电磁式热能表制造技术

本发明专利技术公开了一种电磁式热能表，包括电磁流量传感器、温度传感器和转换器，所述转换器包括放大滤波电路和中央处理器。放大滤波电路中设置有反馈电路，反馈电路包括模数转换模块、数字信号处理模块、数模转换模块、信号变换单元和负反馈模块。反馈电路中设置的数字信号处理模块对流量信号进行分析，并将流量信号和干扰噪声分别反馈到放大滤波电路中去，以抑制干扰信号和低频流动噪声。本发明专利技术的电磁式热能表能够保证在流量零点的稳定性和微小流量时的测量精度，满足了对小流量检测的高精度要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冷热量计量装置领域，特别涉及一种采用电磁感应方式测量冷热流体的电磁式热能表。
技术介绍
在我国进一步深化贯彻节能减排的政策方针指导下，随着国家热计量行业规范的出台，分户计量已经在很多城市展开，由于中国供暖系统供热水质差，杂质多，管路情况复杂等诸多情况，传统热能表在实际的使用过程中其自身的缺点逐渐凸显，具体表现在1、传统流量计或热能表多采用机械叶轮式或旋翼式，由于叶轮转动的圈数与流量成正比，因此计算器通过采集叶轮转动的圈数便可计算流量。但叶轮的转动存在机械磨损，从而使传统机械式流量计或热能表具有结构复杂、压力损失大、使用寿命较短和测量精度低的缺点。2、超声波式热能表较机械式热能表有较大改善，但超声波热量表怕水中的杂质。因此在杂质 多、水质差和水结垢现象严重的省份超声波热能表安装后却无法正常使用。因此计量精度高、无压力损失且不受水质好坏影响的电磁式热能表逐渐替代传统流量计或热能表。现有电磁式热能表是采用高精度、高可靠性的电磁流量计作为流量测量，采用高精度、高稳定性的温度传感器做温度测量，从而具有非常优异的测量性能。公告号为CN201637516U的专利公开了一种整体式电磁热能表，主要包括中央处理器，放大滤波模块、电磁流量传感器、相互配对的进口温度传感器和出口温度传感器。电磁流量传感器感应水的瞬时流速信号、进口温度传感器和出口传感器得到的温度信号，经放大滤波模块后传给中央处理器。中央处理器对这些信号进行处理采集到精确的流量和温度信号。但电磁热能表的电磁流量传感器在采集的流量信号中还包括电磁流量传感器自身产生的干扰信号、低频流动噪声和励磁电路的微分效应噪声。当管道内流量比较小的时候，流动噪声的干扰问题尤为突出，从而导致电磁式流量计对微小流量测试效果不佳，且微分效应导致的微分误差会导致由于流体流动产生的感应电动势出现漂移，引起系统零点的飘动，大大降低测量精度，因此现有电磁热能表在小流量时无法实现对流量测量的精确测量。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的为提供了一种在小流量时依然可以实现对流量进行精确测量的电磁式热能表。根据本专利技术的实施例，提供了一种电磁式热能表，包括电磁流量传感器、温度传感器和转换器，所述转换器包括放大滤波电路和中央处理器，所述电磁流量传感器将采集到的流量信号转换为电压信号经所述放大滤波电路发送给所述中央处理器，所述温度传感器将被测管道中的温度信号发送给所述中央处理器，其特征在于，所述放大滤波电路中设置有反馈电路，所述反馈电路包括模数转换模块、数字信号处理模块、数模转换模块、信号变换单元和负反馈模块，其中，所述模数转换模块的输入端与所述放大滤波电路连接，用于将所述放大滤波电路中的模拟信号转换为数字信号并分别发送给所述中央处理器和数字信号处理模块；所述数字信号处理模块，用于对模数转换模块输出的数字信号进行处理以得到干扰信号和带低频噪声信号的真实流量信号，所述干扰信号和真实流量信号经数模转换模块转换为模拟信号后发送给所述信号变换单元；所述信号变换单元用于将所述干扰信号和真实流量信号变换为具有正负极性的电压反馈信号并将所述电压反馈信号输入给所述负反馈模块；所述负反馈模块将所述电压反馈信号输入给所述放大滤波电路，所述放大滤波电路利用所述电压反馈信号对输入的所述电压信号中的干扰信号和低频噪声信号进行抑制，以提高放大滤波电路的信噪比。其中，所述数字信号处理模块包括积分计算单元、微分计算单元、FFT频谱分析单 元、积分增益单元、微分增益单元、低频和励磁频率增益控制单元、量化输出单元，其中，所述积分计算单元对由所述放大滤波电路输入的电压信号中的积分干扰信号进行计算，并将计算后的积分干扰信号输入到所述积分增益单元，所述积分增益单元用于调整所述积分干扰信号的反馈系数F4 ；所述微分计算单元对由所述放大滤波电路输入的电压信号中的微分干扰信号进行计算，并将计算后的微分干扰信号输入到所述微分增益单元，所述微分增益单元用于调整所述微分干扰信号的反馈系数F3 ；所述FFT频谱分析单元用于将电压信号中低频噪声信号和与励磁频率相同的真实流量信号的有效值进行计算，并将所述有效值输入到低频增益控制单元和励磁频率增益控制单元，所述低频增益控制单元和励磁频率增益控制单元用于调整所述低频噪声信号的反馈系数F2和与励磁频率相同的真实流量信号的的反馈系数Fl ；所述量化输出单元用于将由积分增益单元、微分增益单元、低频和励磁频率增益控制单元输出的积分干扰信号、微分干扰信号、低频信号和与励磁频率相同的频率信号转换为数字量输入给数模转换单元。进一步地，所述数字信号处理模块还包括时钟同步单元，用于将量化输出单元输出的积分干扰信号、微分干扰信号、低频信号和与励磁频率相同的频率信号与所述放大滤波电路中输入的电压信号同步。所述电磁流量传感器包括励磁线圈和信号电极，其中，所述励磁线圈设置于被测管道中并通过励磁电路与中央处理器连接，所述励磁线圈用于将流量信号转换为电压信号；所述信号电极设置于励磁线圈上，用于将励磁线圈采集到的电压信号通过放大滤波电路发送给中央处理器。所述转换器内设置有空管检测电路和时钟单元模块，所述空管检测电路一端与信号电极相连，另一端通过时钟单元模块与中央处理器相连，所述空管检测电路用于通过实时检测信号电极之间的电阻值以判断被测管道中水流流动情况。所述放大滤波电路包括依次连接的差动放大器、第一增益放大器、带通滤波器和第二增益放大器，用于将所述电磁流量传感器得到的电压信号放大滤波。所述模数转换模块包括采样保持器、第一模数转换器和第二模数转换器，其中，所述第一模数转换器用于将由采样保持器中输入的模拟信号转换为数字信号发送给中央处理器； 所述第二模数转换器用于将由采样保持器中输入的模拟信号转换为数字信号发送给数字信号处理模块。所述反馈电路中的数模转换模块包括第一数模转换模块和第二数模转换模块，所述第一数模转换模块用于将量化输出单元输出的积分干扰信号和微分干扰信号的数字量转换为模拟信号并发送给信号变换单元；所述第二数模转换模块用于将量化输出单元输出的低频信号和与励磁频率相同的频率信号的数字量转换为模拟信号并发送给信号变换单元；所述转换器还包括与所述中央处理器连接的通讯模块、数据存储模块和显示模块，其中，所述通讯模块用于实现远程抄表和预付费功能；所述显示模块和数据存储模块用于将电磁式热能表的当前状态及使用热能的累积量等信息进行存储和显示。所述温度传感器通过温度检测电路和第三数模转换模块与中央处理器相连。由以上可知本专利技术的有益效果为I、本专利技术由于采用电磁流量传感器，因此在测量过程中无压力损失，且不受水垢、温度、杂质等外界因素的影响。克服了机械式热能表和超声波式热能表压力损大、水质要求高、长期使用精度低的缺点。同时无需对供暖的管网进行改造即可安装使用，极大降低供暖改造费用，进一步促进了国家深化热能改造的实施。2、本专利技术放大滤波电路中采用反馈电路，反馈电路中设置的数字信号处理模块对流量信号进行分析，并将流量信号和干扰噪声分别反馈到放大滤波电路中去，很好的抑制了干扰信号和低频流动噪声。克服传统反馈电路无法抑制输入信号所带的干扰信号，提高了系统的干扰抑制能力，使得在小流量情况下仍具有非常高的测量精度。3、本专利技术设置的空管检测功能，能够避免计量过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁式热能表，包括电磁流量传感器、温度传感器和转换器，所述转换器包括放大滤波电路和中央处理器，所述电磁流量传感器将采集到的流量信号转换为电压信号经所述放大滤波电路发送给所述中央处理器，所述温度传感器将被测管道中的温度信号发送给所述中央处理器，其特征在于，所述放大滤波电路中设置有反馈电路，所述反馈电路包括模数转换模块、数字信号处理模块、数模转换模块、信号变换单元和负反馈模块，其中，所述模数转换模块的输入端与所述放大滤波电路连接，用于将所述放大滤波电路中的模拟信号转换为数字信号并分别发送给所述中央处理器和数字信号处理模块；所述数字信号处理模块，用于对模数转换模块输出的数字信号进行处理以得到干扰信号和带低频噪声信号的真实流量信号，所述干扰信号和真实流量信号经数模转换模块转换为模拟信号后发送给所述信号变换单元；所述信号变换单元用于将所述干扰信号和真实流量信号变换为具有正负极性的电压反馈信号并将所述电压反馈信号输入给所述负反馈模块；所述负反馈模块将所述电压反馈信号输入给所述放大滤波电路，所述放大滤波电路利用所述电压反馈信号对输入的所述电压信号中的干扰信号和低频噪声信号进行抑制，以提高放大滤波电路的信噪比。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：骆建，王俊，汪华，
申请(专利权)人：上海严熔仪器仪表设备有限公司，
类型：发明
国别省市：