CN102636238A - 一种涡街流量计检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涡街流量计检测装置，包括依次电连接的检测信号生成装置、信号处理单元与显示单元。本发明所述涡街流量计检测装置，可以克服现有技术中适用范围小、费用高、实用性差与检测精度低等缺陷，以实现适用范围大、费用低、实用性好与检测精度高的优点。

Description

一种涡街流量计检测装置

技术领域

本发明涉及流量检测技术领域，具体地，涉及一种涡街流量计检测装置。

背景技术

目前，检测涡街流量计的方法，主要有三种。其中，第一种是采用标准流量标定装置，对涡街流量计进行标定，该方法的缺点是对环境要求高、收费高、且标定时间较长不适合生产现场使用。

第二种是采用数字频率发生器替代传感器信号，接入涡街流量计信号处理单元，经过一段时间比较理论计算值与表头显示值的差异，计算出仪表误差精度等级。但此种方法只能检测电路部分，不能对传感器部分进行检测，实际意义不大。

第三种是工程师经常在现场使用的方法，即：用物体轻轻敲击传感器，如果表头有一个从零到数值的突变，然后又归零就认为涡街流量计正常。此种方法检测了传感器、信号处理单元、显示单元的电路是否正常，但结果只是定性的，不能定量地估计仪表的精度。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在适用范围小、费用高、实用性差与检测精度低等缺陷。 

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种涡街流量计检测装置，以实现适用范围大、费用低、实用性好与检测精度高的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种涡街流量计检测装置，包括依次电连接的检测信号生成装置、信号处理单元与显示单元。

进一步地，所述检测信号生成装置，包括依次配合连接的手柄组件、鹅颈与振动电机。

进一步地，所述振动电机，包括用于模拟流体涡旋的激振器；

所述激振器产生的流体涡旋，依次传送至涡街流量计的传感器及检测元件，生成检测信号并传输至信号处理单元；

所述检测信号经信号处理单元处理计算，在显示单元上显示用于表征相应涡街流量计精度的流量或频率。

进一步地，所述激振器包括扁平振动电机。

进一步地，所述手柄组件，包括壳体，内置在所述壳体内部的三端可调稳压电源，以及设置在所述壳体外部的电源开关与调节旋钮；所述电源开关、调节旋钮及振动电机，分别与三端可调稳压电源电连接。

进一步地，所述三端可调稳压电源，包括电池座，安装在所述电池座上的电池，以及与所述电池电连接的调压电路板；所述电源开关与电池连接，所述调节旋钮与调压电路板连接。

进一步地，所述调压电路板，包括开关K1、蓄电池E1、稳压电容C1、旁路电容C2、用于提供参考电压                                                

的电阻R1、可调电阻器RP与三端集成稳压芯片LM117，其中：

所述电源开关K1、蓄电池E1与稳压电容C1串接，旁路电容C2与负载电机M并接；

所述三端集成稳压芯片LM117的输入端，依次经稳压电容C1与旁路电容C2后，与三端集成稳压芯片LM117的输出端连接；

所述可调电阻器RP的第一连接端，连接在稳压电容C1与旁路电容C2之间；第二连接端与三端集成稳压芯片LM117的调整端连接，并经电阻R1后接三端集成稳压芯片LM117的输出端。

本发明各实施例的涡街流量计检测装置，由于包括依次电连接的检测信号生成装置、信号处理单元与显示单元，可以在生产现场定量地估算涡街流量计的精度，帮助现场技术工程师判断涡街流量计故障，评估涡街流量计工作状态的优劣；从而可以克服现有技术中适用范围小、费用高、实用性差与检测精度低的缺陷，以实现适用范围大、费用低、实用性好与检测精度高的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为涡街流量计的测量原理示意图；

图2为根据本发明涡街流量计检测装置的外部结构示意图；

图3为根据本发明涡街流量计检测装置中调压电路板的电气原理示意图；

图4为根据本发明涡街流量计检测装置的工作原理示意图。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

1-电源开关；2-调节旋钮；3-手柄组件（内含电池座、电池及调压电路板）；4-鹅颈；5-振动电机；6-旋涡发生体；7-压电传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明实施例，如图1-图4所示，提供了一种涡街流量计检测装置。

下面结合图1，对涡街流量计的基本工作原理进行说明。

应力式涡街流量传感器是基于“卡门涡街”原理而研制的新一代流体振荡型仪表。传感器表体由一个与公称通径相同的壳体和一个断面为三角形的旋涡发生体构成（如压电传感器7）。在旋涡发生体（如旋涡发生体6）内装有检测元件，当流体流过柱体时，在其后部两侧交替产生两列旋涡，一侧旋涡分离的频率与流速成正比。

上式中，

是旋涡分离频率，

是柱侧流速，

是传感器通径，

是旋涡发生体迎流面宽度，是斯特劳哈尔数（对一定柱型为常数）。 　　旋涡在柱体两侧交替产生时，将产生与流动方向垂直的横向交变力，该力作用于柱体内检测元件，使检测元件内的压电晶体产生与旋涡分离频率相同的电荷信号，检测放大器把电荷信号变换处理后，输出与流量成正比例的脉冲信号到二次表，二次表对脉冲信号进行分频，累积总量（体积）。另外，经

转换到电流表，指示瞬时流量。

下面结合图2-图4，对本实施例的涡街流量计检测装置进行说明。

如图2-图4所示，本实施例包括依次电连接的检测信号生成装置、信号处理单元与显示单元。其中，检测信号生成装置，包括依次配合连接的手柄组件3、鹅颈4与振动电机5。

在上述实施例中，振动电机5，包括用于模拟流体涡旋的激振器（优选为扁平振动电机5）；激振器产生的流体涡旋，依次传送至涡街流量计的传感器及检测元件，生成检测信号并传输至信号处理单元；检测信号经信号处理单元处理计算，在显示单元上显示用于表征相应涡街流量计精度的流量或频率。

在上述实施例中，手柄组件3，包括壳体，内置在壳体内部的三端可调稳压电源，以及设置在壳体外部的电源开关1与调节旋钮2；电源开关1、调节旋钮2及振动电机5，分别与三端可调稳压电源电连接。

在上述实施例中，三端可调稳压电源，包括电池座，安装在电池座上的电池（可以是蓄电池E1），以及与电池电连接的调压电路板；电源开关1（可以与开关K1连通）与电池连接，调节旋钮2与调压电路板连接。

具体地，调压电路板，包括开关K1、蓄电池E1、稳压电容C1、旁路电容C2、用于提供参考电压

的电阻R1、可调电阻器RP与三端集成稳压芯片LM117，其中：开关K1、蓄电池E1与稳压电容C1串接，旁路电容C2与负载电机M并接；三端集成稳压芯片LM117的输入端，依次经稳压电容C1与旁路电容C2后，与三端集成稳压芯片LM117的输出端连接；可调电阻器RP的第一连接端，连接在稳压电容C1与旁路电容C2之间；第二连接端与三端集成稳压芯片LM117的调整端连接，并经电阻R1后接三端集成稳压芯片LM117的输出端。

上述实施例的涡街流量计检测装置，是用激振器模拟流体漩涡在传感器上产生的交变力，使检测元件在模拟的工况下工作，检测信号经过信号处理单元处理计算，最终在显示单元上显示流量或频率，实现对涡街流量计的定量检测。

例如，在上述实施例中，可以用一个扁平振动电机5作为激振器，扁平振动电机5是一种直流有刷换向电机，常用于作为手机的振子，其原理是将转子做成缺少一部分的圆盘形状，在电机旋转时产生不平衡力产生振动。

为了模拟不同流量下的工况，就要产生不同频率的振动，为使扁平电机改变振动频率，就需要对其进行调速，直流电机通常有三种调速方法，上述实施例可以采用调整电枢电压的方式实现调速。

具体地，为保证调压的稳定和连续，可以使用三端集成稳压芯片LM117，通过元器件的选择和配合实现1.25V~3V连续精确调压。扁平振动电机5的额定转速一般为10000转/分，最高转速约为13000转/分，作为激振器产生的最大振动频率约为217HZ，可以满足大多数的测量范围，少数不能覆盖全量程的场合，也能包含部分线性测量段。

参见图3，调压电路板可做成一个1.2V~3V的可调稳压源。适当选择输入电容可改善传输响应。调整端与地间加旁路电容，可获得常见三端稳压器难以得到的高纹波抑制比。当稳压器浮地时，并只考虑输入和输出电位差不超过最大耐压值时，则可用在几百伏稳压电路中。

输出端与调整端之间设定了一个较小的1.25V的参考电压。此电压加于给定电阻R1的两端，当此电压确定不变时，会有一个恒定电流通过输出调整电阻PR，并给出输出电压：

输入端到地加0.1uF稳压电容或1uF钽电容，电路调整端可以加旁路电容C2到地，以改善纹波抑制比。1uF旁路电容，能在任何输出情况下保证80dB的纹波抑制。

优选地，电容器可以选择钽电容，在高频情况下，钽电容具有较低的阻抗；选用1uF钽电容可以防止输出端的干扰，并保证电路工作稳定。

在仅需要对涡街流量计使用状况优劣作出评估和对涡街流量计精度做估算的场合，打开电源开关1，调整调节旋钮2到最小电压，再逐渐增大电压，直到扁平振动电机5起振，将激振器贴近传感器，以能够在表头上获得稳定的频率为准，调节调节旋钮2，改变电枢电压，增加振动频率，通过连续地改变电压，观察表头显示变化是否连续，响应是否迅速，即可判断使用状况优劣。

另外，可以使用一台手持式测振仪，精确地测量振动电机5的振动频率，用该振动频率与表头显示的频率值进行对比计算，就可以估算出涡街流量计的测量精度。

例如涡街流量计表头显示频率为

，测振仪测得标准频率为，涡街流量计的测量精度为

。

上述实施例的涡街流量计检测装置，能在生产现场定量地估算涡街流量计的精度，简单便捷；适用于相同原理的旋进漩涡流量计；可以帮助现场技术工程师判断涡街流量计故障，评估涡街流量计工作状态的优劣。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种涡街流量计检测装置，其特征在于，包括依次电连接的检测信号生成装置、信号处理单元与显示单元。

2.根据权利要求1所述的涡街流量计检测装置，其特征在于，所述检测信号生成装置，包括依次配合连接的手柄组件、鹅颈与振动电机。

3.根据权利要求2所述的涡街流量计检测装置，其特征在于，所述振动电机，包括用于模拟流体涡旋的激振器；

所述激振器产生的流体涡旋，依次传送至涡街流量计的传感器及检测元件，生成检测信号并传输至信号处理单元；

所述检测信号经信号处理单元处理计算，在显示单元上显示用于表征相应涡街流量计精度的流量或频率。

4.根据权利要求3所述的涡街流量计检测装置，其特征在于，所述激振器包括扁平振动电机。

5.根据权利要求2所述的涡街流量计检测装置，其特征在于，所述手柄组件，包括壳体，内置在所述壳体内部的三端可调稳压电源，以及设置在所述壳体外部的电源开关与调节旋钮；所述电源开关、调节旋钮及振动电机，分别与三端可调稳压电源电连接。

6.根据权利要求5所述的涡街流量计检测装置，其特征在于，所述三端可调稳压电源，包括电池座，安装在所述电池座上的电池，以及与所述电池电连接的调压电路板；所述电源开关与电池连接，所述调节旋钮与调压电路板连接。

7.根据权利要求6所述的涡街流量计检测装置，其特征在于，所述调压电路板，包括开关K1、蓄电池E1、稳压电容C1、旁路电容C2、用于提供参考电压                                               

的电阻R1、可调电阻器RP与三端集成稳压芯片LM117，其中：

所述电源开关K1、蓄电池E1与稳压电容C1串接，旁路电容C2与负载电机M并接；

所述三端集成稳压芯片LM117的输入端，依次经稳压电容C1与旁路电容C2后，与三端集成稳压芯片LM117的输出端连接；

所述可调电阻器RP的第一连接端，连接在稳压电容C1与旁路电容C2之间；第二连接端与三端集成稳压芯片LM117的调整端连接，并经电阻R1后接三端集成稳压芯片LM117的输出端。

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