CN110879089A - 一种多功能高精度电磁流量计转换器以及电磁流量计 - Google Patents

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蒋小春
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Abstract

本发明公开了一种多功能高精度电磁流量计转换器以及电磁流量计，转换器包括MCU模块、励磁模块、采集模块、Z32HUB模块和至少两个信号输出模块；励磁模块用于向电磁传感器输出高频交变励磁信号；采集模块用于采集电磁传感器产生的感应电动势；MCU模块用于将感应电动势转换为电压值；Z32HUB模块用于计算电压值与预先设定的转换器标定系数、传感器标定系数的乘积得到流速值，再计算流速值与管道截面积的乘积得到流量值；MCU模块还用于将流量值发送给至少两个信号输出模块；至少两个信号输出模块用于采用不同的信号输出方式对流量值进行信号输出。本发明能够测量较浓浆液流体，并提高测量精度，提供多种输出方式。

Description

一种多功能高精度电磁流量计转换器以及电磁流量计
技术领域
本发明涉及流量检测技术领域，特别是涉及一种多功能高精度电磁流量计转换器以及电磁流量计。
背景技术
目前市面常见电磁流量计转换器的测量通常精度不太高，只能达到1％的测量精度，且此类流量计转换器通常对于较浓浆液流体的测量效果差，甚至无法测量。此外，在功能上，常见流量计转换器测量值显示与输出方式较为单一，常只有一种输出方式，参数设置与测量值显示需要通过转换器本身附带显示屏与键盘才可进行，而流量计安装位置通常较为狭小，对于操作与观察十分不便利。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种多功能高精度电磁流量计转换器以及电磁流量计，能够测量较浓浆液流体，并提高测量精度，提供多种输出方式。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种多功能高精度电磁流量计转换器，所述转换器包括MCU模块、励磁模块、采集模块、Z32HUB模块和至少两个信号输出模块；所述励磁模块用于向电磁传感器输出高频交变励磁信号；所述采集模块用于采集所述电磁传感器产生的感应电动势，并将感应电动势传输至MCU模块；所述MCU模块用于将所述感应电动势转换为电压值，并将所述电压值传输至Z32HUB模块；所述Z32HUB模块用于计算所述电压值与预先设定的转换器标定系数、传感器标定系数的乘积得到流速值，再计算所述流速值与管道截面积的乘积得到流量值，并将所述流量值传输至所述MCU模块；所述MCU模块还用于将所述流量值发送给所述至少两个信号输出模块；所述至少两个信号输出模块用于采用不同的信号输出方式对所述流量值进行信号输出。
作为本发明的一个优选实施例，所述信号输出模块为三个，信号输出方式分别为电流输出、无源脉冲输出、485输出。
作为本发明的一个优选实施例，所述转换器还包括近场通信模块，所述MCU模块还用于将所述流量值发送给所述近场通信模块；所述近场通信模块用于与第三方设备建立近场通信连接，并通过所述近场通信连接对所述流量值进行信号输出。
作为本发明的一个优选实施例，所述近场通信模块为蓝牙模块，所述近场通信连接为蓝牙连接。
作为本发明的一个优选实施例，所述近场通信模块还用于通过所述近场通信连接接收控制指令，并将所述控制指令发送给所述MCU模块；所述MCU模块还用于根据所述控制指令控制所述励磁模块改变所述高频交变励磁信号的频率。
作为本发明的一个优选实施例，所述转换器还包括电源模块，所述电源模块用于对市电进行电压转换，以为所述MCU模块、励磁模块、采集模块、Z32HUB模块和至少两个信号输出模块供电。
作为本发明的一个优选实施例，所述MCU模块还用于将所述电压值传输至Z32HUB模块之前，对所述电压值进行滤波。
作为本发明的一个优选实施例，所述至少两个信号输出模块对所述流量值进行信号输出时，按照预定加密算法对所述流量值进行加密。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种电磁流量计，所述电磁流量计包括电磁传感器和前述任一种所述的多功能高精度电磁流量计转换器：所述电磁传感器布置于管道上，用于根据所述高频交变励磁信号产生励磁磁场，并由励磁磁场产生感应电动势。
区别于现有技术的情况，本发明的有益效果是：
1.利用高频交变励磁信号进行测量，测量过程稳定，可以实现对较浓浆液流体的测量；
2.测量精度高，可达0.5％；
3.信号输出方式有至少一种，适配于多种通讯装置，适用面广；
4.通过蓝牙连接来传输测量值，同时可对转换器进行远程操控，可以实现流量计的远程操控，无需直接接触观察流量计本身；
4.流量值采用加密算法加密后再传输，可以保证数据安全性，确保测量数据安全可靠，防止恶意篡改。
附图说明
图1是本发明实施例的电磁流量计的架构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1，是本发明实施例的电磁流量计的架构示意图。本实施例的多功能高精度电磁流量计转换器10包括MCU模块11、励磁模块12、采集模块13、Z32HUB模块14和至少两个信号输出模块15。
励磁模块12用于向电磁传感器20输出高频交变励磁信号。其中，励磁模块12可以提供高励磁电流，再由高励磁电流转换为高频交变励磁信号。
采集模块13用于采集电磁传感器20产生的感应电动势，并将感应电动势传输至MCU模块11。
MCU模块11用于将感应电动势转换为电压值，并将电压值传输至Z32HUB模块14。在本实施例中，MCU模块11还用于将电压值传输至Z32HUB模块14之前，对电压值进行滤波，通过滤波，可以去除采集模块13采集信号中的噪声干扰，提高测量精确度。
Z32HUB模块14用于计算电压值与预先设定的转换器标定系数、传感器标定系数的乘积得到流速值，再计算流速值与管道截面积的乘积得到流量值，并将流量值传输至MCU模块11。其中，流速值＝电压值*转换器标定系数*传感器标定系数，流量值＝流速值*管道截面积。
MCU模块11还用于将流量值发送给至少两个信号输出模块15。
至少两个信号输出模块15用于采用不同的信号输出方式对流量值进行信号输出。在本实施例中，信号输出模块为三个，信号输出方式分别为电流输出、无源脉冲输出、485输出。考虑到数据和通讯安全，至少两个信号输出模块15对流量值进行信号输出时，还按照预定加密算法对流量值进行加密。
在本实施例中，转换器还包括近场通信模块16，MCU模块11还用于将流量值发送给近场通信模块16，近场通信模块16用于与第三方设备建立近场通信连接，并通过近场通信连接对流量值进行信号输出。近场通信模块16例如为蓝牙模块，近场通信连接为蓝牙连接，第三方设备可以通过蓝牙连接查看流量值，在安装环境较为恶劣的场合，极大提高了使用便利性。进一步的，近场通信模块16还用于通过近场通信连接接收控制指令，并将控制指令发送给MCU模块11；MCU模块11还用于根据控制指令控制励磁模块12改变高频交变励磁信号的频率，此外，还可以通过控制指令修改转换器标定系数、传感器标定系数、管道管径、近场通信配置参数等信息。控制指令由第三方设备，例如手机发出，从而可以实现对流量计的远程操控。
考虑到转换器需要供电，在本实施例中，转换器还包括电源模块17，电源模块17用于对市电进行电压转换，以为MCU模块11、励磁模块12、采集模块13、Z32HUB模块14和至少两个信号输出模块15供电。
请再次参见图1，本发明还保护一种电磁流量计，电磁流量计包括前述实施例的多功能高精度电磁流量计转换器10以及电磁传感器20，电磁传感器20布置于管道上，用于根据高频交变励磁信号产生励磁磁场，并由励磁磁场产生感应电动势。管道中的流体流经电磁传感器20时，励磁磁场会产生变化，从而感应电动势也会发生变化。
通过上述方式，本发明的多功能高精度电磁流量计转换器以及电磁流量计通过高励磁电流与高频交变励磁信号提高了测量精度，配合Z32HUB模块的流量计算，从而能够测量较浓浆液流体，并提高测量精度，提供多种输出方式。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种多功能高精度电磁流量计转换器，其特征在于，所述转换器包括MCU模块、励磁模块、采集模块、Z32HUB模块和至少两个信号输出模块；
所述励磁模块用于向电磁传感器输出高频交变励磁信号；
所述采集模块用于采集所述电磁传感器产生的感应电动势，并将感应电动势传输至MCU模块；
所述MCU模块用于将所述感应电动势转换为电压值，并将所述电压值传输至Z32HUB模块；
所述Z32HUB模块用于计算所述电压值与预先设定的转换器标定系数、传感器标定系数的乘积得到流速值，再计算所述流速值与管道截面积的乘积得到流量值，并将所述流量值传输至所述MCU模块；
所述MCU模块还用于将所述流量值发送给所述至少两个信号输出模块；
所述至少两个信号输出模块用于采用不同的信号输出方式对所述流量值进行信号输出至少两个信号输出模块。
2.根据权利要求1所述的多功能高精度电磁流量计转换器，其特征在于，所述信号输出模块为三个，信号输出方式分别为电流输出、无源脉冲输出、485输出。
3.根据权利要求1或2所述的多功能高精度电磁流量计转换器，其特征在于，所述转换器还包括近场通信模块，所述MCU模块还用于将所述流量值发送给所述近场通信模块；
所述近场通信模块用于与第三方设备建立近场通信连接，并通过所述近场通信连接对所述流量值进行信号输出。
4.根据权利要求3所述的多功能高精度电磁流量计转换器，其特征在于，所述近场通信模块为蓝牙模块，所述近场通信连接为蓝牙连接。
5.根据权利要求3所述的多功能高精度电磁流量计转换器，其特征在于，所述近场通信模块还用于通过所述近场通信连接接收控制指令，并将所述控制指令发送给所述MCU模块；
所述MCU模块还用于根据所述控制指令控制所述励磁模块改变所述高频交变励磁信号的频率。
6.根据权利要求1所述的多功能高精度电磁流量计转换器，其特征在于，所述转换器还包括电源模块，所述电源模块用于对市电进行电压转换，以为所述MCU模块、励磁模块、采集模块、Z32HUB模块和至少两个信号输出模块供电。
7.根据权利要求1所述的多功能高精度电磁流量计转换器，其特征在于，所述MCU模块还用于将所述电压值传输至Z32HUB模块之前，对所述电压值进行滤波。
8.根据权利要求1所述的多功能高精度电磁流量计转换器，其特征在于，所述至少两个信号输出模块对所述流量值进行信号输出时，按照预定加密算法对所述流量值进行加密。
9.一种电磁流量计，其特征在于，所述电磁流量计包括电磁传感器和根据权利要求1至8任一项所述的多功能高精度电磁流量计转换器：
所述电磁传感器布置于管道上，用于根据所述高频交变励磁信号产生励磁磁场，并由励磁磁场产生感应电动势。
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李斌 等: "一种大口径电磁流量计的单位元标定方法", 《机械工程学报》 *

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