CN204594510U - 专用集成电路的涡轮流量转换器 - Google Patents

Abstract

一种专用集成电路的涡轮流量转换器，包括传感线圈、专用检测芯片、中央处理器、按键电路、自动识别模块，所述传感线圈、专用检测芯片、中央处理器依次连接，所述按键电路、中央处理器、自动识别模块依次连接，所述专用检测芯片包括信号放大电路、自动增益电路、滤波电路、比较器，所述信号放大电路、自动增益电路、滤波电路、比较器依次连接，所述信号放大电路、自动增益电路、滤波电路、比较器还连接有基准电压源、温度补偿电路，所述自动增益电路、滤波电路、比较器连接有逻辑接口电路。其有益效果是：整体面积小，大大缩小了仪表尺寸，有利于装配和仪表小型化，适用于各种场合。

Description

专用集成电路的涡轮流量转换器

技术领域

本实用新型涉及流量计领域，特别是一种流量计元件。

背景技术

感应式涡轮流量计是通过叶轮中嵌有永磁性材料、当叶轮和永磁性材料旋转时，磁场交替接近与远离传感器表体外的检测线圈，线圈的感应电势随着变化，此周期变化的频率与流量成正比，检测线圈输出的信号幅度与频率成正比，信号幅度变化范围5mV-1V，频率变化范围1HZ-2000HZ。

传统的信号处理电路是利用运算放大器对线圈感应到的信号进行放大一个固定的倍数、然后经过比较器整形后输入给单片机电路，利用单片机的软件算法进行处理。为了保证在小口径、小流量的时候能够顺利被单片机识别，放大器的倍数会选择的比较大，一般在300-500倍。

感应线圈除了能够感应正常的流量信号以外还会感应到来自线圈周边的工频干扰信号，经过放大电路和整形电路会同时输出给单片机。由于50HZ工频信号也属于正常流量信号范围之内，所以单片机软件不能对此工频信号进行滤波处理，这样会导致流量计计量数据错误。

此时如果流量信号幅度足够大，可以采用减小放大倍数的方法来抑制工频干扰信号，但在流量信号幅度较小时则无法正常测量。这样会缩短流量计的量程范围。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，设计了一种专用集成电路的涡轮流量转换器。具体设计方案为：

一种专用集成电路的涡轮流量转换器，包括传感线圈、专用检测芯片、中央处理器、按键电路、自动识别模块，所述传感线圈、专用检测芯片、中央处理器依次连接，所述按键电路、中央处理器、自动识别模块依次连接，所述专用检测芯片包括信号放大电路、自动增益电路、滤波电路、比较器，所述信号放大电路、自动增益电路、滤波电路、比较器依次连接，所述信号放大电路、自动增益电路、滤波电路、比较器还连接有基准电压源、温度补偿电路，所述自动增益电路、滤波电路、比较器连接有逻辑接口电路。

所述中央处理器连接有显示电路、485通讯电路、I²C电路。

所述信号放大电路为涡轮信号输入端。

所述比较器为频率输出端。

所述逻辑接口电路设有I/O控制口。

通过本实用新型的上述技术方案得到的专用集成电路的涡轮流量转换器，其有益效果是：

整体面积小，大大缩小了仪表尺寸，有利于装配和仪表小型化。

内部集成的增益自动调节电路能根据输入信号大小自动调整系统增益，使得涡轮流量计可适用于不同口径管道，并且在不同流量的工况条件，而无需用户调整前端放大电路参数，便于生产调试过程。

专用检测芯片可设置不同的工作模式以满足用户在不同工作场合对系统功耗的要求，用户可通过单片机I/O口控制芯片的工作模式，从而使系统达到功耗和性能的最佳平衡点。

内部集成的截止频率可编程滤波电路保证了前端放大电路在不同流量工况下，对杂波信号进行有效滤除，使流量计的抗干扰能力增强，确保了测量的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型所述专用集成电路的涡轮流量转换器的结构示意框图；

图2是本实用新型所述专用检测芯片的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行具体描述。

图1是本实用新型所述专用集成电路的涡轮流量转换器的结构示意框图；图2是本实用新型所述专用检测芯片的原理框图，如图1、图2所示，一种专用集成电路的涡轮流量转换器，包括传感线圈、专用检测芯片、中央处理器、按键电路、自动识别模块，所述传感线圈、专用检测芯片、中央处理器依次连接，所述按键电路、中央处理器、自动识别模块依次连接，所述专用检测芯片包括信号放大电路、自动增益电路、滤波电路、比较器，所述信号放大电路、自动增益电路、滤波电路、比较器依次连接，所述信号放大电路、自动增益电路、滤波电路、比较器还连接有基准电压源、温度补偿电路，所述自动增益电路、滤波电路、比较器连接有逻辑接口电路。

所述中央处理器连接有显示电路、485通讯电路、I²C电路。

所述信号放大电路为涡轮信号输入端。

所述比较器为频率输出端。

所述逻辑接口电路设有I/O控制口。

传感线圈检测到的流量信号输入专用检测芯片，专用检测芯片对其进行放大，并根据信号幅度自动调整增益倍数，再经过可编程的低通滤波电路滤掉高频信号后输出至中央处理器。中央处理器通过软件算法对采集到的信号进行频率测量，然后根据测量到的频率值控制专用检测芯片的低通滤波范围滤掉不需要的高频干扰，这样可以省掉软件处理，性能更加可靠。

专用检测芯片的第一级是信号放大电路，其主要作用是放大线圈感应到的信号，其信号放大倍数为20倍；

第二级电路是AGC放大电路，根据信号幅度自动调整增益倍数。小信号时有足够大的放大倍数，大信号时自动降低放大倍数确保信号的完整性。

第三级是一个低通滤波电路，中央处理器通过测量信号频率的大小，来控制低通滤波器的通频带，确保把无用的高频干扰信号滤除，得到一个低于10KHz的低频信号。

第四级是一个可编程回滞值的比较器，中央处理器根据测量到的信号杂波含量自动调整回滞值，确保输出信号的波形质量。

上述技术方案仅体现了本实用新型技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本实用新型的原理，属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种专用集成电路的涡轮流量转换器，包括传感线圈、专用检测芯片、中央处理器、按键电路、自动识别模块，所述传感线圈、专用检测芯片、中央处理器依次连接，所述按键电路、中央处理器、自动识别模块依次连接，其特征在于，所述专用检测芯片包括信号放大电路、自动增益电路、滤波电路、比较器，所述信号放大电路、自动增益电路、滤波电路、比较器依次连接，所述信号放大电路、自动增益电路、滤波电路、比较器还连接有基准电压源、温度补偿电路，所述自动增益电路、滤波电路、比较器连接有逻辑接口电路。

2.根据权利要求1中所述的专用集成电路的涡轮流量转换器，其特征在于，所述中央处理器连接有显示电路、485通讯电路、I²C电路。

3.根据权利要求1中所述的专用集成电路的涡轮流量转换器，其特征在于，所述信号放大电路为涡轮信号输入端。

4.根据权利要求1中所述的专用集成电路的涡轮流量转换器，其特征在于，所述比较器为频率输出端。

5.根据权利要求1中所述的专用集成电路的涡轮流量转换器，其特征在于，所述逻辑接口电路设有I/O控制口。