CN212779397U

CN212779397U - 一种带蓝牙功能的一体式电磁流量计

Info

Publication number: CN212779397U
Application number: CN202021494233.9U
Authority: CN
Inventors: 金雪梅
Original assignee: Shanghai Kent Instrument Co ltd
Current assignee: Shanghai Kent Instrument Co ltd
Priority date: 2020-07-27
Filing date: 2020-07-27
Publication date: 2021-03-23
Anticipated expiration: 2030-07-27

Abstract

本实用新型公开了一种带蓝牙功能的一体式电磁流量计，包括电磁传感器、带蓝牙功能的电磁转换器，所述电磁传感器与电磁转换器为一体式结构，解决了现有电磁流量计在现场查看、修改和设置参数不便的情况下，用手机通过电磁流量计的蓝牙模块对电磁流量计进行近距离无线操作。

Description

一种带蓝牙功能的一体式电磁流量计

技术领域

本实用新型涉及电磁计量领域了，具体地说涉及到一种带蓝牙功能的一体式电磁流量计。

背景技术

电磁流量计由于没有可动部件、阻流部件、测量精确稳定等优点，现已广泛地应用于化工、环保、冶金、医药、造纸、制药、食品、工业给排水等工业技术和管理部门。但一体式电磁流量计安装现场很多是高空、地下，还有的大口径（最大直径3米）一体式电磁流量计，需要进行参数设置和现场查看等操作时，会带来很多不便，随着无线通讯技术的发展，一种可实现固定设备、移动设备之间的短距离数据交换的蓝牙通讯应用，用手机就可以对电磁流量计进行近距离无线操作，有效地解决电磁流量计现场操作困难的问题。

发明内容

本实用新型的目的是要提供一种带蓝牙功能的一体式电磁流量计，通过手机对电磁流量计进行近距离查看、修改和设置参数等操作。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下所述：

一种带蓝牙功能的一体式电磁流量计，包括电磁传感器、带蓝牙功能的电磁转换器，其特征是：所述电磁传感器与电磁转换器为一体式结构。

进一步地，电磁传感器包含：测量管、内衬、励磁线圈、接地电极、测量电极、铁芯、导磁片、磁轭，其特征是：所述测量管为电磁传感器的管道，该测量管由高导电率非导磁材料制成，在该测量管管道内中安装了内衬；所述两个测量电极对称地设于所述测量管内壁，所述接地电极设于所述测量管内壁；所述测量管的外壁对称设有两个铁芯，所述两个铁芯上均绕设有励磁线圈；所述两个导磁片对称地设于所述测量管的外壁；所述磁轭套置于所述测量管的外周,与所述测量管经螺丝连接固定，将磁轭、励磁线圈、导磁片压紧。

进一步地，电磁转换器包括信号调理模块、模数转换模块、励磁驱动模块、空管检测模块、MCU控制处理模块、频率输出模块、电流输出模块、RS485通讯模块、蓝牙通讯模块、液晶显示模块、电源模块，其特征是：所述电源模块用于将外供电源隔离转换成转换器内部各个模块需要的工作电压；所述信号调理模块用于将电磁传感器输出的信号进行滤波放大处理；所述的模数转换模块：将信号调理模块输出的模拟信号转化成数字信号，并输入给MCU处理模块进行处理；所述的励磁驱动模块用于将MCU处理模块发出的励磁驱动信号转化成励磁电流，再施加在励磁线圈上，产生磁场强度固定的交变磁场；所述的空管检测模块用于将MCU处理模块发出的空管检测信号，加载到电磁传感器，对其产生的反馈信号进行放大，再输入给MCU处理模块处理判断是否空管或满管；所述的485通讯模块用于完成外部网络与电磁流量计之间的有线通讯；所述的频率输出模块用于输出流量信号所对应的频率；所述的电流输出模块用于输出流量信号所对应的PWM信号；所述的液晶显示模块主要完成按键识别及输入，各类流量数据的显示及报警指示功能；所述的蓝牙通讯模块用于完成MCU处理模块和手机间的无线通讯功能。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型一种带蓝牙功能的一体式电磁流量计，解决了现有电磁流量计在现场查看、修改和设置参数不便的情况下，用手机通过电磁流量计的蓝牙模块对电磁流量计进行近距离无线操作。

附图说明

附图1为本实用新型一种带蓝牙功能的一体式电磁流量计外形示意图。

附图2为本实用新型一种带蓝牙功能的一体式电磁流量计原理框图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图说明对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述。

如附图1并结合附图2所示一种带蓝牙功能的一体式电磁流量计，包括电磁传感器B、带蓝牙功能的电磁转换器A，其特征是：所述电磁传感器与电磁转换器为一体式结构。

进一步地，电磁传感器包含：测量管、内衬、励磁线圈、接地电极、测量电极、铁芯、导磁片、磁轭，其中，所述测量管是电磁传感器的管道，该管道由高导电率非导磁材料制成，可保证流体在通过时能够表现出自身的电磁效应，在该管道内中安装了内衬。管道使用非导磁材料的原因是保证励磁线圈中所的磁场不会顺着管道流走，确保测量管道内部产生明显的磁感应线。

所述两个测量电极对称地设于所述测量管内壁，所述接地电极设于所述测量管内壁；所述测量管的外壁对称设有两个铁芯，所述两个铁芯上均绕设有励磁线圈，所述两个导磁片对称地设于所述测量管的外壁；所述磁轭套置于所述测量管的外周,与所述测量管经螺丝连接固定，将磁轭、励磁线圈、导磁片压紧。

进一步地，电磁转换器包括信号调理模块、模数转换模块、励磁驱动模块、空管检测模块、MCU控制处理模块、频率输出模块、电流输出模块、RS485通讯模块、蓝牙通讯模块、液晶显示模块、电源模块，各功能模块的具体实施方式如下所述：

所述电源模块用于将外供电源隔离转换成转换器内部各个模块需要的工作电压。

电磁流量计工作原理：即电磁测流体流量原理，是根据法拉第电磁感应定律，当导电流体流过均匀分布的由励磁驱动模块产生的交变磁场时，因为切割磁力线作用，在导体的电极上可以检测到与流体平均速度成正比的感应电动势，因此，通过检测感应电动势，再根据管道横截面面积计算出体积流量。实际上传感器感应的流量信号是电极间的电位差，是一种电压信号，经过信号调理模块放大滤波，再经数模转换模块，由MCU处理为与流量信号对应关系的三种信号，一是PWM信号，由电流输出模块转换成（4~20）mA电流输出；二是频率信号，由频率输出模块隔离输出与流量成正比的（0~1K）HZ的脉冲频率；三是处理计算为流量数据，直接显示，和通过RS485通讯模块输出远传。

在上述产生的交变磁场的励磁驱动模块中，由励磁输出电流方向控制电路、励磁输出电流控制电路、励磁报警电路三部分组成，励磁输出电流方向控制电路，当MCU输出使EXCIT_A为1、EXCIT_B为0时，U1、Q1、及U3中P2G和N1G控制的MOSFE管导通，U2、Q2、及U3中P1G和N2G控制的MOSFE管截止，使流过励磁线圈的励磁电流方向为正向，此时流量为正向；当MCU输出使EXCIT_B为1、EXCIT_A为0时，U2、Q2、及U3中P1G和N2G控制的MOSFE管导通，U1、Q1、及U3中P2G和N1G控制的MOSFE管截止，使流过励磁线圈的励磁电流方向为反向，此时流量为负向。励磁输出电流控制电路由U5B、U8、Q5、及外围阻容件组成，其中U5B、Q5、及外围电阻组成恒流电路，为励磁线圈提供励磁电流。励磁报警电路由U5A、U4、R18、R17、R20等主要器件组成。U5S是比较器，由R17和R20分压产生比较电压，当励磁线圈出现故障断开，U5B组成的恒流电路破坏，使U5-7产生12V的高电平，通过限流电阻R18反馈到比较器U5A输入端，使U5-1产生低电平，U4导通，产生励磁报警信号输入给MCU。

所述信号调理模块用于将电磁传感器输出的信号进行滤波放大处理，信号正、负各自经过RC滤波后进入放大器AD8221的输入端，将流量信号放大，直接输入到A/D转换器U31中，进行A/D转换。

所述的模数转换模块：将信号调理模块输出的模拟信号转化成数字信号，并输入给MCU处理模块进行处理；微处理器的PC9引脚接A/D转换芯片的CLK引脚作为系统时钟信号控制线；PC12引脚接SCLK引脚作为串行时钟信号控制线；PC10引脚接DOUT引脚用于接收A/D转换器转换后的串行输出数据；A/D转换器的两路输入信号接在AINP1和AINN1引脚上，A/D转换器结果通过DOUT传递给微处理器。

所述的空管检测模块用于将MCU处理模块发出的空管检测信号，加载到电磁传感器，对其产生的反馈信号进行放大，再输入给MCU处理模块处理判断是否空管或满管；空管检测电路主要是由低电压双通道SPST模拟开关U8、放大器AD8221和A/D转换芯片组成，微处理器的PA7脚和微处理器的PA8脚分别接在U8的控制脚，在每次检测时，微处理器的PA7脚和PA8脚都输出高电平时，将U8的NO1脚和NO2脚接通，高电平和低电平分别经电阻分压后加载到两个电极上，构成两路采样回路；空管时，管内无流体两电极相当于断路，电极之间有一个几十mV左右的电压；满管时，管内流体相当于一个几十K的电阻，两电极之间电压差值几乎为零，两电极差值电压经过放大进入AD转换电路，当AD差值较小时判定为满管，当AD差值较大时，就可以判定为空管。

所述的液晶显示模块主要完成按键识别及输入，各类流量数据的显示及报警指示功能。

所述的蓝牙通讯模块用于完成MCU处理模块和手机间的无线通讯功能,采用蓝牙透传模块CYBL10161，蓝牙通讯模块和MCU之间是通过UART进行数据通讯的。蓝牙通讯模块主要有4个接口和MCU进行交互的，其中LEU01_TXD和 LEU01_RXD与MCU的UART接口UART_RXD和UART_TXD对应相接，另外两个LEU01_CTR00和LEU01_CTR01分别为蓝牙模块复位引脚和蓝牙连接状态引脚。其中蓝牙连接状态引脚为输出，蓝牙模块复位引脚为输入，且为中断脚。手机在和蓝牙模块进行数据交互时，能够通过上述蓝牙连接状态引脚获取蓝牙模块当前的连接状态，也可以通过蓝牙模块复位引脚对的蓝牙进行复位操作。

当电磁流量计转换器上电后，蓝牙通讯模块可以从主板上获取到转换器编号信息，并将转换器编号作为蓝牙的蓝牙编号。当蓝牙被手机应用连接上后，蓝牙通讯模块采用MODBUS协议对主板进行数据读取以及参数读写操作等。客户或者现场工作人员可以通过自己含有蓝牙功能的手机（蓝牙4.0及以上版本）和电磁流量计进行无线连接时，直接从手机上查看客户最关心的现场数据，或者对相关参数进行修改。

Claims

1.一种带蓝牙功能的一体式电磁流量计，包括电磁传感器、带蓝牙功能的电磁转换器，其特征是：所述电磁传感器与电磁转换器为一体式结构。

2.根据权利要求1所述的一种带蓝牙功能的一体式电磁流量计，其特征是：电磁传感器包含：测量管、内衬、励磁线圈、接地电极、测量电极、铁芯、导磁片、磁轭，其特征是：所述测量管为电磁传感器的管道，该测量管由高导电率非导磁材料制成，在该测量管管道内中安装了内衬；所述两个测量电极对称地设于所述测量管内壁，所述接地电极设于所述测量管内壁；所述测量管的外壁对称设有两个铁芯，所述两个铁芯上均绕设有励磁线圈；所述两个导磁片对称地设于所述测量管的外壁；所述磁轭套置于所述测量管的外周,与所述测量管经螺丝连接固定，将磁轭、励磁线圈、导磁片压紧。

3.根据权利要求1所述的一种带蓝牙功能的一体式电磁流量计，其特征是：电磁转换器包括信号调理模块、模数转换模块、励磁驱动模块、空管检测模块、MCU控制处理模块、频率输出模块、电流输出模块、RS485通讯模块、蓝牙通讯模块、液晶显示模块、电源模块，其特征是：所述电源模块用于将外供电源隔离转换成转换器内部各个模块需要的工作电压；所述信号调理模块用于将电磁传感器输出的信号进行滤波放大处理；所述的模数转换模块：将信号调理模块输出的模拟信号转化成数字信号，并输入给MCU处理模块进行处理；所述的励磁驱动模块用于将MCU处理模块发出的励磁驱动信号转化成励磁电流，再施加在励磁线圈上，产生磁场强度固定的交变磁场；所述的空管检测模块用于将MCU处理模块发出的空管检测信号，加载到电磁传感器，对其产生的反馈信号进行放大，再输入给MCU处理模块处理判断是否空管或满管；所述的485通讯模块用于完成外部网络与电磁流量计之间的有线通讯；所述的频率输出模块用于输出流量信号所对应的频率；所述的电流输出模块用于输出流量信号所对应的PWM信号；所述的液晶显示模块主要完成按键识别及输入，各类流量数据的显示及报警指示功能；所述的蓝牙通讯模块用于完成MCU处理模块和手机间的无线通讯功能。