磁频率。相较于现有技术，相邻两级励磁频率的间隔较小,选择余地更大，实现将低频噪声干扰影响降至最低以及输出稳定的兼顾。但是测量精度有待进一步提高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
的不足提供了一种测量精度高、稳定性好、可靠性高的导电液体体积流量检测装置。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：基于三级放大电路及电源管理器的液体体积流量监控系统，包含数据采集终端以及与其连接的远程监控终端，所述数据采集终端包含微控制器模块、流量传感器、模数转换电路、三级放大电路、数据传输模块、电源管理器和电源模块，所述数据传输模块包含单片机和射频发射器，所述流量传感器依次通过模数转换电路、三级放大电路连接微控制器模块，所述微控制器模块通过单片机连接射频发射器，所述电源模块通过电源管理器连接微控制器模块；其中，所述流量传感器用于产生感应电动势；所述微控制器模块用于根据产生的感应电动势计算出导电液体的体积流量；进而通过单片机控制射频发射器将计算出的导电液体体积流量传输至远程监控终端；所述三级放大电路包含第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管；所述第一电阻为变阻器，所述第一电阻的滑动端连接第一电容的一端，所述第一电容的另一端分别连接第二电阻的一端、第三电容的一端、第三电阻的一端、第一三极管的基极，所述第三电阻的另一端接地，所述第一三极管的发射极分别连接第五电阻的一端、第四电容的一端，所述第五电阻的另一端、第四电容的另一端均接地；所述第一三极管的集电极分别连接第三电容的另一端、第四电阻的一端、第二三极管的基极；所述第二三极管的发射极连接第五电容的一端，所述第五电容的另一端接地；所述第二三极管的集电极分别连接第二电阻的另一端、第二电容的一端、第六电容的一端、第三三极管的发射极；所述第二电容的另一端分别连接第六电阻的一端、第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端分别连接第三三极管的集电极、第七电容的一端，所述第七电容的另一端接地；所述第六电阻的另一端分别连接第一二极管的阳极、第三三极管的基极；所述第一二极管的阴极连接第四电阻的另一端；所述电源管理器包含采样滤波电路、磁偏检测电路、DSP模块、CPLD模块、隔离驱动电路、功率放大电路、控制器、接口模块和远程通讯模块；所述采样滤波电路、磁偏检测电路、功率放大电路和接口模块分别连接在DSP模块的相应端口上，所述DSP模块通过CPLD模块连接隔离驱动电路，所述DSP模块通过控制器连接远程通讯模块。作为本专利技术基于三级放大电路及电源管理器的液体体积流量监控系统的进一步优选方案，所述微控制器模块采用EFM32微控制器。作为本专利技术基于三级放大电路及电源管理器的液体体积流量监控系统的进一步优选方案，所述远程监控终端包含控制器模块以及分别与其连接的数据接收模块、显示模块和数据存储模块。作为本专利技术基于三级放大电路及电源管理器的液体体积流量监控系统的进一步优选方案，所述流量传感器采用涡街式流量传感器。作为本专利技术基于三级放大电路及电源管理器的液体体积流量监控系统的进一步优选方案，所述显示模块采用LCD显示屏。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、本专利技术实时能够实时检测导电液体体积流量，进而将采集数据传输至远程监控终端，更加方便实时的完成监控；2、本专利技术采用EFM32微控制器，其具有优异的低功耗特性，EFM32内核采用Cortex-M3设计，具有很强的扩展功能；3、本专利技术通过输出励磁信号驱动流量传感器的励磁线圈产生磁场，并负责采集与处理流量传感器输出的感应电动势，进而精确计算出导电液体的体积流量。附图说明图1是本专利技术的系统结构原理图；图2是本专利技术数据采集终端的结构原理图；图3是本专利技术数据采集终端三级放大电路的电路图；图4是本专利技术数据采集终端的电路图的的结构原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：如图1所示，基于三级放大电路及电源管理器的液体体积流量监控系统，包含数据采集终端以及与其连接的远程监控终端，所述数据采集终端用于实时检测及计算出导电液体体积流量进而通过射频发射器发射至远程监控终端。如图2所示，所述数据采集终端包含微控制器模块、流量传感器、模数转换电路、三级放大电路、数据传输模块、电源管理器和电源模块，所述数据传输模块包含单片机和射频发射器，所述流量传感器依次通过模数转换电路、三级放大电路连接微控制器模块，所述微控制器模块通过单片机连接射频发射器，所述电源模块通过电源管理器连接微控制器模块；所述流量传感器采用涡街式流量传感器，其中，所述流量传感器用于产生感应电动势；所述微控制器模块用于根据产生的感应电动势计算出导电液体的体积流量；进而通过单片机控制射频发射器将计算出的导电液体体积流量传输至远程监控终端；导电液体的体积流量的具体计算如下：其中，qv为导电液体的体积流量，D为测量管内径，L为测量管的有效长度，k为磁感应常数，V为感应电动势，B为磁感应强度；如图3所示，所述三级放大电路包含第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管；所述第一电阻为变阻器，所述第一电阻的滑动端连接第一电容的一端，所述第一电容的另一端分别连接第二电阻的一端、第三电容的一端、第三电阻的一端、本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于三级放大电路及电源管理器的液体体积流量监控系统，其特征在于：包含数据采集终端以及与其连接的远程监控终端，所述数据采集终端包含微控制器模块、流量传感器、模数转换电路、三级放大电路、数据传输模块、电源管理器和电源模块，所述数据传输模块包含单片机和射频发射器，所述流量传感器依次通过模数转换电路、三级放大电路连接微控制器模块，所述微控制器模块通过单片机连接射频发射器，所述电源模块通过电源管理器连接微控制器模块；其中，所述流量传感器用于产生感应电动势；所述微控制器模块用于根据产生的感应电动势计算出导电液体的体积流量；进而通过单片机控制射频发射器将计算出的导电液体体积流量传输至远程监控终端；所述三级放大电路包含第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管；所述第一电阻为变阻器，所述第一电阻的滑动端连接第一电容的一端，所述第一电容的另一端分别连接第二电阻的一端、第三电容的一端、第三电阻的一端、第一三极管的基极，所述第三电阻的另一端接地，所述第一三极管的发射极分别连接第五电阻的一端、第四电容的一端，所述第五电阻的另一端、第四电容的另一端均接地；所述第一三极管的集电极分别连接第三电容的另一端、第四电阻的一端、第二三极管的基极；所述第二三极管的发射极连接第五电容的一端，所述第五电容的另一端接地；所述第二三极管的集电极分别连接第二电阻的另一端、第二电容的一端、第六电容的一端、第三三极管的发射极；所述第二电容的另一端分别连接第六电阻的一端、第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端分别连接第三三极管的集电极、第七电容的一端，所述第七电容的另一端接地；所述第六电阻的另一端分别连接第一二极管的阳极、第三三极管的基极；所述第一二极管的阴极连接第四电阻的另一端；所述电源管理器包含采样滤波电路、磁偏检测电路、DSP模块、CPLD模块、隔离驱动电路、功率放大电路、控制器、接口模块和远程通讯模块；所述采样滤波电路、磁偏检测电路、功率放大电路和接口模块分别连接在DSP模块的相应端口上，所述DSP模块通过CPLD模块连接隔离驱动电路，所述DSP模块通过控制器连接远程通讯模块。...

【技术特征摘要】
1.基于三级放大电路及电源管理器的液体体积流量监控系统，其特征在于：包含数据采集终端以及与其连接的远程监控终端，所述数据采集终端包含微控制器模块、流量传感器、模数转换电路、三级放大电路、数据传输模块、电源管理器和电源模块，所述数据传输模块包含单片机和射频发射器，所述流量传感器依次通过模数转换电路、三级放大电路连接微控制器模块，所述微控制器模块通过单片机连接射频发射器，所述电源模块通过电源管理器连接微控制器模块；其中，所述流量传感器用于产生感应电动势；所述微控制器模块用于根据产生的感应电动势计算出导电液体的体积流量；进而通过单片机控制射频发射器将计算出的导电液体体积流量传输至远程监控终端；所述三级放大电路包含第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管；所述第一电阻为变阻器，所述第一电阻的滑动端连接第一电容的一端，所述第一电容的另一端分别连接第二电阻的一端、第三电容的一端、第三电阻的一端、第一三极管的基极，所述第三电阻的另一端接地，所述第一三极管的发射极分别连接第五电阻的一端、第四电容的一端，所述第五电阻的另一端、第四电容的另一端均接地；所述第一三极管的集电极分别连接第三电容的另一端、第四电阻的一端、第二三极管的基极；所述第二三极管的发射极连接第五电容的一端，所述第五电...

【专利技术属性】
技术研发人员：禹胜林，
申请(专利权)人：无锡信大气象传感网科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32