一种提高电磁流量计信噪比的信号处理系统技术方案

本实用新型专利技术属于电磁流量计技术领域，尤其涉及一种提高电磁流量计信噪比的信号处理系统。更有利于低流速时电磁流量计信号的检测，提高流量量程比。包括电磁流量传感器；传感器的两输出电极信号经双重屏蔽电缆后分别经各自的共模干扰滤波单元后与仪表放大器U1的输入端相连，仪表放大器U1还分别与第一缓冲器U2及第二缓冲器U3相连；第一缓冲器U2的输出缓冲信号至保护环电路GRA，第二缓冲器U3的输出缓冲信号至保护环电路GRB；连接至保护环电路GRA、GRB的缓冲信号同时也分别连接至双重屏蔽电缆的内层屏蔽SA、SB上。SB上。SB上。

【技术实现步骤摘要】
一种提高电磁流量计信噪比的信号处理系统


[0001]本技术属于电磁流量计
，尤其涉及一种提高电磁流量计信噪比的信号处理系统。

技术介绍

[0002]现有电磁流量计的电路板存在干扰信号多、噪音多的现象，在低流速电磁流量计信号的检测时，易导致流量量程比降低。

技术实现思路

[0003]本技术就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种提高电磁流量计信噪比的信号处理系统。
[0004]为实现上述目的，本技术采用如下技术方案，包括电磁流量传感器；传感器的两输出电极信号经双重屏蔽电缆后分别经各自的共模干扰滤波单元后与仪表放大器U1的输入端相连，仪表放大器U1还分别与第一缓冲器U2及第二缓冲器U3相连；第一缓冲器U2的输出缓冲信号至保护环电路GRA，第二缓冲器U3的输出缓冲信号至保护环电路GRB；连接至保护环电路GRA、GRB的缓冲信号同时也分别连接至双重屏蔽电缆的内层屏蔽SA、SB上。
[0005]进一步地，所述传感器包括励磁线圈L1、L2，检测电极SIGA、SIGB，接地电极SG；其中，检测电极信号SIGA、SIGB经双重屏蔽电缆的两根内层芯线分别连接至连接器P1的1脚、4脚；接地电极SG连接至双重屏蔽电缆的外屏蔽层，后连接至连接器的P1的5脚，经连接器P1后，再连接至信号地端GND；双重屏蔽电缆的内层屏蔽SA、SB分别连接至连接器P1的2脚、3脚。
[0006]更进一步地，所述保护环电路GRA、GRB，用于包围从连接器P1的1脚、4脚分别至仪表放大器U1反向输入端1脚、非反向输入端4脚间的电路，保护电路免受周边电路的影响和电路板基板的绝缘性能劣化的影响。
[0007]进一步地，检测电极信号SIGA经连接器P1后接至由R3、C1组成的共模干扰滤波单元一，后连接至仪表放大器U1的反向输入端1脚；检测电极信号SIGB经连接器P1后连接至由R4、C5组成的共模干扰滤波单元二，后连接至仪表放大器U1的非反向输入端4脚。
[0008]进一步地，仪表放大器U1的反向输入端1脚与电阻R5的一端相连，电阻R5的另一端接地；仪表放大器U1的反向输入端4脚与电阻R6的一端相连，电阻R6的另一端接地；共同为仪表放大器U1提供直流偏置回路。
[0009]进一步地，电容C6连接于检测电极信号SIGA、SIGB之间，用于过滤掉SIGA、SIGB间的差模干扰信号，然后分别与仪表放大器的U1的反向输入端1脚及非反向输入端4脚相连。
[0010]进一步地，仪表放大器U1的增益由增益电阻R1调节，电阻R1的第一端与仪表放大器U1的2脚相连，电阻R1的第二端与仪表放大器U1的3脚相连；增益电阻R1第一端与缓冲放大器U2的非反向输入端3脚相连，增益电阻R1第二端与缓冲放大器U3的非反向输入端3脚相连。
[0011]具体实施中，缓冲放大器U2及U3的1脚均与异常检测单元相连。异常检测单元通过ADC模块采集异常电压，并与主控制器相连；即送入主控制器（比如：微处理器等）进行判别和处理。且异常检测单元为常规电路，在此不赘述。
[0012]进一步地，仪表放大器U1的8脚、5脚通过双电源供电，仪表放大器U1的6脚提供参考电位连接至信号地GND，仪表放大器U1的7脚经由C2、R2组成的耦合电路后输出。
[0013]进一步地，所述传感器的型号为FMF
‑
02001621EH12100，仪表放大器U1的型号为AD8422，缓冲放大器U2的型号为MCP606，缓冲放大器U3的型号为MCP606。
[0014]与现有技术相比本技术有益效果。
[0015]本技术通过屏蔽、滤波、信号保护环技术衰减过滤干扰信号，减小电路板基板泄露电流的影响，使得电磁流量计的信噪比得到有效的提高，更有利于低流速时电磁流量计信号的检测，提高流量量程比。
附图说明
[0016]下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步说明。本技术保护范围不仅局限于以下内容的表述。
[0017]图1是具体实施例中信号处理电路的电路图。
具体实施方式
[0018]如图1所示，本具体实施例1包括传感器，双重屏蔽电缆，连接器P1，前置滤波电路，屏蔽电缆驱动电路U2、U3，信号保护环电路GRA、GRB，异常检测电路，仪表放大器电路U1，增益控制R1。
[0019]1、一种提高电磁流量计信噪比的信号处理电路，是电磁流量计所采用的信号处理电路，该电磁流量计通过该信号处理电路，对由配置在传感器内的一对检测电极检测到并从第一流量信号输入端子以及第二流量信号输入端子输入的流量信号进行信号处理，由此对流经该传感器的流体的流量进行测定；且基于由该信号放大电路得到的输出信号，通过异常检测电路对该流量信号的异常进行检测。
[0020]2、传感器包括：励磁线圈L1、L2，检测电极SIGA、SIGB，接地电极SG。检测电极信号SIGA、SIGB经双重屏蔽电缆的两根内层芯线分别连接至连接器P1的1#、4#。接地电极SG连接至双重屏蔽电缆的外屏蔽层，后连接至连接器的P1的5#，经连接器P1后，连接至检测电路的信号地端GND。双重屏蔽电缆的内层屏蔽SA、SB分别连接至连接器P1的2#、3#。
[0021]3、经连接器P1后，SIGA信号连接至由R3、C1组成的共模干扰滤波电路，后连接至仪表放大器U1的反向输入端1#。SIGB信号连接至由R4、C5组成的共模干扰滤波电路，后连接至仪表放大器U1的非反向输入端4#。电阻R5、R6分别连接至仪表放大器U1的反向输入端1#和非反向输入端4#，为仪表放大器U1提供微弱的直流偏置回路。电容C6过滤掉SIGA、SIGB间的差模干扰信号，后连接至仪表放大器的U1的反向输入端1#和非反向输入端4#。
[0022]4、电阻R1连接至仪表放大器U1的增益控制引脚RG，2#、3#间，通过调整R1的阻值即可控制仪表放大器U1的增益，由于极化电压变化范围较大，通常增益控制在10倍左右。从增益电阻R1两端分别引出与仪表放大器U1反向输入端1#、非反向输入端4#电位分别相等的信号至缓冲放大器U2、U3的非反向输入端3#。这样可以减小对仪表放大器U1输入信号的影响。
经缓冲放大器U2、U3后分别由1#输出信号至异常检测单元，检测出配管内的流体排空，检测电极变为非接液状态的情况，或者检测信号线断线的情况。U2、U3的输出电平偏离正常范围，通知给控制电路进行异常处理。同时经缓冲放大器U2、U3后分别由1#输出与输入信号等电位且低阻抗的缓冲信号至保护环电路GRA、GRB，包围从连接器P1的1#、4#分别至仪表放大器U1反向输入端1#、非反向输入端4#间的电路，以保护电路免受周边电路的影响和电路板基板的绝缘性能劣化的影响。连接至保护环电路GRA、GRB的缓冲信号同时也经连接器P1的2#、3#分别连接至双重屏蔽电缆的两个内层屏蔽SA、SB上，运用驱动电缆技术使得两个内层屏蔽SA、SB上的电位分别与对应的芯线间等电位，减小SIGA、SIGB信号间寄生电容引起的流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高电磁流量计信噪比的信号处理系统，包括电磁流量传感器；其特征在于：传感器的两输出电极信号经双重屏蔽电缆后分别经各自的共模干扰滤波单元后与仪表放大器U1的输入端相连，仪表放大器U1还分别与第一缓冲器U2及第二缓冲器U3相连；第一缓冲器U2的输出缓冲信号至保护环电路GRA，第二缓冲器U3的输出缓冲信号至保护环电路GRB；连接至保护环电路GRA、GRB的缓冲信号同时也分别连接至双重屏蔽电缆的内层屏蔽SA、SB上。2.根据权利要求1所述的一种提高电磁流量计信噪比的信号处理系统，其特征在于：所述传感器包括励磁线圈L1、L2，检测电极SIGA、SIGB，接地电极SG；其中，检测电极信号SIGA、SIGB经双重屏蔽电缆的两根内层芯线分别连接至连接器P1的1脚、4脚；接地电极SG连接至双重屏蔽电缆的外屏蔽层，后连接至连接器的P1的5脚，经连接器P1后，再连接至信号地端GND；双重屏蔽电缆的内层屏蔽SA、SB分别连接至连接器P1的2脚、3脚。3.根据权利要求1所述的一种提高电磁流量计信噪比的信号处理系统，其特征在于：所述保护环电路GRA、GRB，用于包围从连接器P1的1脚、4脚分别至仪表放大器U1反向输入端1脚、非反向输入端4脚间的电路，保护电路免受周边电路的影响和电路板基板的绝缘性能劣化的影响。4.根据权利要求1所述的一种提高电磁流量计信噪比的信号处理系统，其特征在于：检测电极信号SIGA经连接器P1后接至由R3、C1组成的共模干扰滤波单元一，后连接至仪表放大器U1的反向输入端1脚；检测电极信号SIGB经连接器P1后连接至由R4、C5组成的共模干扰滤波单元二...

【专利技术属性】
技术研发人员：田正滨，陈军，张宁宁，邵凯，
申请(专利权)人：开封启城仪表科技有限公司，
类型：新型
国别省市：