TWI495852B - 具有調幅式管路液體導電度量測之電磁式流量計 - Google Patents

Description

具有調幅式管路液體導電度量測之電磁式流量計

本發明是關於一種流量計，尤指一種具有調幅式管路液體導電度量測之電磁式流量計。

電導是指物質讓電流通過的能力。在固體中，電流係藉由電子傳導，而在液體中，電流則藉由陰陽離子之移動而產生電流。導電度為物質傳送電流的能力，液體的導電度係與溶解離子的濃度相關，導電度計則為測量水溶液傳導電流能力之儀器。

傳統的導電度計多半採用微安培級的恆流源或惠斯登電橋架構量測，因輸出電流小，易受到電路中漣波和雜訊的影響，且可量測的量程(measuring range)無法過大，使得量測精度不高且不穩定。

其次，傳統的導電度計主要透過恆定的感應電流以感測待測液體的導電度，然而，讓待測液體的導電度極低時，則用以感測待測液體的感應電流也相對的減小。由於小感應電流產生不易，故增加導電度計製作的困難度。

本發明揭示內容在於提供一種具有調幅式管路液體導電度量測之電磁式流量計，所述具有調幅式管路液體導電度量測之電磁式流量計可以用來偵測待測液體的流量及導電度。

為達前述目的，本發明提供的一種具有調幅式管路液體導電度量測之電磁式流量計，包含第一微處理器、傳感器、激磁電流裝置、流量感測裝置、調幅式導電度量測裝置及開關元件。傳 感器包含二線圈及二感應電極，激磁電流裝置電連接於第一微處理器及線圈，流量感測裝置電連接於第一微處理器，調幅式導電度量測裝置電連接於第一微處理器，開關元件電連接於感應電極、第一微處理器、流量感測裝置及調幅式導電度量測裝置。

開關元件係依據第一微處理器發出的信號使感應電極與流量感測裝置或調幅式導電度量測裝置形成電性連接，當感應電極與流量感測裝置形成電性連接時，第一微處理器驅使激磁電流裝置產生激磁電流以進行液體流量的計算，當感應電極與調幅式導電度量測裝置形成電性連接時，第一微處理器停止激磁電流裝置產生激磁電流以進行液體導電度的計算。

所述調幅式導電度量測裝置會產生正弦波信號，並利用分壓電路取得待測液體在感應電極上形成的感應電壓，再將感應電壓放大後傳遞至微處理器，以對待測液體導電度進行判別。所述調幅式導電度量測裝置也可以藉由導電度判斷感應電極的磨耗情況及傳導待測液體的管路是否為空管。

調幅式導電度量測裝置包含差動放大模組、分壓電阻器及振盪模組，差動放大模組電連接於第一微處理器，感應電極電連接於差動放大模組，分壓電阻器電連接於差動放大模組及感應電極，振盪模組電連接於分壓電阻器並用以產生一正弦波信號。

感應電極供置入液體中，感應電極及液體配合產生一感應阻抗，差動放大模組輸出經由感應阻抗及分壓電阻器分壓後之正弦波信號，並輸出一半弦波信號至第一微處理器，第一微處理器經運算以得到液體的導電度。

振盪模組包含運算放大器、正回饋單元及負回饋單元，運算放大器包含反向輸入端、非反向輸入端及輸出端，正回饋單元電連接於非反向輸入端及輸出端，負回饋單元電連接於反向輸入端及輸出端。正回饋電路用以決定振盪模組的振盪頻率，負回饋電路用以決定振盪模組輸出之正弦波信號的振幅。

正回饋單元包含RC並聯網路一RC串聯網路，RC並聯網路電 連接於運算放大器的非反向輸入端，RC串聯網路電連接於運算放大器的非反向輸入端及輸出端。

RC並聯網路包含第一電阻器及第一電容器，第一電阻器的一端電連接於運算放大器之非反向輸出端，第一電阻器的另一端電連接於地端；第一電容器並聯第一電阻器。

RC並聯網路包含第二電阻器及第二電容器，第二電阻器的一端電連接於運算放大器之非反向輸入端，第二電阻器的另一端電連接於第二電容器；第二電容器相反電連接於第二電阻器的一端電連接於運算放大器之輸出端。

負回饋單元包含輸入電阻器及回饋電阻器，輸入電阻器電連接於運算放大器之反向輸入端及地端，回饋電阻器電連接於運算放大器之反向輸入端及輸出端。

此外，負回饋單元還可以包含一第一二極體及一第二二極體，第一二極體的陽極電連接於運算放大器之反向輸入端，第一二極體的陰極電連接於運算放大器之輸出端，第二二極體的陽極電連接於運算放大器之輸出端，第二二極體的陰極電連接於運算放大器之反向輸入端。

第一二極體及第二二極體的非線性特性可以有效地避免振盪模組輸出的正弦波信號失真，同時也可還可以達到穩幅的效果。

差動放大模組包含運算放大器、第三電阻器、第四電阻器、第五電阻器及第六電阻器，運算放大器包含反向輸入端、非反向輸入端及輸出端。第三電阻器電連接於運算放大器之非反向輸入端及分壓電阻器，第四電阻器電連接於運算放大器之非反向輸入端及地端，第五電阻器電連接於運算放大器之反向輸入端、感應電極及地端，第六電阻器電連接於運算放大器之反向輸入端及輸出端。

本發明的調幅式導電度量測裝置在通電後，振盪模組產生正弦波信號，正弦波信號通過分壓電阻器傳遞至感應電極及待測液體。差動放大模組將正弦波信號在感應電極及待測液體上的跨壓轉換為半弦波信號傳遞至第一微處理器，第一微處理器藉由 電壓轉換阻抗機制以判別待測液體的阻抗，再經由阻抗轉換導電度機制以判別待測液體的導電度。

激磁電流裝置包含電流調整單元、第一切換元件、第二切換元件、第三切換元件及第四切換元件，電流調整單元電連接於第一微處理器、第一切換單元、第二切換單元、第三切換單元及該第四切換單元，第一微處理器控制電流調整單元使輸出恆定電流，並控制第一切換單元、第二切換單元、第三切換單元及第四切換單元的切換狀態以決定是否將電流調整單元產生的恆定電流傳遞至線圈。

激磁電流裝置還包含一線圈異常偵測單元，電連接於第一微處理器、電流調整單元、第三切換元件及第四切換元件，以對線圈是否異常進行偵測。

此外，電磁式流量計還包含第二微處理器，第二微處理器電連接於該第一微處理器，第二微處理器可以將第一微處理器輸出的信號向外部傳遞，也可以將外部信號傳遞至第一微處理器，申言之，第二微處理器主要是用來做為通訊處理。

另外，本發明還提供一種管路液體導電度及流量感測方法，包含下列步驟：(a)產生一正弦振盪電壓脈波；(b)利用該正弦振盪電壓脈波計算出一導電度；(c)判斷該導電度是否小於一預定值；(d)判斷管路是否為空管；(e)在步驟(d)之後，若管路非為空管，則調整恆定電流之電流數值；以及(f)進行待測液體流量感測。前述步驟(b)更包含下列步驟：(b1)利用該正弦波振盪電壓脈波計算一阻抗值；以及(b2)利用該阻抗值計算出該導電度。

1‧‧‧調幅式導電度量測裝置

12‧‧‧振盪模組

120、140‧‧‧運算放大器

1200、1400‧‧‧反向輸入端

1202、1402‧‧‧非反向輸入端

1204、1404‧‧‧輸出端

122‧‧‧正回饋單元

124‧‧‧負回饋單元

126RC‧‧‧並聯網路

128RC‧‧‧串聯網路

14‧‧‧差動放大模組

2‧‧‧傳感器

20‧‧‧線圈

22‧‧‧感應電極

3‧‧‧開關元件

4‧‧‧激磁電流裝置

40‧‧‧電流調整單元

42‧‧‧線圈異常偵測單元

44‧‧‧第一切換元件

46‧‧‧第二切換元件

48‧‧‧第三切換元件

5‧‧‧流量感測裝置

50‧‧‧第四切換元件

6‧‧‧第一微處理器

7‧‧‧第二微處理器

a、b、c、d‧‧‧節點

C1‧‧‧第一電容器

C2‧‧‧第二電容器

D1‧‧‧第一二極體

D2‧‧‧第二二極體

NEG_EN‧‧‧第二信號輸出端

POS_EN‧‧‧第一信號輸出端

Rd‧‧‧分壓電阻器

Rf‧‧‧回饋電阻器

RG_Ctrl‧‧‧檢測信號輸出端

Ri‧‧‧輸入電阻器

Ro‧‧‧感應阻抗

R1‧‧‧第一電阻器

R2‧‧‧第二電阻器

R3‧‧‧第三電阻器

R4‧‧‧第四電阻器

R5‧‧‧第五電阻器

R6‧‧‧第六電阻器

S100~S112‧‧‧電磁式流量計的導電度及流量感測步驟

V‧‧‧感應電壓

VDiff‧‧‧半弦波信號

Vsin‧‧‧正弦波信號

圖1為本發明之具有調幅式管路液體導電度量測之電磁式流量計在第一狀態操作下的電路方塊圖。

圖2為本發明之具有調幅式管路液體導電度量測之電磁式流量計在第二狀態操作下的電路方塊圖。

圖3為本發明之調幅式導電度量測裝置之電路圖。

圖4為半弦波電壓對感應阻抗之關係圖。

圖5為本發明之激磁電流單元之電路圖。

圖6為本發明之導電度及流量感測之流程圖。

請參考隨附圖示，本發明揭示內容之以上及額外目的、特徵及優點將透過本揭示內容之較佳實施例之以下闡釋性及非限制性詳細描敘予以更好地理解。

配合參閱圖1及圖2，分別為本發明之具有調幅式管路液體導電度量測之電磁式流量計在第一狀態操作下及第二狀態操作下之電路方塊圖。在第一狀態操作時，電磁式流量計主要用以偵測待測液體的流量，在第二狀態操作時，電磁式流量計主要用以量測待測液體的導電度，同時還可以藉由待測液體的導電度判斷感應電極的磨耗情形，以及傳輸待測液體的管路是否為空管。

具有調幅式管路液體導電度量測之電磁式流量計包含調幅式導電度量測裝置1、傳感器2、開關元件3、激磁電流裝置4、流量感測裝置5、第一微處理器6及第二微處理器7。調幅式導電度量測裝置1電連接於開關元件3及第一微處理器6；傳感器2電連接於開關元件3及激磁電流裝置4，傳感器2包含二線圈20及二感應電極22，線圈20電連接於激磁電流裝置4，感應電極22電連接於開關元件3；感應電極22可例如使用石墨、銅片、白金或其他金屬製作而成，供置入待測液體中。流量感測裝置5電連接於開關元件3及第一微處理器6，第一微處理器6電連接於開關元件3及激磁電流裝置4，第二微處理器7電連接於第一微處理器6。

第一微處理器6負責控制開關元件3的切換狀態，以及激磁電流裝置4的操作狀態，並接收及處理調幅式導電度量測裝置1、激磁電流裝置4及流量感測裝置5發出的信號。第二微處理器7主要負責顯示、信號輸入輸出或通訊傳輸介面等相關訊號處理。申言之，第一微處理器6負責電磁式流量計內部信號的控制及傳輸，第二微處理器7負責電磁式流量計對外之通訊信號 的傳輸，藉此，可以避免在電磁式流量計內部信號與通訊信號產生干擾，並使訊號資源做有效的分配。在此要說明的是，第一微處理器6及第二微處理器7可以電連接於一外部的通訊界面以進行資料的儲存或傳輸。在實際實施時，第一微處理器6及第二微處理器7也可以整合成為單一個處理器。

開關元件3依據第一微處理器6發出的控制信號以決定電磁式流量計的操作裝置；在第一狀態下(如第圖1所示)，開關元件3使感應電極22與流量感測裝置5形成電性連接，則電磁式流量計係用來量測待測液體的流量；在第二狀態下(如圖2所示)，開關元件3使感應電極22與調幅式導電度量測裝置1形成電性連接，則電磁式流量計係用來量測待測液體的導電度。

配合參閱圖3，為本發明之調幅式導電度量測裝置之電路圖。調幅式導電度量測裝置1包含振盪模組12、差動放大模組14及分壓電阻器Rd。第一微處理器6電連接於差動放大模組14，開關元件3電連接於差動放大模組14及感應電極22，振盪模組12通過分壓電阻器Rd電連接於差動放大模組14及開關元件3。

振盪模組12包含運算放大器120、正回饋單元122及負回饋單元124，運算放大器120包含反向輸入端1200、非反向輸入端1202及輸出端1204，負回饋單元124電連接於運算放大器120的反向輸入端1200及輸出端1204，正回饋單元122電連接於運算放大器120的非反向輸入端1202及輸出端1204。

正回饋單元122包含第一電阻器R1、第二電阻器R2、第一電容器C1及第二電容器C2。第一電阻器R1的一端電連接於運算放大器120的非反向輸入端1202，第一電阻器R1的另一端接地；第一電容器C1並聯電連接於第一電阻器R1，申言之，第一電容器C1的一端是電連接於運算放大器120的非反向輸入端1202，另一端接地。第一電阻器R1與第一電容器C1配合形成RC並聯網路126。

第二電阻器R2的一端電連接於運算放大器120的非反向輸入端，另一端電連接於第二電容器C2，第二電容器C2相對電連 接於第二電阻器R2的一端電連接於運算放大器120的輸出端；申言之，第二電阻器R2及第二電容器C2串聯連接在運算放大器120的非反向輸入端1202及輸出端1204之間，第二電阻器R2及第二電容器C2配合形成RC串聯網路128。

負回饋單元124包含輸入電阻器Ri、回饋電阻器Rf、第一二極體D1及第二二極體D2。輸入電阻器Ri的一端電連接於運算放大器120的反向輸入端1200，另一端接地。回饋電阻器Rf的一端電連接於運算放大器120的反向輸入端1200，另一端電連接於運算放大器120的輸出端1204。運算放大器120、輸入電阻器Ri及回饋電阻器Rf配合構成非反向放大器，其放大倍率為1+Rf/Ri。

第一二極體D1的陽極電連接於運算放大器120的反向輸入端1200，第一二極體D1的陰極電連接於運算放大器120的輸出端1204；第二二極體D2的陽極電連接於運算放大器120的輸出端1204，第二二極體D2的陰極電連接於運算放大器120的反向輸入端1200。第一二極體D1及第二二極體D2用來調節負回饋量，避免振盪模組12輸出的波形失真；同時第一二極體D1及第二二極體D2的非線性特性可以實現穩幅的效果。

在此要說明的是，本發明的調幅式導電度量測裝置1主要是利用電壓轉換阻抗機制(詳見後述)以進行待測液體導電度的判別，故若振盪模組12輸出的電壓波形以發生失真的情形，就會造成導電度判別的錯誤，而第一二極體D1及第二二極體D2的使用就是用來避免前述導電度判別的錯誤。

當運算放大器120連接電源時，振盪模組12的運算放大器120、正回饋單元122及負回饋單元124發生振盪且運算放大器120的輸出端1204輸出正弦波信號V_sin，其中正弦波信號V_sin的振盪頻率是由正回饋單元的並聯網路126及串聯網路128決定。正弦波信號V_sin通過分壓電阻器Rd傳遞至差動放大模組14。

差動放大模組14包含運算放大器140、第三電阻器R3、第四電阻器R4、第五電阻器R5及第六電阻器R6。運算放大器160包 含反向輸入端1400、非反向輸入端1402及輸出端1404，且輸出端1404電連接於第一微處理器6。第三電阻器R3電連接於分壓電阻器Rd及運算放大器140的非反向輸入端1402，第四電阻器R4電連接於運算放大器140的非反向輸入端1402及地端。第五電阻器R5的一端電連接於運算放大器140的反向輸入端1400，另一端電連接於開關元件3及地端。第六電阻器R6電連接於運算放大器140的反向輸入端1400及輸出端1404。在此，定義分壓電阻器Rd與第三電阻器R3為節點a，第四電阻器R4與地端的節點為b；則在節點a的電壓值為Va，在節點b的電壓為Vb。

配合參閱圖5，激磁電流裝置4包含電流調整單元40、線圈異常偵測單元42、第一切換元件44、第二切換元件46、第三切換元件48及第四切換元件50；第一微處理器6電連接於電流調整單元40及線圈異常偵測單元42。第一微處理器6的檢測信號輸出端RG_Ctrl輸出的檢測信號用以動態地調整電流調整單元40輸出之恆定電流的數值；在此，恆定電流指的是不具有波動性的電流而言，然恆定電流的電流數值是可以受第一微處理器6輸出的信號而調整。

在本實施方式中，第一切換元件44及第二切換元件46分別為P型金屬氧化物半導體電晶體(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET)，第三切換元件48及第四切換元件50為N型MOSFET。第一切換元件44的汲極電連接於電流調整單元40，第一切換元件44的閘極電連接於第一微處理器6的第一信號輸出端POS_EN及第三切換元件48的閘極，第一切換元件44的源極電連接於第三切換元件48的源極及線圈20。第二切換元件46的汲極電連接於電流調整單元40，第二切換元件46的閘極電連接於第一微處理器6的第二信號輸出端NEG_EN及第四切換元件50的閘極，第二切換元件46的源極電連接於第四切換元件50的源極及線圈20。第三切換元件48及第四切換元件50的汲極電連接於電流調整單元40及線圈異常偵測單元42。

電流調整單元40係依據第一微處理器6的控制產生恆定電流。第一微處理器6藉由控制第一切換元件44、第二切換元件46、第三切換元件48及第四切換元件50的切換狀態，以決定是否將電流調整單元40產生的恆定電流傳遞至線圈20。

當第一微處理器6的第一信號輸出端POS_EN及第二信號輸出端NEG_EN同時輸出高電位信號或低電位信號時，第一切換元件44、第二切換元件46、第三切換元件48及第四切換元件50截止，電流調整單元40產生的恆定電流無法傳遞至線圈20。

當第一信號輸出端POS_EN輸出低電位信號，第二信號輸出端NEG_EN輸出高電位信號時，第一切換元件44及第四切換元件50導通，第二切換元件46及第三切換元件48截止，電流調整單元40產生的恆定電流由圖5所示位於上方的線圈20傳遞至位於下方的線圈20。

當第一信號輸出端POS_EN輸出高電位信號，第二信號輸出端NEG_EN輸出低電位信號時，第一切換元件44及第四切換元件50截止，第二切換元件46及第三切換元件48導通，電流調整單元40產生的恆定電流由圖5所示位於下方的線圈20傳遞至位於上方的線圈20。申言之，只要第一信號輸出端POS_EN及第二信號輸出端NEG_EN分別輸出不同電位的信號，電流調整單元40產生的恆定電流就會流經線圈20。

復參閱第一圖，當電磁式流量計操作於第一狀態時，第一微處理器6發出控制信號切換開關元件3以使感應電極22與流量感測裝置5形成電性連接，如此一來，電磁式流量計就可以針對待測液體的流量進行感測。同時，第一微處理器6發出控制信號至激磁電流裝置4以驅使激磁電流裝置4產生激磁電流。

其中，使電流調整單元40產生的恆定電流傳遞至線圈20的方法包含：1.第一微處理器6的第一信號輸出端POS_EN輸出高電位信號，第一微處理器6的第二信號輸出端NEG_EN分別輸出低電位信號，如此一來，第一切換元件44及第四切換元件50導通，則電流調整單元40產生的恆定電流可以傳遞至線圈20。 2.第一微處理器6的第一信號輸出端POS_EN輸出低電位信號，第二信號輸出端NEG_EN輸出高電位信號，如此一來，第二切換元件44及第三切換元件50導通，則電流調整單元40產生的恆定電流可以傳遞至線圈20。

第一微處理器6係藉由第一信號輸出端POS_EN及第二信號輸出端NEG_EN輸出的信號使傳遞至線圈20電流為具有預定頻率的恆定電流脈衝信號，這個恆訂電流脈衝信號與線圈20產生激磁磁場；其中，當恆定電流的電流數值越高，則會產生較大的激磁磁場。藉由法拉第電磁感應定律，當導體在此磁場中切割線磁力線運動時，感應電極22的兩端會產生感應電動勢。此感應電動勢會通過流量感測裝置5進行濾波(去除雜訊)、放大及信號轉換(由類比信號轉換為數位信號)後傳遞至第一微處理器6，由於感應電動勢會正比於待測流體的流量，故第一微處理器6係利用電壓轉換流量機制，就可以進行待測流體流量的計算。

線圈異常偵測單元42主要用以判斷線圈20是否異常，線圈異常偵測單元42可例如(但不限定)是比較器，並用以偵測通過其上的電流值，若通過線圈異常偵測單元42的電流小於一初始預定值，則線圈異常偵測單元42會送出高電位信號至第一微處理器6並驅使電磁式流量計發出警示信號。

復參閱第二圖，當電磁式流量計操作於第二狀態時，第一微處理器6切換開關元件3使感應電極22與調幅式導電度量測裝置5形成電性連接，以偵測待測液體的導電度量測。同時，第一微處理器6的第一信號輸出端POS_EN及第二信號輸出端NEG_EN同時輸出高電位信號或低電位信號，使第一切換元件44、第二切換元件46、第三切換元件48及第四切換元件50同時截止，電流調整單元40產生的恆定電流無法傳遞至線圈20。申言之，當電磁式流量計操作於第二狀態時，不會產生激磁磁場。

當電磁式流量計操作於第二狀態時，電磁式流量計除了可以用以量測待測液體的導電度，同時也可以利用待測液體的導電度 以判斷感應電極的磨耗情形，以及用以傳導待測液體的管路是否為空管。

當感應電極22置入待測液體之中，待測液體與感應電極22間係因待測液體的導電度的不同而產生不同的感應阻抗Ro。

當電磁式流量計操作於第二狀態時，振盪模組12產生的正弦波信號V_sin通過分壓電阻器Rd及感應阻抗Ro分壓後傳遞至差動放大模組14，其中傳遞至差動放大模組14的電壓為正弦波信號V_sin在感應阻抗Ro上跨壓；其中，傳遞至差動放大模組14的電壓值相當於正弦波信號在節點a與節點b上的壓差，即Va-Vb=(Ro/Ro+R3)．V_sin。

進入差動放大模組14的電壓係由差動放大模組14進行信號放大由運算放大器140的輸出端1404輸出，其中由運算放大器140的輸出端1404輸出的信號為半弦波信號V_Diff，所述半弦波信號V_Diff的電壓值為：V_Diff=Va．(1+R6/R5)．[R3/(R3+R4)]-V2．(R6/R5)

差動放大模組14輸出的半弦波信號V_Diff係傳遞至第一微處理器6，第一微處理器6藉由感測半弦波信號V_Diff的峰值電壓，並經圖4所示之半弦波信號-感應阻抗之關係圖得到感應阻抗Ro的阻抗值。最後，第一微處理器6會再透過導電度與感應阻抗Ro的關係式σ=d/(Ro．A)，運算以得到待測液體的導電度；其中d為感應電極22之間的距離，A為感應電極22與液體接觸的表面積。

綜上所述，本發明的調幅式導電度量測裝置1在通電後，振盪模組12產生正弦波信號V_sin，正弦波信號V_sin通過分壓電阻器Rd傳遞至感應電極22及待測液體。差動放大模組14將正弦波信號V_sin在感應電極22及待測液體上的跨壓轉換為半弦波信號V_Diff傳遞至第一微處理器6，第一微處理器6藉由電壓轉換阻抗機制以判別待測液體的阻抗，再經由阻抗轉換導電度機制以判別待測液體的導電度。

另外，本發明的調幅式導電度量測裝置1還可以藉由待測液體 的導電度判斷電極的磨耗情況及傳導待測液體的管路是否為空管。當在傳導有特定待測液體的管路中，傳遞至第一微處理器6的半弦波信號V_Diff的電壓應為一恆定值；而當半弦波信號的電壓值改變，第一微處理器6在收到半弦波信號V_Diff後進行電壓轉換阻抗機制，就可以判斷為感應電極22的磨耗情況或傳導待測液體的管路是否為空管。

配合參閱圖6，為本發明之電磁式流量計的導電度及流量感測之流程圖。首先，電磁式流量計會先針對待測液體的導電度進行量測，藉以判斷傳導待測液體的管路是否為空管，若傳導待測液體的管路不是空管，才進行待測液體的流體感測。

電磁式流量計的導電度及流量感測步驟如下：首先，使電磁式流量計操作於第二狀態(即感應電極22與調幅式導電度量測裝置形成電性連接)，第一微處理器6會收到調幅式導電度量測裝置1產生的正弦波振盪電壓脈波(步驟S100)，並藉由前述正弦波振盪電壓脈波進行電壓轉換阻抗機制計算阻抗值，再經由阻抗轉換導電度機制以計算導電度(步驟S102)。

之後，第一微處理器6判別前述導電度是否為低導電度(步驟S104)，若前述導電度被判定為低導電度，則進一步判斷用以傳導待測液體的管路是否為空管(步驟S106)；在步驟S104後，若導電度非低於被判定高於預定值，則進行待測液體流量的計算(步驟S112)。若第一微處理器6經由前述導電度判別傳導待測液體的管路為空管，則發出警示信號(步驟S108)。

若第一微處理器6經由前述導電度判別傳導待測液體的管路非為空管，代表此狀態被判定為低導電度，則使電磁式流量計操作於第一狀態(即感應電極22與流量感測裝置5形成電性連接)。之後，第一微處理器6的檢測信號輸出端RG_Ctrl輸出的檢測信號用以動態地調整電流調整單元40輸出之電流的數值(步驟S110)在此要說明的是，由於待測液體已被判定為低導電度，故在此第一微處理器6發出的檢測信號主要是用來調高電流調整單元40輸出之電流的數值。同一時間，第一微處理器6 切換第一切換元件44、第二切換元件46、第三切換元件48及第四切換元件50的切換狀態使感應電極22兩端產生感應電動勢；此感應電動勢經流量感測裝置5進行濾波、放大及信號轉換後傳回第一微處理器6，第一微處理器6藉由電壓轉換流量機制以進行待測液體流量的計算(步驟S112)。

然以上所述者，僅為本發明之較佳實施方式，當不能限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍意圖保護之範疇。

1‧‧‧調幅式導電度量測裝置

2‧‧‧傳感器

20‧‧‧線圈

22‧‧‧感應電極

3‧‧‧開關元件

4‧‧‧激磁電流裝置

5‧‧‧流量感測裝置

6‧‧‧第一微處理器

7‧‧‧第二微處理器

Claims (12)

1. 一種具有調幅式管路液體導電度量測之電磁式流量計，包含：一第一微處理器；一傳感器，包含二線圈及二感應電極；一激磁電流裝置，電連接於該第一微處理器及該等線圈；一流量感測裝置，電連接於該第一微處理器；一調幅式導電度量測裝置，電連接於該第一微處理器；以及一開關元件，電連接於該等感應電極、該第一微處理器、該流量感測裝置及該調幅式導電度量測裝置，其中，該開關元件係依據該第一微處理器發出的信號使該等感應電極與該流量感測裝置或該調幅式導電度量測裝置形成電性連接，當該等感應電極與該流量感測裝置形成電性連接時，該第一微處理器驅使該激磁電流裝置產生一激磁電流以進行液體流量的計算，當該等感應電極與該調幅式導電度量測裝置形成電性連接時，該第一微處理器停止該激磁電流裝置產生該激磁電流以進行液體導電度的計算。
2. 如請求項1所述之具有調幅式管路液體導電度量測之電磁式流量計，其中該調幅式導電度量測裝置包含：一差動放大模組，電連接於該第一微處理器及該等感應電極；一分壓電阻器，電連接於該差動放大模組及該等感應電極；以及一振盪模組，電連接於該分壓電阻器並用以產生一正弦波信號；其中，該等感應電極供置入該液體中，該等感應電極及該液體配合產生一感應阻抗，該差動放大模組輸出經由該感應阻抗及該分壓電阻器分壓後之正弦波信號，並輸出一半弦波信號至該第一微處理器，該第一微處理器經運算以得到該液體的導電度。
3. 如請求項2所述之具有調幅式管路液體導電度量測之電磁式流量計，其中該振盪模組包含一運算放大器、一正回饋單元及一負回饋單元，該運算放大器包含一反向輸入端、一非反向輸入端及一輸出端，該正回饋單元電連接於該非反向輸入端及該輸出端，該負回饋單元電連接於該反向輸入端及該輸出端。
4. 如請求項3所述之具有調幅式管路液體導電度量測之電磁式流量計，其中該正回饋單元包含一RC並聯網路及一RC串聯網路，該RC並聯網路電連接於該運算放大器之該非反向輸入端，該RC串聯網路電連接於該運算放大器之該非反向輸入端及該輸出端。
5. 如請求項4所述之具有調幅式管路液體導電度量測之電磁式流量計，其中該RC並聯網路包含一第一電阻器及第一電容器，該第一電阻器的一端電連接於該運算放大器之該非反向輸出端，該第一電阻器的另一端電連接於地端，該第一電容器並聯該第一電阻器，該RC串聯網路包含一第二電阻器及一第二電容器，該第二電阻器的一端電連接於該運算放大器之該非反向輸入端，該第二電阻器的另一端電連接於該第二電容器，該第二電容器相反電連接於該第二電阻器的一端電連接於該運算放大器之該輸出端。
6. 如請求項5所述之具有調幅式管路液體導電度量測之電磁式流量計，其中該負回饋單元包含一輸入電阻器及一回饋電阻器，該輸入電阻器電連接於該運算放大器之該反向輸入端及地端，該回饋電阻器電連接於該運算放大器之該反向輸入端及該輸出端。
7. 如請求項6所述之具有調幅式管路液體導電度量測之電磁式流量計，其中該負回饋單元更包含一第一二極體及一第二二極體，該第一二極體的陽極電連接於該運算放大器之該反向輸入端，該第一二極體的陰極電連接於該運算放大器之該輸出端，該第二二極體的陽極電連接於該運算放大器之該輸出端，該第二二極體的陰極電連接於該運算放大器之該反向輸入端。
8. 如請求項2所述之具有調幅式管路液體導電度量測之電磁式流量計，其中該差動放大模組包含一運算放大器、一第三電阻器、一第四電阻器、一第五電阻器及一第六電阻器，該運算放大器包含一反向輸入端、一非反向輸入端及一輸出端，該第三電阻器電連接於該運算放大器之該非反向輸入端及該分壓電阻器，該第四電阻器電連接於該運算放大器之該非反向輸入端及地端，該第五電阻器電連接於該運算放大器之該反向輸入端、該感應電極及地端，該第六電阻器電連接於該運算放大器之該反向輸入端及輸出端。
9. 如請求項1所述之具有調幅式管路液體導電度量測之電磁式流量計，其中該激磁電流裝置包含一電流調整單元、一第一切換元件、一第二切換元件、一第三切換元件及一第四切換元件，該電流調整單元電連接於該第一微處理器、該第一切換單元、該第二切換單元、該第三切換單元及該第四切換單元。
10. 如請求項9所述之具有調幅式管路液體導電度量測之電磁式流量計，其中該激磁電流裝置更包含一線圈異常偵測單元，電連接於該第一微處理器、該電流調整單元、第三切換元件及該第四切換元件。
11. 一種待測液體導電度及流量感測方法，包含：(a)產生一正弦振盪電壓脈波；(b)利用該正弦振盪電壓脈波計算出一導電度；(c)判斷該導電度是否小於一預定值；(d)判斷管路是否為空管；(e)在步驟(d)之後，若管路非為空管，則調整恆定電流之電流數值；以及(f)進行液體流量感測。
12. 如請求項11之待測液體導電度及流量感測方法，其中步驟(b)包含下列步驟：(b1)利用該正弦波振盪電壓脈波計算一阻抗值；以及(b2)利用該阻抗值計算出該導電度。