CN217587395U - 一种空管检测电路及流量计的测量电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空管检测电路及流量计的测量电路，涉及流量计，该空管检测电路包括具有第一电极、第二电极、接地电极的测量筒体和交流信号发生电路，交流信号发生电路的输出端具第一电极、第二电极均连接，交流信号发生电路的输出端与第一电极之间、交流发生电路的输出端与第二电极之间均连接于同一个信号处理电路；该测量电路还包括流量检测电路，流量检测电路、第一电极和第二电极串联。本实用新型的一个目的在于能够根据判断管道内液体的电阻率来判断管道是否为空管状态，做出相应的空管警示；另一个目的在于达到测定检测筒体内介质的电阻与测定检测筒体内介质流量同时进行，保证检测工作效率。

Description

一种空管检测电路及流量计的测量电路

技术领域

本实用新型涉及流量计，特别是一种空管检测电路及流量计的测量电路。

背景技术

电磁流量计是一种新型流量计，采用电磁感应原理来测量流体的速度流量、累积流量等，流量计管道内无阻流和无可动部件，其测量筒体内衬各种防腐材料，具有极好的耐腐蚀和无阻流等特性，不仅适用于测量一般的导电液体，还适用于测量强酸、强碱、盐类等强腐蚀性液体，因此使用范围广泛。

由于电磁流量计在进行现场流量测量时会遇见管道内无液体的情况，当管道内无液体时，在电磁流量计的测量电极上会产生各种干扰信号，从而导致在空管的时候有各种不确定的流量值显示出来影响正常使用。因此，需要判断管道是否为空管的状态。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种空管检测电路，能够根据判断管道内液体的电阻率来判断管道是否为空管状态，做出相应的空管警示，从而保证电磁流量计流量值显示数值正常；

本实用新型的另一个目的在于：针对上述存在的技术问题，还提供一种流量计的检测电路，达到测定检测筒体内介质的电阻与测定检测筒体内介质流量同时进行，保证检测工作效率。

本实用新型采用的技术方案如下：一种空管检测电路，包括测量筒体，所述测量筒体上设置有第一电极、第二电极和接地电极，还包括：

交流信号发生电路，用于产生交流电压，所述交流信号发生电路的输出端与第一电极、第二电极均连接，所述交流信号发生电路的输出端与第一电极之间、交流发生电路的输出端与第二电极之间均连接于同一个信号处理电路。

进一步地，还包括第二电容和第三电容，第二电容的输入端和第三电容的输入端均并联在交流信号发生电路的输出端上，所述第二电容的输出端与第一电极连接，所述第三电容的输出端与第二电极连接。

进一步地，还包括第四电容和第五电容，所述第四电容的输入端与第二电容的输出端连接，所述第五电容的输入端与第三电容的输出端连接，所述第四电容的输出端与第五电容的输出均连接到信号处理电路。

进一步地，所述交流信号发生电路包括脉冲信号源和第一电容，所述脉冲信号源的输出端与第一电容的输入端连接，所述第一电容的输出端与第二电容的输入端和第三电容的输入端均连接。

进一步地，所述第一电容的输出端连接有第一电阻的输入端，所述第一电阻的输出端与第二电容的输入端和第三电容的输入端均连接。

进一步地，所述第四电容的输出端和第五电容的输出端均连接于同一个第六电容的输入端，所述第六电容的输出端连接信号处理电路。

进一步地，所述第六电容的输出端还连接于第二电阻的输入端，所述第二电阻的输出端接地。

进一步地，所述信号处理电路包括放大电路和A/D转换电路，所述放大电路的输入端与第六电容的输出连接，所述放大电路的输出端与A/D转换电路的输入端连接。

一种流量计的测量电路，运用所述的空管检测电路，所述第一电极和第二电极上还连接有流量检测电路，所述流量检测电路、第一电极和第二电极串联。

进一步地，所述第一电极、第二电极与流量检测电路之间设置有高频RC 滤波电路。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过交流信号发生电路同时对电极施加高频的交流信号(即交流电流)，并通过信号处理电路采集该交流信号通过第一电极、第二电极通过介质导电对接地电极衰减后残余的电压值，通过该电压值来获得介质的电导率，当获取的电导率接近无限小(实际上具有数值，只是该数值远远小于非空管测得的数值)时候，可以判定管道为空管状态；

2、本实用新型通过在第一电极和第二电极上连接流量检测电路，能够使得流量计在同时检测流量的时候，对管道内的介质的电导率进行判定。

附图说明

图1为本实用新型实施例1公开的电路结构示意图；

图2为本实用新型实施例2公开的电路结构示意图；

图中标记：1－交流信号发生电路；11－脉冲信号源；2－第一电极；3－第二电极；4－测量筒体；5－接地电极；6－信号处理电路；61－放大电路；62－A/D转换电路；7－流量检测电路；8－高频RC滤波电路；R1－第一电阻；R2－第二电阻； C1－第一电容；C2－第二电容；C3－第三电容；C4－第四电容；C5－第五电容；C6－第六电容。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

需要说明的是，在本实施例中，下文所述的连接不局限于简单的物理连接，还包括“电连接”或“信号连接”。

如图1所示，一种空管检测电路，包括测量筒体4，测量筒体4的两端分别连接于不同的管道的端口，使两根管道通过测量筒体4连接，介质通过测量筒体4；所述测量筒体4上设置有第一电极2、第二电极3和接地电极5，接地电极5接地，第一电极2、第二电极3分别通过介质与接地电极5实现电连接；还包括：

交流信号发生电路1，用于产生交流电压，所述交流信号发生电路1的输出端与第一电极2、第二电极3均连接，也就是说，交流信号发生电路1的输出端不仅与第一电极2电连接，还与第二电极3电连接，使第一电极2与接地电极5之间、第二电极3与接地电极5之间存在交流电流流动，流向接地电极 5的电流经过接地电极5流入地内，该部分电流消失，所述交流信号发生电路 1的输出端与第一电极2之间、交流发生电路的输出端与第二电极3之间均连接于同一个信号处理电路6，信号处理电路6获取衰减后的电流，从而通过该电压值来获得介质的电导率。

具体的，说明一下，电导率是电流流动的能力，通常为电阻的倒数；当介质的电导率越大，其介质的电阻越小，电流从第一电极2和第二电极3经过介质流向接地电极5的分流量越大，从而电流的衰减量越多，即，信号处理电路 6从第一电极2、第二电极3中获取的电压值越小；相反，当介质的电导率越小甚至接近空气的电导率时候，其介质的电阻越大，电流从第一电极2和第二电极3经过介质流向接地电极5的分流量越小，从而电流的衰减量越少，信号处理电路6从第一电极2、第二电极3中获取的电压值越大，经过有限次试验，可以将信号处理电路6获取的电压值与介质的电导率之间的数值关系建立，从而实现介质的电导率的测量。

需要说明的是，在图1中的电阻RL1与电阻RL2是模拟介质的阻值的电阻。

进一步地，当获取的介质的电导率接近无限小(实际上具有数值，只是该数值远远小于非空管测得的数值)时候，可以判定管道为空管状态。

在本实施例中，为了避免交流信号发生电路1与第一电极2、第二电极3 之间短路，还包括第二电容C2和第三电容C3，第二电容C2的输入端和第三电容C3的输入端均并联在交流信号发生电路1的输出端上，所述第二电容C2的输出端与第一电极2连接，所述第三电容C3的输出端与第二电极3连接，交流信号发生电路1产生的高频交流信号通过第二电容C2和第三电容C3耦合到第一电极2和第二电极3上。

进一步地，在本实施例中，所述第二电容C2与第三电容C3的参数相同，所以，从交流信号发生电路1出来的高频交流信号流经第二电容C2、第三电容 C3的电压或电流数值是相同的。

在本实施例中，为了避免交流信号发生电路1与第一电极2、第二电极3 之间短路，还包括第四电容C4和第五电容C5，所述第四电容C4的输入端与第二电容C2的输出端连接，所述第五电容C5的输入端与第三电容C3的输出端连接，交流信号发生电路1产生的高频交流信号经过第二电容C2、第三电容C3等量分流后，分别经过第二电容C2、第三电容C3分流后，一部分交流信号分别流向第一电极2、第二电极3被衰减，另一部分经过第四电容C4、第五电容C5耦合流向信号处理电路6；所述第四电容C4的输出端与第五电容C5的输出均连接到信号处理电路6，交流信号发生电路1产生的高频交流电压经过衰减后余下的交流电压通过第四电容C4和第五电容C5耦合到信号处理电路6。

进一步地，在本实施例中，所述第四电容C4与第五电容C5的参数相同，所以，衰减后的交流信号流经第四电容C4、第五电容C5的电压或电流数值是相同的。

在本实施例中，关于交流信号发生电路1，所述交流信号发生电路1包括脉冲信号源11和第一电容C1，所述脉冲信号源11的输出端与第一电容C1的输入端连接，所述第一电容C1的输出端与第二电容C2的输入端和第三电容C3 的输入端均连接，脉冲信号源11产生脉冲信号，第一电容C1的过滤和振荡下，隔离前端直流和耦合高频交流信号，从而使得脉冲信号源11产生的脉冲信号转变成高频的交流信号输出。

进一步地，在本实施例中，所述第一电容C1的输出端连接于第一电阻R1 的输入端，所述第一电阻R1的输出端与第二电容C2的输入端和第三电容C3 的输入端均连接，第一电阻R1的设置目的是为了阻抗匹配，降低高频交流信号的失真。

在本实施例中，所述第四电容C4的输出端和第五电容C5的输出端均连接于同一个第六电容C6的输入端，所述第六电容C6的输出端连接信号处理电路 6，第四电容C4耦合后的残余交流信号、第五电容C5耦合后的残余交流信号经过第六电容C6耦合后输出给信号处理电路6。

在本实施例中，所述第六电容C6的输出端还连接于第二电阻R2的输入端，所述第二电阻R2的输出端接地，第二电阻R2为信号采样电阻，操作员或检测员可以通过外部采样电路连接在此电阻上进行对交流电压采样分析。

进一步地，在本实施例中，所述信号处理电路6包括放大电路61和A/D 转换电路62，所述放大电路61的输入端与第六电容C6的输出连接，所述放大电路61的输出端与A/D转换电路62的输入端连接，放大电路61将来自第六电容C6耦合后的交流信号放大并且传输给A/D转换电路62，A/D转化电路转化分析。

在本实施例中，一种空管检测电路的工作方式如下：

S1：脉冲信号源11经过第一电容C1，第一电容C1为高频脉冲耦合电容，隔离脉冲信号中的前端直流和耦合高频交流信号，最后获得高频交流信号；

S2：高频交流信号等量分流，分别流向第二电容C2和第三电容C3，分流后的交流信号分别经过第二电容C2、第三电容C3耦合并对应的输送给第一电极2、第二电极3；

S3：第一电极2通过介质与接地电极5之间、第二电极3通过介质与接地电极5之间衰减部分交流信号，残余的交流信号铜鼓第四电容C4、第五电容 C5耦合输出；

S4：第六电容C6再耦合来自第四电容C4、第五电容C5的交流信号，并且第六电容C6将获得交流信号传递给信号处理电路6，从而实现介质的电导率测定，具体测定判断依据见说明书的上文。

实施例2

如图2所示，一种流量计的测量电路，运用实施例1所述的空管检测电路，所述第一电极2和第二电极3上还连接有流量检测电路7，流量检测电路7检测介质流体产生的感应电压，所述流量检测电路7、第一电极2和第二电极3 串联，流量检测电路7、第一电极2和第二电极3形成电回路，介质流过测量筒体4时候，介质会切割磁力线产生一个与流速成正比的感生电势，磁力线的产生可以通过外加电磁铁、永久磁铁等方式产生，磁力线优选垂直与流体流动方向的磁力线，第一电极2与第二电极3检测感生电势从而获得流体的流速。

需要说明的是，空管检测电路能够和流量检测电路7同时运行，互不干扰。

在本实施例中，因为感应电压在实际情况下是很低频率的交流信号，所述第一电极2、第二电极3与流量检测电路7之间设置有高频RC滤波电路8，高频RC滤波电路8能够吸收作用在电极上的高频干扰信号，从而达到流量测量与电导率测量同时进行的同时，两者又不会相互干扰。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空管检测电路，包括测量筒体（4），所述测量筒体（4）上设置有第一电极（2）、第二电极（3）和接地电极（5），其特征在于：还包括：

交流信号发生电路（1），用于产生交流电压，所述交流信号发生电路（1）的输出端与第一电极（2）、第二电极（3）均连接，所述交流信号发生电路（1）的输出端与第一电极（2）之间、交流发生电路的输出端与第二电极（3）之间均连接于同一个信号处理电路（6）。

2.根据权利要求1所述的空管检测电路，其特征在于：还包括第二电容（C2）和第三电容（C3），第二电容（C2）的输入端和第三电容（C3）的输入端均并联在交流信号发生电路（1）的输出端上，所述第二电容（C2）的输出端与第一电极（2）连接，所述第三电容（C3）的输出端与第二电极（3）连接。

3.根据权利要求2所述的空管检测电路，其特征在于：还包括第四电容（C4）和第五电容（C5），所述第四电容（C4）的输入端与第二电容（C2）的输出端连接，所述第五电容（C5）的输入端与第三电容（C3）的输出端连接，所述第四电容（C4）的输出端与第五电容（C5）的输出均连接到信号处理电路（6）。

4.根据权利要求1所述的空管检测电路，其特征在于：所述交流信号发生电路（1）包括脉冲信号源（11）和第一电容（C1），所述脉冲信号源（11）的输出端与第一电容（C1）的输入端连接，所述第一电容（C1）的输出端与第二电容（C2）的输入端和第三电容（C3）的输入端均连接。

5.根据权利要求4所述的空管检测电路，其特征在于：所述第一电容（C1）的输出端连接于第一电阻（R1）的输入端，所述第一电阻（R1）的输出端与第二电容（C2）的输入端和第三电容（C3）的输入端均连接。

6.根据权利要求3所述的空管检测电路，其特征在于：所述第四电容（C4）的输出端和第五电容（C5）的输出端均连接于同一个第六电容（C6）的输入端，所述第六电容（C6）的输出端连接信号处理电路（6）。

7.根据权利要求6所述的空管检测电路，其特征在于：所述第六电容（C6）的输出端还连接于第二电阻（R2）的输入端，所述第二电阻（R2）的输出端接地。

8.根据权利要求6所述的空管检测电路，其特征在于：所述信号处理电路（6）包括放大电路（61）和A/D转换电路（62），所述放大电路（61）的输入端与第六电容（C6）的输出连接，所述放大电路（61）的输出端与A/D转换电路（62）的输入端连接。

9.一种流量计的测量电路，运用权利要求1-8任意一项所述的空管检测电路，其特征在于：所述第一电极（2）和第二电极（3）上还连接有流量检测电路（7），所述流量检测电路（7）、第一电极（2）和第二电极（3）串联。

10.根据权利要求9所述的流量计的测量电路，其特征在于：所述第一电极（2）、第二电极（3）与流量检测电路（7）之间设置有高频RC滤波电路（8）。

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