CN200979423Y - 一种二线制涡街流量计 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种智能化，集成化程度高，带放大、整形、输出电路，二线制(无源输出)电流输出，LCD显示的涡街流量计。该二线制涡街流量计，包括控制器和与控制器连接的放大、整形回路、键盘回路、显示回路、电流输出回路，其特征在于：控制器与电流输出回路之间设有进行光电隔离的光耦。本实用新型的二线制涡街流量计，二线制电流输出电流环，无需电位器调节，输出精度靠软件便可控制在0.2％，方便工业组态、控制，电路采用集成电路，无须电位器调节，精度高。

Description

一种二线制涡街流量计

技术领域

本实用新型一般地涉及一种计量设备，特别地涉及一种工业自动化领域用的智能化二线制涡街流量计。

背景技术

涡街流量计是一种流体振动式新型流量计，当介质以一定速度流过三角柱体时，在三角柱体两侧后面产生一个交替排列的旋涡带，称之为“卡门涡街”。由于旋涡发生体两侧交替产生旋涡，于是在发生体两侧产生压力脉动，从而使检测体产生交变应力，封装在探头体内的压电晶体元件在交变应力的作用下，产生与旋涡同频率的交变电荷信号，放大器将这种电荷信号进行放大、滤波、整形，最后输出频率与介质流速成正比的脉冲信号，送至单片机进行处理和显示。它具有测量范围广、压损小、性能稳定、准确度高和安装使用方便等优点；广泛应用于封闭工业管道中液体、气体和蒸汽介质体积和质量流量的测量。当前工业自动化领域使用的涡街流量计存在如下问题：

1.智能化、集成化程度不高：目前使用的大量涡街流量计大多采用分立元件，电流信号输出电路采用电位器调节，时间长，由于电位器漂移等原因影响，易造成整机性能、精度下降。

2、功能不齐全：大多数涡街流量计，有的要么不带输出电路，有的要么电流输出只有三线制(有源输出)，没有二线制(无源输出)接法，而实际工业组态中，尤其是采用进口的PLC、DCS控制系统中经常用到两线制接法，设计开发一种二线制的智能涡街流量计有实际意义。

中国专利ZL 02154417.4提供了一种电磁差动式涡街流量计，它包括测量管、传感器、二次仪表，测量管内并垂直于测量管轴线安装两个钝体，即前钝体和后钝体，其测量管(2)内装有内衬(10)，垂直于测量管(2)轴线安装前钝体(3)和后钝体(8)，在后钝体(8)的侧面对称位置上，装有相同的两组传感器(13、14)及(5、17)，其中电极(5、14)是安装在后钝体上，电极(13、17)是通过联接螺栓(20)安装在测量管(2)上，两组传感器(13、14)、(5、17)构成一个差动式传感器，两组传感器(13、14)、(5、17)分别通过线路与测量管(2)外的二次仪表(24)连接；由电磁铁(7)、线圈(12)组成的励磁装置和由电磁铁(16)、线圈(18)组成的励磁装置对称地安装在测量管(2)外，后钝体(8)产生的涡街及两组传感器(13、14)及(5、17)均置于励磁装置两线圈(12、18)产生的稳定且分布均匀的磁场中，两励磁装置产生的磁场方向垂直于差动传感器所构成的平面。但其并未提及二线制的接法问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种智能化，集成化程度高，带放大、整形、输出电路，二线制(无源输出)电流输出，LCD显示的二线制涡街流量计。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种二线制涡街流量计，包括控制器和与控制器连接的放大、整形回路、键盘回路、显示回路、电流输出回路，其特征在于：控制器与电流输出回路之间设有进行光电隔离的光藕。

本实用新型中，所述电流输出回路包括，数模转换器和隔离DC/DC，外界电源通过三极管接入数模转换器，为数模转换器提供工作电源；数模转换器输出端通过稳压管连接隔离DC/DC，隔离DC/DC输出端连接控制器电源端，为控制器提供工作电源。

所述电流输出回路的输出端设有二极管，以反向截止，可防止外界由于各种原因对输出端反向输入以免损坏整个输出电路。

本实用新型的二线制涡街流量计，二线制电流输出电流环，无需电位器调节，输出精度靠软件便可控制在0.2％，方便工业组态、控制，电路采用集成电路，无须电位器调节，精度高。

附图说明

图1为三线制(有源输出)电流输出接法。

图2为二线制(无源输出)电流输出接法。

图3为智能涡街流量计原理框图。

图4为智能涡街流量计电原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图1为常见的工业控制中三线制电流输出接法，左侧为智能涡街流量计，右侧为计算机或者是外设，智能涡街流量计采用+24V电源输入，输出电流I_O，智能涡街流量计和计算机或者是外设之间进行接地。

如图2为常见的工业控制中二线制电流输出接法，左侧为智能涡街流量计，右侧为计算机或者是外设，智能涡街流量计采用+24V电源输入，输出电流I_O，智能涡街流量计和计算机或者是外设之间没有接地，也是本实用新型所采用的方式。

如图3所示，控制器采用单片机PIC16C73，涡街压电电信号通过放大、整形回路I将涡街传感器探头来的微弱脉冲信号进行放大、整形送入单片机PIC16C73中计数，单片机PIC16C73还连接有键盘回路II，其为软件操作电路；电流输出回路III；和显示瞬时流量、累积流量的LCD显示回路IV。放大、整形回路I、键盘回路II和LCD显示回路IV均为现有常见的回路，接法也是常规接法，在此不作详细描述了；电流输出回路III将流量计的瞬时流量变换成对应的电流信号输出，同时提供流量计工作电源，其与单片机PIC16C73的连接方式在后文中将作详细的描述。

如图4所示，所述电流输出回路III包括数模转换器UI1、隔离DC/DCUI3，+24V电源接到+24VI端子，经三极管UI2接到数模转换器UI1的16脚(15、16脚相连)提供数模转换器UI1工作电源。数模转换器UI1 AD4218脚输出送至隔离DC/DCUI3输入端，经7.5V稳压管，在UI3输入端形成7.5V电压，输其出+3.6V经二极管D4送至VE1提供工作电源。

其关键技术在于VE1处提供的整机工作电流要小，否则隔离DC/DCUI3提供不了太大电流，因其输入端数模转换器UI1 AD421 8脚输出端电流范围4-20mA，最小值为4mA，故整机电路宜采用微功耗设计，单片机采用PIC微功耗单片机，如本实施例中的PIC16C73，其它芯片采用微功耗芯片，实测VE1处整机工作电流仅有68uA，隔离DC/DCU11 AD4218脚输出经UI3提供VE1工作电流正常。

单片机PIC16C73的22、23、24三脚输出电路经光藕GD1、GD2、GD3，进行光电隔离送至数模转换器UI1的5、6、7三脚；数模转换器UI1 AD421为二线制电流输出电流环，它以串行方式输入16位数字信号，经数模转换后以4～20mA电流形式输出，数模转换器UI1 AD421采用∑ΔDAC结构，保证16位的分辩率和单调性，其积分线性误差为±0.001％，失调误差为±0.1％，增益误差为±0.2％，无需电位器调节，输出精度靠软件便可控制在0.2％。+24VI为二线制信号输出时外界+24V电源输入，I_O为二线制电流输出，其中二极管D6反向截止可防止外界由于各种原因对I_O端反向输入以免损坏整个输出电路。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种二线制涡街流量计，包括控制器和与控制器连接的放大、整形回路、键盘回路、显示回路、电流输出回路，其特征在于：控制器与电流输出回路之间设有进行光电隔离的光藕。

2.如权利要求1所述的二线制涡街流量计，其特征在于：所述电流输出回路包括，数模转换器和隔离DC/DC，外界电源通过三极管接入数模转换器；数模转换器输出端通过稳压管连接隔离DC/DC，隔离DC/DC输出端连接控制器电源端，为控制器提供工作电源。

3.如权利要求1所述的二线制涡街流量计，其特征在于：所述电流输出回路输出端设有反向截止防止外界由于各种原因对输出端反向输入以免损坏整个输出电路的二极管。

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