CN100417919C

CN100417919C - 电池供电电磁流量计

Info

Publication number: CN100417919C
Application number: CNB2005100499434A
Authority: CN
Inventors: 孙向东; 叶建军
Original assignee: ZHEJIANG DIYUAN INSTRUMENT CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG DIYUAN INSTRUMENT CO Ltd
Priority date: 2005-06-03
Filing date: 2005-06-03
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2025-06-03
Also published as: CN1873380A

Abstract

本发明涉及一种对电池供电电磁流量计的结构改良。包括励磁线圈，与励磁线圈相连的流量测量回路，流量测量回路与电极组件相连，流量测量回路的信号采集单元将励磁线圈输入的信号输入至单片机，其特征是在所述的流量测量回路与内置于电磁流量计内的电池供电回路相连。因此，本发明具有如下优点：1、设计合理，结构简单；2、电路布局合理，能够自供电源，应用于各种场合，使用范围广，易于推广，现场直接显示被测介质流量的电池供电电磁流量计；3、制作成本低，信号电极与电极刮刀的配合合理；4、电源供电稳定，电压变化实时监测，及时提醒使用者电源工作状况，更换欠压电池。

Description

电池供电电磁流量计

技术领域

本发明涉及一种电磁流量计，尤其是涉及一种对电池供电电磁流量计的结构改良。

背景技术

在现有的电磁流量计技术中，具体电路构造形式的种类繁多，但供电形式不外乎两种，一种是采用外接交流220V电源供电，通过电源变压器降压或开关电源电路，转换为多组工作电压，供测量电路使用；另一种是采用直流24V电源供电，通过电源变换电路，转换为多组工作电压，供测量电路使用。

例如，中国实用新型专利文献公开了一种智能电磁流量计(申请号：02208234.4)，包括有传感器，励磁电路，微机控制电路和输出电路，它有效地解决了抗干扰，提高测量精度问题，和提高传输效率问题。该专利产品采用外接交流220V电源或直流24V电源供电，在野外作业，或者偏远地方等不能提供上述电源的场所无法安装使用。因此，其应用范围受到了很大的限制，而且采用外置电源时电线的连接与布置较为麻烦。

此外，目前生产的电磁流量计的刮刀式电极结构大致分为二种类型：一种是能清洗，但在电极损坏严重时不能方便的将电极拆出，只有卸下流量计才能将电极拆出；一种是即能清洗，又能在不卸下流量计情况下很方便地将损坏严重的电极拆出更换。但是目前生产的上述刮刀式电极结构比较复杂，成本较高。例如，中国专利文献公开了一种可拆卸刮刀式智能电磁流量计(02243352.X)，是由显示仪表、壳体、上线圈、下线圈、电极组件等组成，其中电极组件为可拆卸刮刀式电极组件结构，这种结构是将信号电极穿套在带刮刀的刮刀杆上，通过压紧螺母将信号电极和刮刀杆固定在电极杯中，电极杯焊固在内表体上，信号电极与内表体、电极杯、压紧螺母间通过绝缘材料隔开。该方案虽然也能实现在不切断管内介质的情况下对电极进行维护，但是其结构较为复杂，加工制作繁琐，制作成本高，不利于推广使用。此外，信号电极与刮刀杆的配合不甚合理，两者的同心度难以得到保证，一旦使用不当容易造成卡死现象，影响电磁流量计的正常使用。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的结构复杂，电路设计不甚合理，需要采用外接电源才能正常工作，工作场合的局限性大，在野外作业，或者偏远地方等不能提供上述电源的场所无法安装使用等的技术问题；提供了一种结构简单，电路布局合理，能够自供电源，应用于各种场合，使用范围广，易于推广，现场直接显示被测介质流量的电池供电电磁流量计。

本发明还解决了现有技术所存在的制作成本高，加工制作繁琐，不利于推广使用，信号电极与电极刮刀的配合不甚合理等的技术问题；提供了一种设计合理，结构简单，制作成本低，易于推广使用，信号电极与电极刮刀的配合合理的电池供电电磁流量计。

本发明又解决了现有技术所存在的电源供电不甚稳定，电压波动影响检测结果和设备的使用寿命等的技术问题；提供了一种电源供电稳定，电压变化实时监测，及时提醒使用者电源工作状况的电池供电电磁流量计。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：电池供电电磁流量计，包括励磁线圈，与励磁线圈相连的流量测量回路，流量测量回路与电极组件相连，流量测量回路的信号采集单元将励磁线圈输入的信号输入至单片机，其特征是在所述的流量测量回路与内置于电磁流量计内的电池供电回路相连；所述的电池供电回路的电池上连接有DC/DC变换电路，所述的DC/DC变换电路与恒流源相连，所述的恒流源与励磁电路相连。。本发明创造性地将电池内置于电磁流量计内，这样电池和电磁流量计成为一体，可以方便地在各种场合使用，而不必担心因为没有电源而无法工作。使其能够自供电源，应用于各种场合，使用范围广，易于推广，现场直接显示被测介质流量。

作为优选，所述的电池供电回路的电池上连接有电压欠压检测电路，所述的电压欠压检测电路与单片机相连。

电池供电回路通过DC/DC变换电路分别产生提供流量测量回路电能的工作电压和提供励磁电路及励磁线圈工作的恒流源。励磁线圈产生与流过测量管的流体的流动方向垂直的交变磁场。流量测量回路根据垂直于流过测量管的流体在流动方向上切割由励磁线圈产生的磁力线，在电极两端产生的信号电动势而获得流量测量值，并在显示器上指示。电池欠压检测电路对电池电压变化实时监测，及时提醒使用者更换欠压电池。

作为优选，所述的信号采集单元将励磁电路输入的信号依次经过前置放大电路，低通滤波电路，采样保持电路，差动放大电路和A/D转换电路输入至单片机；单片机通过同步电子开关与采样保持电路相连。

为了便于观察和控制，作为优选，所述的单片机上连接有显示单元和输入单元。这里的显示单元可以为显示器，输入单元可以为键盘。

作为优选，所述的电极组件包括电极A，电极B，以及接地电极C。通过电极A，电极B采集流量信号。

此外，作为优选，所述的电极组件为可拆卸刮刀式电极组件；包括电极刮刀，套设于其内的信号电极，电极刮刀通过电极座与测量管相配接，所述的电极刮刀外围设有换线片，换线片通过套设于电极刮刀上的压紧螺母固定在电极座上，在电极刮刀的末端设有限位螺母；所述的换线片的电极线穿过密封管与外围电路相连；在所述的密封管上设有密封盖。当电极需要维护和保养时，不用切断管道内介质，只需打开密封盖用工具来回转动，就可刮去信号电极上的污垢电极发生损坏时，切断管道中介质后，流量计不必从管道上拆下，只需用工具打开密封盖，拧出限位螺母，旋出信号电极进行更换即可。

因此，本发明具有如下优点：1、设计合理，结构简单；2、电路布局合理，能够自供电源，应用于各种场合，使用范围广，易于推广，现场直接显示被测介质流量的电池供电电磁流量计；3、制作成本低，信号电极与电极刮刀的配合合理；4、电源供电稳定，电压变化实时监测，及时提醒使用者电源工作状况，更换欠压电池。

附图说明

附图1是本发明的一种结构框图；

附图2是本发明的一种电极组件的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：电池供电电磁流量计，包括励磁线圈21，与励磁线圈21相连的流量测量回路II，流量测量回路II与电极组件相连，流量测量回路II的信号采集单元III将励磁线圈21输入的信号输入至单片机29，流量测量回路II与内置于电磁流量计内的电池供电回路I相连。电池供电回路I的电池36上连接有DC/DC变换电路37，所述的DC/DC变换电路37与恒流源38相连，所述的恒流源38与数字励磁电路31相连。电池供电回路I的电池36上还连接有电压欠压检测电路39，所述的电压欠压检测电路39与单片机29相连。信号采集单元III将输入信号依次经过前置放大电路24，低通滤波电路25，采样保持电路26，差动放大电路27和A/D转换电路28输入至单片机29；单片机29通过同步电子开关30与采样保持电路26相连。所述的单片机29上连接有显示单元35和输入单元34。电极组件包括电极A，电极B，以及接地电极C。

上述的电极组件(如图2)，包括电极刮刀2，套设于其内的信号电极1，电极刮刀通过电极座3与测量管19相配接。信号电极1上设有若干环形槽，在环形槽内设有与刮刀电极2内壁相配合的密封环7。测量管19的内壁设有衬里20，所述的电极刮刀2前端设有与衬里20相配合的凸环。电极刮刀2外围设有换线片6，换线片通过套设于电极刮刀2上的压紧螺母8固定在电极座3上，在电极刮刀2的末端设有限位螺母9；限位螺母9的下方设有压紧螺母8，所述的限位螺母9与电极刮刀2间设有一空腔。密封管10上设有电极线套17，电极线18穿过密封管上的电极线套17与外围电路相连。密封管10的两端分别与测量管19和包板16相配接。电极座3与电极刮刀2间设有衬套4；所述的换线片6下设有垫片5。密封盖12通过若干螺栓13与密封管10相配接，密封管的端部与密封盖12间设有密封圈11。

装配时，电极座3一端焊在测量管19上，信号电极1上套上O型橡胶密封环7并旋入电极刮刀2中至两端齐平，电极刮刀2由里向外穿过衬里20和测量管19进入电极座3中，套上衬套4、垫片5和换线片6，通过压紧螺母8固定在电极座3上，旋入另一个压紧螺母8和限位螺母9，拧紧限位螺母9并用压紧螺母8锁住形成一个移动空腔，在换线片6上焊上电极线18，装入密封管10，把电极线18从电极线套17中穿出，在测量管19和包板16上焊接密封管10，装入O型密封圈11，压上密封盖12，并用螺栓13、垫片14和弹簧垫圈15拧紧密封盖12。当电极需要维护和保养时，不用切断管道内介质，只需打开密封盖12用工具来回转动4～5次，就可利用电极刮刀2和信号电极1间的配合刮去信号电极上的污垢。一旦电极发生损坏时，切断管道中介质后，流量计不必从管道上拆下，只需用工具打开密封盖12，拧出限位螺母9，旋出信号电极1进行更换即可。

图1中所示的流量测量回路II，数字励磁电路31向励磁线圈21提供一个交变的励磁波；前置放大电路24将来自两电极间的电动势放大，经低通滤波电路25、采用保持电路26、差动放大电路27、A/D转换电路28后输入至单片机MCU29；MCU29根据A/D转换电路28输入的测量值，运算得出与实际流量相符的数据提供给显示器35指示流量测量值；MCU29提供交替数字励磁信号提供数字励磁电路的数字励磁波；MCU29提供同步于数字励磁信号的脉冲信号供采样保持电路26；根据电池欠压检测电路39输入的电平产生更换欠压电池的信息。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了流量测量回路、信号采集单元、电池供电回路、恒流源、数字励磁电路、单片机等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。这里相关的各种电路结构和芯片可以采用目前已经广泛使用的公知技术。

Claims

1. 一种电池供电电磁流量计，包括励磁线圈(21)，与励磁线圈(21)相连的流量测量回路(II)，流量测量回路(II)与电极组件相连，流量测量回路(II)的信号采集单元(III)将励磁线圈(21)输入的信号输入至单片机(29)，其特征是在所述的流量测量回路(II)与内置于电磁流量计内的电池供电回路(I)相连；所述的电池供电回路(I)的电池(36)上连接有DC/DC变换电路(37)，所述的DC/DC变换电路(37)与恒流源(38)相连，所述的恒流源(38)与数字励磁电路(31)相连。

2. 根据权利要求1所述的电池供电电磁流量计，其特征是在所述的电池供电回路(I)的电池(36)上连接有电压欠压检测电路(39)，所述的电压欠压检测电路(39)与单片机(29)相连。

3. 根据权利要求1所述的电池供电电磁流量计，其特征是在所述的信号采集单元(III)将输入信号依次经过前置放大电路(24)，低通滤波电路(25)，采样保持电路(26)，差动放大电路(27)和A/D转换电路(28)输入至单片机(29)；单片机(29)通过同步电子开关(30)与采样保持电路(26)相连。

4. 根据权利要求1或2或3所述的电池供电电磁流量计，其特征是在所述的单片机(29)上连接有显示单元(35)和输入单元(34)。

5. 根据权利要求1或2或3所述的电池供电电磁流量计，其特征是在所述的电极组件包括电极A，电极B，以及接地电极C。

6. 根据权利要求4所述的电池供电电磁流量计，其特征是在所述的电极组件包括电极A，电极B，以及接地电极C。

7. 根据权利要求5所述的电池供电电磁流量计，其特征是在所述的电极组件为可拆卸刮刀式电极组件；包括电极刮刀(2)，套设于其内的信号电极(1)，电极刮刀通过电极座(3)与测量管(19)相配接，所述的电极刮刀(2)外围设有换线片(6)，换线片通过套设于电极刮刀(2)上的压紧螺母(8)固定在电极座(3)上，在电极刮刀(2)的末端设有限位螺母(9)；所述的换线片(6)的电极线(18)穿过密封管(10)与外围电路相连；在所述的密封管(10)上设有密封盖(12)。