CN201210061Y - 一种智能磁漩涡流量检测控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属流量计量系统领域，尤其涉及一种智能磁漩涡流量检测控制系统，包括配有流量计量表的抄表终端(5)、GSM/GPRS网络及检测控制中心；在所述流量计量表的表体(1)内固定配有旋涡发生体(2)，在其内固定配有磁漩涡流量探头(3)；在计量表体(1)内还固定配有电磁流量探头(4)；磁漩涡流量探头(3)及电磁流量探头(4)的输出端口与抄表终端(5)中流量计量表的接口相接；抄表终端包括流量计量表及抄表终端GSM/GPRS网调制解调器；流量计量表的端口接抄表终端GSM/GPRS网调制解调器的端口；抄表终端GSM/GPRS网调制解调器的端口经GSM/GPRS网络接入检测控制端GSM/GPRS网调制解调器。

Description

一种智能磁漩涡流量检测控制系统

技术领域

本实用新型属流量计量系统领域，尤其涉及一种智能磁漩涡流量检测控制系统。

背景技术

磁漩涡流量计是采取法拉利励磁原理测量卡门涡街的旋涡脱落频率进而精确计量流量的仪表，磁漩涡流量检测装置是在纯计量的基础上增加智能控制特别是对流量计本身工作状态实时监控，计量数据的置信度实时分析，是流量计在技术概念应用理论上的提升。卡门涡街流量计是基于在一定的雷诺数Re范围内，稳定的卡门涡街的量值及旋涡脱落频率与流体流速成正比的思想进行设计。电磁流量计是基于导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动，与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势的思想进行设计。

理论及实践证明，电磁流量计存在如下缺点：

(1)电磁流量计只能测量导电介质的液体流量，不能测量非导电介质的流量，例如气体和水处理较好的供热用水。另外在高温条件下其衬里需考虑。

(2)电磁流量计是通过测量导电液体的速度确定工作状态下的体积流量。按照计量要求，对于液态介质，应测量质量流量，测量介质流量应涉及到流体的密度，不同流体介质具有不同的密度，而且随温度变化。如果电磁流量计转换器不考虑流体密度，仅给出常温状态下的体积流量是不合适的。

(3)电磁流量计的安装与调试比其它流量计复杂，且要求更严格。变送器和转换器必须配套使用，两者之间不能用两种不同型号的仪表配用。在安装变送器时，从安装地点的选择到具体的安装调试，必须严格按照产品说明书要求进行。安装地点不能有振动，不能有强磁场。在安装时必须使变送器和管道有良好的接触及良好的接地。变送器的电位与被测流体等电位。在使用时，必须排尽测量管中存留的气体，否则会造成较大的测量误差。

(4)电磁流量计用来测量带有污垢的粘性液体时，粘性物或沉淀物附着在测量管内壁或电极上，使变送器输出电势变化，带来测量误差，电极上污垢物达到一定厚度，可能导致仪表无法测量。

(5)供水管道结垢或磨损改变内径尺寸，将影响原定的流量值，造成测量误差。如100mm口径仪表内径变化1mm会带来约2％附加误差。

(6)变送器的测量信号为很小的毫伏级电势信号，除流量信号外，还夹杂一些与流量无关的信号，如同相电压、正交电压及共模电压等。为了准确测量流量，必须消除各种干扰信号，有效放大流量信号。应该提高流量转换器的性能，最好采用微处理机型的转换器，用它来控制励磁电压，按被测流体性质选择励磁方式和频率，可以排除同相干扰和正交干扰。但改进的仪表结构复杂，成本较高。

理论及实践证明，涡街流量计存在如下缺点：

(1)涡街流量计工作状态下的体积流量不受被测流体温度、压力、密度等热工参数的影响，但液体或蒸汽的最终测量结果应是质量流量，对于气体，最终测量结果应是标准体积流量。质量流量或标准体积流量都必须通过流体密度进行换算，必须考虑流体工况变化引起的流体密度变化。

(2)造成流量测量误差的因素主要有：管道流速不均造成的测量误差；不能准确确定流体工况变化时的介质密度；将湿饱和蒸汽假设成干饱和蒸汽进行测量。这些误差如果不加以限制或消除，涡街流量计的总测量误差会很大。

(3)抗振性能差。外来振动会使涡街流量计产生测量误差，甚至不能正常工作。通道流体高流速冲击会使涡街发生体的悬臂产生附加振动，使测量精度降低。大管径影响更为明显。

(4)对测量脏污介质适应性差。涡街流量计的发生体极易被介质脏污或被污物缠绕，改变几何体尺寸，对测量精度造成极大影响。

(5)直管段要求高。专家指出，涡街流量计直管段一定要保证前40D后20D，才能满足测量要求。

(6)耐温性能差。涡街流量计一般只能测量300℃以下介质的流体流量。

另外，上述两种流量计工作现场的实际工况不尽相同尤其是应用在化工企业，仪表工作的现状无法实时监控，因此，流量计测量的数据的置信度很低，这严重悖离了流量计的基本属性。

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有技术的不足之处而提供一种结构简单，量程宽，流量计量数据精确，流量计量表体防腐性好，不结垢，耐磨损，抗干扰能力强，可进行远程检测控制的智能磁漩涡流量检测控制系统。

为达到上述目的，本实用新型是这样实现的：

智能磁漩涡流量检测控制系统，它包括配有流量计量表的抄表终端、GSM/GPRS网络及检测控制中心；在所述流量计量表的表体内固定配有旋涡发生体；所述旋涡发生体的横截面为等腰三角形；在所述旋涡发生体内固定配有磁漩涡流量探头；在所述流量计量表的表体内还固定配有电磁流量探头；所述磁漩涡流量探头及电磁流量探头的输出端口与抄表终端中流量计量表的数据接口相接；所述检测控制中心包括单片机、流量计量器、检测控制端GSM/GPRS/网调制解调器及抄表信息传输终端；所述抄表信息传输终端的传输端口接单片机及流量计量器的端口；所述单片机的端口与流量计量器的端口相接；所述抄表终端包括流量计量表及抄表终端GSM/GPRS网调制解调器；所述流量计量表的数据传输端口接抄表终端GSM/GPRS网调制解调器的输入端口；所述抄表终端GSM/GPRS网调制解调器的输出端口经GSM/GPRS网络接入检测控制端GSM/GPRS网调制解调器；所述检测控制端GSM/GPRS网调制解调器的端口与抄表信息传输终端的端口相接。

作为一种优选方案，本实用新型所述检测控制中心还设有检测控制装置及计费和查询装置；所述检测控制装置及计费和查询装置并接于单片机及流量计量器的传输端口。

作为另一种优选方案，本实用新型在所述流量计量表的表体内可设有聚四氟层。

另外，本实用新型所述抄表终端还配有抄表器；所述流量计量表的数据端口经抄表器与抄表终端GSM/GPRS网调制解调器的输入端口相接。

本实用新型将两种流量计优势进行结合，劣势互补，采用两种方式同时计量，使流量计量数据更为精确。本实用新型利用成熟的网路技术将流量测量数据结合流量计工作状态进行置信度分析，及时自动调整为最佳工作状态或进行实时报警，其量程宽，防腐性好，不结垢，耐磨损，抗干扰能力强并可进行远程检测控制。本实用新型在用户端加装远程控制装置，使用成熟的网络技术建立足够容量的服务器，使用先进的GSM/GPRS无线传输技术，对流量计的工作状态、采集的数据实时监控，使计量结果的置信度达到人们可以接受的程度，充分体现了计量器具的公平、公正的属性。

与现有单一流量计测量技术相比，本实用新型具有如下特点：

1、使用迈克式涡街发生、检测一体式探头将被测量流体在流动时产生的涡旋同流速成正比的涡旋频率准确检测出来。

2、在计量管道采用烧结聚四氟(非金属衬里)工艺，不仅使管道光滑水流更平稳，增加的防腐性、不结垢确保计量准确性。

3、使用迈克式电磁发生、检测一体式探头，不仅降低能耗，同时测量范围加大使计量更精确。

4、综合性测量进而确保计量的准确性。利用涡街流量计测量原理及电磁流量计测量原理测量的数据，由控制系统进行置信度分析，结合工作状态进行数据传输、报警等。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。本实用新型的保护范围将不仅局限于下列内容的表述。

图1为本实用新型表体部分整体结构示意图；

图2为本实用新型传输部分原理框图；

图3为本实用新型抄表器各元器件连接框图；

具体实施方式

如图1、2所示，智能磁漩涡流量检测控制系统，它包括配有流量计量表的抄表终端5、GSM/GPRS网络及检测控制中心；在所述流量计量表的表体1内固定配有旋涡发生体2；本实用新型所述旋涡发生体2的横截面为等腰三角形，在所述旋涡发生体2内固定配有磁漩涡流量探头3；在所述流量计量表的表体1内还固定配有电磁流量探头4；所述磁漩涡流量探头3及电磁流量探头4的输出端口与抄表终端5中流量计量表的数据接口相接；所述检测控制中心包括单片机、流量计量器、检测控制端GSM/GPRS/网调制解调器及抄表信息传输终端；所述抄表信息传输终端的传输端口接单片机及流量计量器的端口；所述单片机的端口与流量计量器的端口相接；所述抄表终端5包括流量计量表及抄表终端GSM/GPRS网调制解调器；所述流量计量表的数据传输端口接抄表终端GSM/GPRS网调制解调器的输入端口；所述抄表终端GSM/GPRS网调制解调器的输出端口经GSM/GPRS网络接入检测控制端GSM/GPRS网调制解调器；所述检测控制端GSM/GPRS网调制解调器的端口与抄表信息传输终端的端口相接。所述检测控制中心还设有检测控制装置及计费和查询装置；所述检测控制装置及计费和查询装置并接于单片机及流量计量器的传输端口；在所述流量计量表的表体1内设有聚四氟层6；所述抄表终端5还配有抄表器；所述流量计量表的数据端口经抄表器与抄表终端GSM/GPRS网调制解调器的输入端口相接。本实用新型单片机可采用P89C581，MSP430等通用芯片。所述抄表终端包括抄表器、抄表终端GSM/GPRS网调制解调器及流量计量表，流量计量表为现有产品，可通过抄表器与抄表终端GSM/GPRS网调制解调器的输入端相接。抄表终端GSM/GPRS网调制解调器的输出端经GSM/GPRS网与检测控制端GSM/GPRS/网调制解调器相连。抄表终端GSM/GPRS网调制解调器及检测控制端GSM/GPRS/网调制解调器可将携带指令或用户缴费的信息发送至GSM/GPRS/网，将接收的GSM/GPRS/网的信号转换为携带指令或用户缴费的信息，并将此信息传递给抄表终端和检测控制中心。其中抄表终端可设置多个，抄表终端内的用户流量计量表也可设置多个。

如图3，本实用新型的抄表器包括流量计量表适配器、数据地址控制总线、CPU和接口电路，流量计量表通过流量计量表适配器和数据地址控制总线接入接口电路输入端及CPU，流量计量表可采用有脉冲输出的电子式流量计量表，流量计量表适配器包括脉冲计数器和电控开关，电控开关接收抄表器指令，开关用户输配管路。接口电路可完成抄表终端GSM/GPRS网调制解调器与CPU之间的数据转换和缓存；接口电路的输出端接入抄表终端GSM/GPRS网调制解调器，抄表器内设置有FLASH存储器，流量计量表通过流量计量表适配器和数据地址控制总线接入FLASH存储器，FLASH存储器采用掉电数据非遗失存储器，其可在掉电情况下对流量计量表的数据进行存储，保证数据不遗失。

本实用新型在使用时，由检测控制中心向抄表信息传输终端发出抄表消息，抄表信息传输终端按抄表的通讯协议向检测控制端GSM/GPRS/网调制解调器发出抄表指令，抄表终端在接到抄表指令后，首先由用户流量计量表向流量计量表适配器输出信号，流量计量表适配器对该信号进行处理，CPU将来自适配器的脉冲信号进行处理后变为抄表信息，通过GSM/GPRS网传至检测控制中心中的检测控制端GSM/GPRS/网调制解调器，该调制解调器通过抄表信息传输终端将该抄表信息传输至检测控制装置及计费和查询装置进行处理，完成整个抄表工作。

本实用新型从输入电极的高频振荡信号受到旋涡频率调制，调制后的高频信号进入单片机进行运算与处理，准确检出置信度高的流量信号，再进入单片机流量运算和功能处理。单片机上编有时间、日期程序，由大容量串行贮存器将每日的累积流量予以贮存，并记录该日期，累积全部日流量就成为总流量。最后由液晶显示屏显示日期、总流量和瞬时流量。或者可通过日流量搜索键的操作，显示某日期的日流量、故障排除等等，以上功能均可由用户在公司提供的网上服务器进行远程操作。

Claims (4)

1、一种智能磁漩涡流量检测控制系统，其特征在于：包括配有流量计量表的抄表终端(5)、GSM/GPRS网络及检测控制中心；在所述流量计量表的表体(1)内固定配有旋涡发生体(2)；所述旋涡发生体(2)的横截面为等腰三角形；在所述旋涡发生体(2)内固定配有磁漩涡流量探头(3)；在所述流量计量表的表体(1)内还固定配有电磁流量探头(4)；所述磁漩涡流量探头(3)及电磁流量探头(4)的输出端口与抄表终端(5)中流量计量表的数据接口相接；所述检测控制中心包括单片机、流量计量器、检测控制端GSM/GPRS/网调制解调器及抄表信息传输终端；所述抄表信息传输终端的传输端口接单片机及流量计量器的端口；所述单片机的端口与流量计量器的端口相接；所述抄表终端(5)包括流量计量表及抄表终端GSM/GPRS网调制解调器；所述流量计量表的数据传输端口接抄表终端GSM/GPRS网调制解调器的输入端口；所述抄表终端GSM/GPRS网调制解调器的输出端口经GSM/GPRS网络接入检测控制端GSM/GPRS网调制解调器；所述检测控制端GSM/GPRS网调制解调器的端口与抄表信息传输终端的端口相接。

2、根据权利要求1所述的一种智能磁漩涡流量检测控制系统，其特征在于：所述检测控制中心还设有检测控制装置及计费和查询装置；所述检测控制装置及计费和查询装置并接于单片机及流量计量器的传输端口。

3、根据权利要求1或2所述的一种智能磁漩涡流量检测控制系统，其特征在于：在所述流量计量表的表体(1)内设有聚四氟层(6)。

4、根据权利要求3所述的一种智能磁漩涡流量检测控制系统，其特征在于：所述抄表终端(5)还配有抄表器；所述流量计量表的数据端口经抄表器与抄表终端GSM/GPRS网调制解调器的输入端口相接。

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