CN211978012U - 一种低电导率电磁流量计转换器电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种低电导率电磁流量计转换器电路，包括MCU，还包括与MCU连接的信号处理电路，所述的信号处理电路将电磁流量计传感器反馈处的电极之间的电压进行放大滤波后发送至MCU；所述的信号处理电路包括依次连接的一级信号放大电路、高低通滤波电路、电压跟随电路、二级信号放大电路和A/D转换电路。本实用新型的转换器信号处理采用多级信号放大，在液体导电率低的情况下，通过多级放大电路把信号逐级放大，实现在低电导率的情况下的测量。
Description
技术领域
本实用新型涉及电磁流量计，具体涉及一种低电导率电磁流量计转换器电路。
背景技术
电磁流量计是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。电磁流量计是应用电磁感应原理，根据导体电流通过外加磁场时感生的电动势来测量导电流体流量的一种仪器。电磁流量计的结构主要由磁路系统、测量导管、电极、外壳、衬里和转换器等部分组成。转换器：由液体流动产生的感应电势信号十分微弱，受各种干扰因素的影响很大，转换器的作用就是将感应电势信号放大并转换成统一的标准信号并抑制主要的干扰信号。其任务是把电极检测到的感应电势信号Ex经放大转换成统一的标准直流信号。
全世界生产电磁流量计的厂家均要求被测量液体导电率大于或者等于5μs/cm，液体导电率低于5μs/cm时会产生低电导率液体普通电磁流量计无法计量。
实用新型内容
为解决上述问题，提供一种低电导率电磁流量计转换器电路。
本实用新型的目的是以下述方式实现的：
一种低电导率电磁流量计转换器电路，包括MCU，还包括与MCU连接的信号处理电路，所述的信号处理电路将电磁流量计传感器反馈处的电极之间的电压进行放大滤波后发送至MCU；所述的信号处理电路包括依次连接的一级信号放大电路、高低通滤波电路、电压跟随电路、二级信号放大电路和A/D转换电路。
所述的一级信号放大电路包括第四电阻R4、第十电阻R10、第四电容C4、第五电容C5和运算放大器U3；所述的第四电阻R4和第十电阻R10的一端与信号端连接，另一端分别连接至运算放大器U3的负向输入端和正向输入端，所述的第四电容C4和第五电容C5串联后并联在运算放大器U3的负向输入端和正向输入端之间，所述的运算放大器U3的负向输入端和输出端之间串联反馈电阻R5。
所述的第一运算放大器U3采用AD620AN芯片。
所述的高低通滤波电路包括第七电阻R7、第八电阻R8和第三电容C3，所述的第七电阻R7的一端连接至一级信号放大电路的输出端，另一端和第八电阻R8串联，第三电容C3的一端连接至第七电阻R7和第八电阻R8之间，另一端连接至电压跟随电路的输入端，第八电阻R8的另一端连接至电压跟随电路的输入端。
所述的电压跟随电路包括第二运算放大器U2B，所述的第二运算放大器U2B采用TL072ACD。
所述的二级信号放大电路包括第三运算放大器U2A，所述的第三运算放大器U2A采用TL072ACD。
所述的A/D转换电路采用ADS7806模数转换芯片。
所述的一级信号放大电路的输入端和转换器电路的信号接收端之间还设有抑制保护电路，所述的抑制保护电路包括6个单向TVS瞬态抑制二极管，第二瞬态抑制二极管D2、第六瞬态抑制二极管D6和第八瞬态抑制二极管D8的阴极分别与信号SING1端连接；第二瞬态抑制二极管D2、第六瞬态抑制二极管D6和第八瞬态抑制二极管D8的阳极分别接地；第三瞬态抑制二极管D3、第七瞬态抑制二极管D7和第九瞬态抑制二极管D9阴极分别与信号SING2端连接，第三瞬态抑制二极管D3、第七瞬态抑制二极管D7和第九瞬态抑制二极管D9的阳极分别接地。
本实用新型的有益效果：相对于现有技术，本实用新型的转换器信号处理采用多级信号放大，在液体导电率低的情况下，通过多级放大电路把信号逐级放大，实现在低电导率的情况下的测量。
附图说明
图1是本实用新型信号处理电路的电路图。
图2是励磁电路的电路图。
图3是三值波波形示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
应该指出，以下详细说明都是例式性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的技术含义相同。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本实用新型中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
一种低电导率电磁流量计转换器电路，包括MCU，还包括与MCU连接的信号处理电路，所述的信号处理电路将电磁流量计传感器反馈处的电极之间的电压进行放大滤波后发送至MCU；所述的信号处理电路包括依次连接的一级信号放大电路、高低通滤波电路、电压跟随电路、二级信号放大电路和A/D转换电路。
所述的一级信号放大电路包括第四电阻R4、第十电阻R10、第四电容C4、第五电容C5和运算放大器U3；所述的第四电阻R4和第十电阻R10的一端与信号端连接，另一端分别连接至运算放大器U3的负向输入端和正向输入端，所述的第四电容C4和第五电容C5串联后并联在运算放大器U3的负向输入端和正向输入端之间，所述的运算放大器U3的负向输入端和输出端之间串联反馈电阻R5。
所述的第一运算放大器U3采用AD620AN芯片。
所述的高低通滤波电路包括第七电阻R7、第八电阻R8和第三电容C3，所述的第七电阻R7的一端连接至一级信号放大电路的输出端，另一端和第八电阻R8串联，第三电容C3的一端连接至第七电阻R7和第八电阻R8之间，另一端连接至电压跟随电路的输入端，第八电阻R8的另一端连接至电压跟随电路的输入端。
所述的电压跟随电路包括第二运算放大器U2B，所述的第二运算放大器U2B采用TL072ACD。
所述的二级信号放大电路包括第三运算放大器U2A，所述的第三运算放大器U2A采用TL072ACD。
所述的A/D转换电路采用ADS7806模数转换芯片。
所述的一级信号放大电路的输入端和转换器电路的信号接收端之间还设有抑制保护电路，所述的抑制保护电路包括6个单向TVS瞬态抑制二极管，第二瞬态抑制二极管D2、第六瞬态抑制二极管D6和第八瞬态抑制二极管D8的阴极分别与信号SING1端连接；第二瞬态抑制二极管D2、第六瞬态抑制二极管D6和第八瞬态抑制二极管D8的阳极分别接地；第三瞬态抑制二极管D3、第七瞬态抑制二极管D7和第九瞬态抑制二极管D9阴极分别与信号SING2端连接，第三瞬态抑制二极管D3、第七瞬态抑制二极管D7和第九瞬态抑制二极管D9的阳极分别接地。
如图1所示，本实用新型的工作原理为：由电磁流量计的电极测得的信号由SING1、SING2反馈出电极之间的电压经过一级AD620放大电路，高低通滤波电路、电压跟随电路、二级放大电路传输到ADS7806模数转换芯片，并将返回的数值通过MD0~MD7反馈给MCU阵脚。
如图2所示，为现有技术励磁电路示意图，励磁电路为开关控制电路，包括四个与MCU连接的开关管T1、T2、T3和T4。
电磁流量计的测量原理为：MCU控制CtrlA、B、C、D针脚输出高低电平，导通光耦使励磁电路中的T1、T2、T3、T4输出24V电压给EXT+、EXT-，形成交变的电磁场，一般频率位6.25Hz的三值波波形如图3所示。
PWM_OUT由MCU输出的高频励磁叠加到±24V电平中。
信号由SING1、SING2反馈出电极之间的电压经过一级AD620放大电路，高低通滤波电路、电压跟随电路、二级放大电路传输到ADS7806模数转换芯片，并将返回的数值通过MD0~MD7反馈给MCU阵脚。
MCU在相应的采集点进行信号的采集。
本实用新型提供的低电导率电磁流量计转换器可以检测微小流量信号，将电极所采集的电压信号进一步放大传送至放大器，然后转换成统一输出信号，即可测电导率为2~5μs/cm液体。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (8)
1.一种低电导率电磁流量计转换器电路，包括MCU，其特征在于：还包括与MCU连接的信号处理电路，所述的信号处理电路将电磁流量计传感器反馈处的电极之间的电压进行放大滤波后发送至MCU；所述的信号处理电路包括依次连接的一级信号放大电路、高低通滤波电路、电压跟随电路、二级信号放大电路和A/D转换电路。
2.如权利要求1所述的低电导率电磁流量计转换器电路，其特征在于：所述的一级信号放大电路包括第四电阻（R4）、第十电阻（R10）、第四电容（C4）、第五电容（C5）和第一运算放大器（U3）；所述的第四电阻（R4）和第十电阻（R10）的一端与信号端连接，另一端分别连接至第一运算放大器（U3）的负向输入端和正向输入端，所述的第四电容（C4）和第五电容（C5）串联后并联在第一运算放大器（U3）的负向输入端和正向输入端之间，所述的第一运算放大器（U3）的负向输入端和输出端之间串联反馈电阻（R5）。
3.如权利要求2所述的低电导率电磁流量计转换器电路，其特征在于：所述的第一运算放大器（U3）采用AD620AN芯片。
4.如权利要求1所述的低电导率电磁流量计转换器电路，其特征在于：所述的高低通滤波电路包括第七电阻（R7）、第八电阻（R8）和第三电容（C3），所述的第七电阻（R7）的一端连接至一级信号放大电路的输出端，另一端和第八电阻（R8）串联，第三电容（C3）的一端连接至第七电阻（R7）和第八电阻（R8）之间，另一端连接至电压跟随电路的输入端，第八电阻（R8）的另一端连接至电压跟随电路的输入端。
5.如权利要求1所述的低电导率电磁流量计转换器电路，其特征在于：所述的电压跟随电路包括第二运算放大器（U2B），所述的第二运算放大器（U2B）采用TL072ACD。
6.如权利要求1所述的低电导率电磁流量计转换器电路，其特征在于：所述的二级信号放大电路包括第三运算放大器（U2A），所述的第三运算放大器（U2A）采用TL072ACD。
7.如权利要求1所述的低电导率电磁流量计转换器电路，其特征在于：所述的A/D转换电路采用ADS7806模数转换芯片。
8.如权利要求1所述的低电导率电磁流量计转换器电路，其特征在于：所述的一级信号放大电路的输入端和转换器电路的信号接收端之间还设有抑制保护电路，所述的抑制保护电路包括6个单向TVS瞬态抑制二极管，第二瞬态抑制二极管（D2）、第六瞬态抑制二极管（D6）和第八瞬态抑制二极管（D8）的阴极分别与信号SING1端连接；第二瞬态抑制二极管（D2）、第六瞬态抑制二极管（D6）和第八瞬态抑制二极管（D8）的阳极分别接地；第三瞬态抑制二极管（D3）、第七瞬态抑制二极管（D7）和第九瞬态抑制二极管（D9）阴极分别与信号SING2端连接，第三瞬态抑制二极管（D3）、第七瞬态抑制二极管（D7）和第九瞬态抑制二极管（D9）的阳极分别接地。
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|---|---|---|---|---|
| CN113253027A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-08-13 | 宁波水表(集团)股份有限公司 | 电磁水表的转换器测量电路 |
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