并联式双激励电磁流量计制造技术

本发明专利技术涉及一种并联式双激励电磁流量计，即在传统的磁场激励传感器的电磁流量计原理下，在传感器测量电极的信号输出端上附加并联一个可控电势激励源，通过并联激励与流体内阻的关系，在对流体流速测量的同时也对流体内阻进行测量。使电磁流量计具有了对流体内阻或电导率进行动态定量监测的功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电磁流量计，特别是一种可测量流体流速和流体内阻的并联式双激励电磁流量计。
技术介绍
电磁流量计是基于一个激励磁场下流体切割磁力线产生感应电势而形成的一个测量方程，传感器两电极输出与流体流速成正比的感应电势。因此，电磁流量计主要是一种对流体流量进行测量的仪表。随着电磁流量计的应用越来越多，希望电磁流量计在技术上能具有对流体电导率或内阻进行定量监测的能力。目前有采用电容耦合高频方法来判别传感器空管故障的流体电导率相对变化阈值检测方法；有专利(200510028473.3)采用串接激励的方法解决电磁流量计对低电导率流体测量的技术。但在对流体电导率或内阻进行定量的动态监测还没有较理想的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种并联式双激励电磁流量计，即在传统磁场激励的电磁流量计原理下，在传感器测量电极的信号输出端上附加并联的激励源，通过并联激励与流体内阻的关系，在对流体流速测量的同时也对流体内阻进行测量。使电磁流量计具有对流体内阻或电导率进行动态定量监测的功能。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案一种并联式双激励电磁流量计，包括一个有激励磁场B构成流体切割磁力线产生感应电势的传感器、一个有输入内阻R3和信号放大系数K1的差分放大器(3)和一个信号处理单元，传感器对流体有两个测量电极C与D，两个测量电极C与D连接差分放大器的输入，差分放大器的输出U连接至所述的信号处理单元；流体的电导率使两测量电极C与D具有流体内阻R1，在流体流速V下传感器的电极C与D有感应电势E1＝K0×B×V，K0是传感器的系数；其特征在于有一个附加激励并联在传感器的测量电极C与D两端；附加激励的变化使具有流体内阻R1的测量电极C与D两端信号发生变化；所述的差分放大器对测量电极C与D两端的信号进行差分放大后有所述的输出U，信号处理单元根据不同的激励磁场B和不同的附加激励下的差分放大器的不同的输出U，计算出流体流速V和流体内阻R1。所述的附加激励的组成方案不同，可对应不同的流体内阻与流速的计算方法及其装置的实现方案。第一种方案上述的附加激励由可控内阻R2和可控电势E2串接组成，对应差分放大器的输出U有U=K1×E1×R50R1+R50+E2×R40R2+R40,]]>其中R40=R1×R3R1+R3,R50=R2×R3R2+R3;]]>信号处理单元有控制输出G1、G2和G3分别控制传感器的激励磁场B、附加激励的可控电势E2以及可控内阻R2；信号处理单元根据不同B值、不同E2值和不同R2值下的不同差分放大器输出U值，计算出流体流速V和流体内阻R1。具体工作原理和计算方法如下(a)信号处理单元控制输出G1使传感器产生激励磁场B，控制输出G2使可控电势E2＝0，控制输出G3使可控内阻R2与R1相比有足够的大，对应差分放大器的输出U＝U0有U0＝K1×E1，E1＝K0×B×V信号处理单元计算得出流体流速VV=U0K1×K0×B;]]>(b)流体流速V不为零时，信号处理单元控制输出G1使传感器产生激励磁场B，控制输出G2使可控电势E2＝0，控制输出G3使可控内阻R2为确定植R2＝R20，对应差分放大器的输出U＝U1有U1=K1×K0×B×VR1+R50×R50;]]>信号处理单元根据U0值、U1值和R50值，计算流体内阻R1值R1=U1-U0U0×R50;]]>使R2＝R20与R3相比足够小时有R50＝R2＝R20，即R1=U1-U0U0×R20]]>(c)在流体流速V不为零或为零时，信号处理单元控制输出G1关闭传感器激励磁场B，使B＝0即E1＝0，控制输出G2使可控电势E2为确定值E2＝E20，控制输出G3使可控内阻R2为确定植R2＝R20，对应差分放大器的输出U＝U2有 U2=K1×E20×R40R20+R40;]]>信号处理单元(4)可计算流体内阻R1值R1=R20×R3×U2K1×E20×R3-U2×(R20+R3),]]>使R3比R20足够大时有R1=R20×U2K1×E20-U2;]]>上述的可控内阻R2和可控电势E2串接是由两个单向激励串接组成；两个单向激励的一对同向极性端相连接并使与传感器电极信号测量回路的参考地同电位；一个单向激励的另一端连接到传感器的一个电极上，另一个单向激励的另一端连接到传感器的另一个电极上；所述的一个单向激励由可控单向电势e21、电阻r21和可控开关w21串联组成；所述的另一个单向激励由可控单向电势e22、电阻r22和可控开关w22串联组成；信号处理单元的控制输出G2中有g21和g22分别控制可控单向电势e21和可控单向电势e22，使附加激励的可控电势E2＝e21-e22，能产生正、负和零电势；信号处理单元的控制输出G3控制可控开关w21和可控开关w22处于断开或闭合状态，使可控内阻R2能有两种变化一种是等于可控开关w21与可控开关w22的开路电阻，另一种是R2＝r21+r22。第二种方案上述的附加激励是由等效内阻R2和可控电势E2串接组成，对应差分放大器的输出U有U=K1×E1×R50R1+R50+E2×R40R2+R40,]]>其中R40=R1×R3R1+R3,R50=R2×R3R2+R3;]]>信号处理单元有控制输出G1和G2分别控制传感器(1)的激励磁场B和附加激励的可控电势E2；信号处理单元根据不同B值和不同E2值下的不同差分放大器输出U值，计算出流体流速V和流体内阻R1。具体工作原理和计算方法如下(a)信号处理单元控制输出G1使传感器(1)产生激励磁场B，控制输出G2使可控电势E2＝0，对应差分放大器的输出U＝U3有 U3=K1×K0×B×VR1+R50×R50;]]>(b)信号处理单元控制输出G1关闭传感器(1)激励磁场B，使B＝0即E1＝0，控制输出G2使可控电势E2为确定值E2＝E20，对应差分放大器的输出U＝U4有U4=K1×E20×R40R2+R40;]]>信号处理单元计算流体内阻R1值R1=R2×R3×U4K1×E20×R3-U2×(R2+R3),]]>使R3比R2足够大时R50＝R2，有R1=R2×U4K1×E20-U2;]]>信号处理单元根据U3和U4计算流体流速VV=U3&a本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种并联式双激励电磁流量计，包括一个有激励磁场Ｂ构成流体切割磁力线产生感应电势的传感器（１）、一个有输入内阻Ｒ３和信号放大系数Ｋ１的差分放大器（３）和一个信号处理单元（４）；传感器（１）对流体有两个测量电极Ｃ与Ｄ，两个测量电极Ｃ与Ｄ连接差分放大器（３）的输入，差分放大器（３）的输出Ｕ连接至所述的信号处理单元（４）；在流体流速Ｖ下传感器（１）的测量电极Ｃ与Ｄ有感应电势Ｅ１＝ＫＯ×Ｂ×Ｖ，ＫＯ是传感器（１）的系数；其特征在于有一个附加激励（２）并联在传感器（１）的测量电极Ｃ与Ｄ两端，附加激励（２）的变化使具有流体内阻Ｒ１的测量电极Ｃ与Ｄ两端信号发生变化；所述的差分放大器（３）对测量电极Ｃ与Ｄ两端的信号进行差分放大后有所述的输出Ｕ，信号处理单元（４）根据不同的激励磁场Ｂ和不同的附加激励（２）下的差分放大器（３）的不同的输出Ｕ，计算出流体的流速Ｖ和流体内阻Ｒ１。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈天飞，李斌，曹金亮，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]