CN212110155U - 一种电磁流量计信号处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种电磁流量计信号处理装置，包括信号检测电路、三运放处理电路和滤波跟随电路，信号检测电路包括电磁传感器P1，电磁传感器P1的检测信号经RC滤波后送入三运放处理电路中；三运放处理电路包括运放器U1、U2、U3，运放器U1、U2采用差模输入的形式对信号检测电路的输出信号进行放大，然后送入运放器U3的两个输入端进行差分放大；滤波跟随电路用于对运放器U3的输出信号进行LC滤波后送入运放器U4中隔离，最终送入控制器中对检测信号进行处理，有效提高电磁流量计的抗干扰性，测量值准确可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及流量计技术领域，特别是涉及一种电磁流量计信号处理装置。
背景技术
电磁流量计由于具有许多优点，现已被广泛应用于冶金、石化、化工、电力、环保、废水及城市公用事业等许多领域，在流量计量中发挥着巨大的作用。在实际应用中，电磁流量计具有非常严格的使用要求，如果设备选型、安装或使用不当，则会引起测量误差增大、示值不稳。电磁流量计应用的实质是借助特定的电缆，实现转换器与传感器的连接，由于转换器与传感器间的电缆线较长，而传感器的输出信号很小，通常只要几毫伏，因此在较强电磁环境下，很易受到干扰，从而引发仪器测量值出现不准确的情形。
所以本实用新型提供一种新的方案来解决此问题。
实用新型内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的在于提供便一种电磁流量计信号处理装置。
其解决的技术方案是：一种电磁流量计信号处理装置，包括信号检测电路、三运放处理电路和滤波跟随电路，所述信号检测电路包括电磁传感器，所述电磁传感器的检测信号经RC滤波后送入所述三运放处理电路中；所述三运放处理电路包括运放器U1、U2、U3，运放器U1、U2采用差模输入的形式对所述信号检测电路的输出信号进行放大，然后送入运放器U3的两个输入端进行差分放大；所述滤波跟随电路用于对运放器U3的输出信号进行LC滤波后送入运放器U4中隔离，最终送入控制器中对检测信号进行处理。
进一步的，所述电磁传感器的电源端连接+5V电源和电容C1的一端，所述电磁传感器的信号输出端连接电容C1的另一端和电阻R1、电容C2的一端，所述电磁传感器的接地端与电阻R1、电容C2的另一端并联接地。
进一步的，所述运放器U1的反相输入端连接电阻R4、R5、电容C4的一端，运放器U1的同相输入端接地，电阻R4的另一端连接电阻R2、R3、电容C3的一端，电阻R2的另一端连接电容C2的一端，电阻R3、电容C4的另一端连接运放器U1的输出端，电容C3的另一端接地，电阻R5的另一端连接运放器U2的反相输入端和电容C5的一端，运放器U2的同相输入端接地，运放器U2的输出端连接电容C5的另一端，并通过电阻R7连接电容C7的一端和运放器U3的同相输入端，运放器U1的输出端通过电阻R6连接电容C6的一端和运放器U3的反相输入端，电容C6、C7的另一端接地，运放器U3的反相输入端与输出端之间连接并联的电阻R8、电容C8。
进一步的，所述滤波跟随电路还包括电感L1，电感L1的一端连接运放器U3的输出端，电感L1的另一端连接运放器U4的同相输入端，并通过电容C9接地，运放器U4的反相输入端、输出端通过A/D转换器连接所述控制器。
通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为：
1.本实用新型采用电磁传感器P1对流经电磁流量计内的流体进行测量，并将检测信号经RC滤波后降低外界尖峰干扰对检测信号的影响，三运放处理电路中形成RC带通滤波网络对信号检测电路的输出信号进行选频处理，从而有效滤除包括外界电磁干扰频率在内的无用信号，运放器U1、U2、U3运用差分放大原理对信号进行放大，有效消除电缆线内部产生的共模干扰，保证检测信号放大输出的精准度；
2.滤波跟随电路对运放器U3的输出信号进行LC滤波后送入运放器U4中隔离，使控制器接收检测信号时与电缆线形成电气隔离，保证信号处理的稳定性，最终经模数转换后送入控制器中进行运算得出流量测量值，有效提高电磁流量计的抗干扰性，测量值准确可靠。
附图说明
图1为本实用新型信号检测电路与三运放处理电路原理图。
图2为本实用新型滤波跟随电路原理图。
具体实施方式
有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。
一种电磁流量计信号处理装置，包括信号检测电路、三运放处理电路和滤波跟随电路。信号检测电路包括电磁传感器P1，电磁传感器P1的检测信号经RC滤波后送入三运放处理电路中。三运放处理电路包括运放器U1、U2、U3，运放器U1、U2采用差模输入的形式对信号检测电路的输出信号进行放大，然后送入运放器U3的两个输入端进行差分放大。滤波跟随电路用于对运放器U3的输出信号进行LC滤波后送入运放器U4中隔离，最终送入控制器中对检测信号进行处理。
如图1所示，电磁传感器P1的电源端连接+5V电源和电容C1的一端，电磁传感器P1的信号输出端连接电容C1的另一端和电阻R1、电容C2的一端，电磁传感器P1的接地端与电阻R1、电容C2的另一端并联接地。其中，电阻R1与电容C2形成RC滤波对电磁传感器P1的检测信号进行降噪，降低外界尖峰干扰对检测信号的影响。
信号检测电路的输出信号送入三运放处理电路中进行信号增强处理，运放器U1的反相输入端连接电阻R4、R5、电容C4的一端，运放器U1的同相输入端接地，电阻R4的另一端连接电阻R2、R3、电容C3的一端，电阻R2的另一端连接电容C2的一端，电阻R3、电容C4的另一端连接运放器U1的输出端，电容C3的另一端接地，电阻R5的另一端连接运放器U2的反相输入端和电容C5的一端，运放器U2的同相输入端接地，运放器U2的输出端连接电容C5的另一端，并通过电阻R7连接电容C7的一端和运放器U3的同相输入端，运放器U1的输出端通过电阻R6连接电容C6的一端和运放器U3的反相输入端，电容C6、C7的另一端接地，运放器U3的反相输入端与输出端之间连接并联的电阻R8、电容C8。
三运放处理电路的具体工作原理为：电阻R2-R4与电容C3、C4形成RC带通滤波网络对信号检测电路的输出信号进行选频处理，从而有效滤除包括外界电磁干扰频率在内的无用信号，很好地抑制外界杂波干扰。RC带通滤波后的信号差模输入到运放器U1、U2中放大，然后运放器U1、U2的输出信号分别经RC低通滤波处理后送入运放器U3中，运放器U3运用差分放大原理对信号进行放大，有效消除电缆线内部产生的共模干扰，同时电阻R8、电容C8在运放器U3的处理过程中起到阻容反馈的作用，保证检测信号放大输出的精准度。
如图2所示，滤波跟随电路还包括电感L1，电感L1的一端连接运放器U3的输出端，电感L1的另一端连接运放器U4的同相输入端，并通过电容C9接地，运放器U4的反相输入端、输出端通过A/D转换器连接控制器。其中，电感L1与电容C9形成的LC滤波进一步提高检测信号的精度，运放器U4运用电压跟随器原理对LC滤波后的信号隔离输出，从而使控制器接收检测信号时与电缆线形成电气隔离，保证信号处理的稳定性。
本实用新型在具体使用时，电磁传感器P1对流经电磁流量计内的流体进行测量，并将检测信号经RC滤波后降低外界尖峰干扰对检测信号的影响，三运放处理电路中形成RC带通滤波网络对信号检测电路的输出信号进行选频处理，从而有效滤除包括外界电磁干扰频率在内的无用信号，运放器U1、U2、U3运用差分放大原理对信号进行放大，有效消除电缆线内部产生的共模干扰，保证检测信号放大输出的精准度。滤波跟随电路对运放器U3的输出信号进行LC滤波后送入运放器U4中隔离，保证信号处理的稳定性，最终经模数转换后送入控制器中进行运算得出流量测量值，有效提高电磁流量计的抗干扰性，测量值准确可靠。
以上所述是结合具体实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施仅局限于此；对于本实用新型所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本实用新型技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本实用新型保护范围之内。
Claims (4)
1.一种电磁流量计信号处理装置，包括信号检测电路、三运放处理电路和滤波跟随电路，其特征在于：所述信号检测电路包括电磁传感器，所述电磁传感器的检测信号经RC滤波后送入所述三运放处理电路中；所述三运放处理电路包括运放器U1、U2、U3，运放器U1、U2采用差模输入的形式对所述信号检测电路的输出信号进行放大，然后送入运放器U3的两个输入端进行差分放大；所述滤波跟随电路用于对运放器U3的输出信号进行LC滤波后送入运放器U4中隔离，最终送入控制器中对检测信号进行处理。
2.根据权利要求1所述的电磁流量计信号处理装置，其特征在于：所述电磁传感器的电源端连接+5V电源和电容C1的一端，所述电磁传感器的信号输出端连接电容C1的另一端和电阻R1、电容C2的一端，所述电磁传感器的接地端与电阻R1、电容C2的另一端并联接地。
3.根据权利要求2所述的电磁流量计信号处理装置，其特征在于：所述运放器U1的反相输入端连接电阻R4、R5、电容C4的一端，运放器U1的同相输入端接地，电阻R4的另一端连接电阻R2、R3、电容C3的一端，电阻R2的另一端连接电容C2的一端，电阻R3、电容C4的另一端连接运放器U1的输出端，电容C3的另一端接地，电阻R5的另一端连接运放器U2的反相输入端和电容C5的一端，运放器U2的同相输入端接地，运放器U2的输出端连接电容C5的另一端，并通过电阻R7连接电容C7的一端和运放器U3的同相输入端，运放器U1的输出端通过电阻R6连接电容C6的一端和运放器U3的反相输入端，电容C6、C7的另一端接地，运放器U3的反相输入端与输出端之间连接并联的电阻R8、电容C8。
4.根据权利要求3所述的电磁流量计信号处理装置，其特征在于：所述滤波跟随电路还包括电感L1，电感L1的一端连接运放器U3的输出端，电感L1的另一端连接运放器U4的同相输入端，并通过电容C9接地，运放器U4的反相输入端、输出端通过A/D转换器连接所述控制器。
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2020
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