CN206321318U - 一种永磁式电磁流量计在线标定装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种永磁式电磁流量计在线标定装置,包括电源电路、第一信号调理电路、第二信号调理电路、第一A/D采样电路、第二A/D采样电路、数据处理电路及输入输出电路，电源电路用于将外接电源转换成所需工作电压并向整个标定装置提供稳定的电源，第一、第二信号调理电路分别用于对待测电极上产生的两个交流波动校准信号进行滤波并放大处理，所述第一、第二A/D采样电路用于采集第一、第二信号调理电路处理后的交流波动校准信号并传输至数据处理电路，数据处理电路内设有数字信号处理器DSP，数据处理电路用于对第一、第二A/D采样电路采集的交流波动校准信号进行计算处理，并向输入输出电路输出处理结果。本实用新型体积小巧、使用方便及价格低廉。
Description
技术领域
本实用新型属于标定装置，具体涉及一种永磁式电磁流量计在线标定装置。
背景技术
电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电介质体积流量的计量仪表，其工作原理是当导电流体在工作磁场中作垂直方向流动而切割磁力线，会在两侧电极上产生感应电动势感应电动势的大小与流体的流速和流量成正比。励磁技术和信号处理技术是衡量电磁流量计的关键技术，励磁技术有两种形式，一种是交变磁场，另一种是恒定磁场（包括直流电源励磁和永磁体励磁）。而永磁式电磁流量计就是采用永磁体进行励磁的电磁流量计，永磁式电磁流量计在使用一段时间后，磁场强度会有所下降，流量系数也随之改变，导致误差变大，这时候就需要对其重新标定。若采用离线标定，该离线标定费时费力，且有些特殊应用场合不适宜离线标定，因此需要采用在线标定的方法对永磁式电磁流量计标定。目前在线标定方法是基于相关分析法，其工作原理如下：流体经过流量计入口段上安装的湍流发生器产生漩涡，该漩涡经过流量计上部磁系统和下部磁系统时切割磁力线，分别在其纵向布置的电极上产生交流波动信号，这两个波动信号的时间间隔即漩涡在流道中的传输时间。用在线标定装置检测两个电极产生的交流波动信号，通过相关分析法计算出相关的波动信号并计算出它们的传输时间，即可推算出此时流体的实际流速，并据此算出新的标定系数，完成流量计在线校准工作。但是现有在线标定装置采用数据采集卡进行数据数据转换，并采用计算机进行数据分析处理，该装置结构复杂、占用体积大、成本高。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种永磁式电磁流量计在线标定装置, 体积小巧、使用方便及价格低廉。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
一种永磁式电磁流量计在线标定装置, 其特征在于：包括电源电路、第一信号调理电路、第二信号调理电路、第一A/D采样电路、第二A/D采样电路、数据处理电路及输入输出电路，所述电源电路用于将外接电源转换成所需工作电压并向整个标定装置提供稳定的电源，所述第一信号调理电路的输出端与第一A/D采样电路的输入端电连接，所述第二信号调理电路的输出端与第二A/D采样电路的输入端电连接，所述第一A/D采样电路和第二A/D采样电路的输入输出端分别与数据处理电路的输入输出端电连接，数据处理电路的输入输出端与输入输出电路电连接；所述第一信号调理电路和第二信号调理电路分别用于对待测电极上产生的两个交流波动校准信号进行滤波并放大处理，所述第一A/D采样电路用于采集第一信号调理电路处理后的交流波动校准信号并传输至数据处理电路，第二A/D采样电路用于采集第二信号调理电路处理后的交流波动校准信号并传输至数据处理电路，所述数据处理电路内设有数字信号处理器DSP，所述数据处理电路用于对第一、第二A/D采样电路采集的交流波动校准信号进行计算处理，并向输入输出电路输出处理结果。
所述第一信号调理电路和第二信号调理电路均由放大电路和滤波电路构成，所述第一信号调理电路和第二信号调理电路对待检测电极上产生的交流波动校准信号进行滤波处理并放大到适当的幅值，供第一A/D采样电路和第二A/D采样电路同步采样。
所述第一A/D采样电路和第二A/D采样电路均由模数转换芯片ADC和第一有源晶振构成，所述模数转换芯片ADC通过总线与数据处理电路电连接，所述模数转换芯片ADC将输入的模拟信号转换成数字信号，并通过总线传输给数据处理电路内的数字信号处理器DSP，所述第一有源晶振用于向模数转换芯片ADC提供工作所需的时钟信号。
所述数据处理电路还包括外扩SARAM、第二有源晶振、铁电存储器、JTAG电路及看门狗电路，所述外扩SARAM用来扩展数字信号处理器DSP的数据存储空间，所述第二有源晶振用于为数字信号处理器DSP提供工作所需的时钟信号，所述铁电存储器用于存储常设参数及需存储的数据，所述JTAG电路用于下载程序和在线仿真，所述看门狗电路用于监控程序运行状态，防止程序跑飞。
所述输入输出电路内设有人机接口和4～20mA输出电路，所述人机接口用于向数据处理电路输入参数信息，并显示信息，所述4～20mA输出电路用于以电流的形式输出标准电流信号。
所述输入输出电路还包括RS485通讯电路，所述RS485通讯电路用于与外部设备通讯，进行信息交换。
所述人机接口包括按键输入电路和显示电路，所述按键输入电路用于标定装置的参数输入，所述显示电路用于输入参数数据的显示和显示数据处理电路分析的处理结果。
本实用新型的有益效果：本实用新型由电源电路、第一信号调理电路、第二信号调理电路、第一A/D采样电路、第二A/D采样电路、数据处理电路及输入输出电路构成，第一、第二A/D采样电路分别用于采集第一、第二信号调理电路处理后的交流波动校准信号并传输至数据处理电路，数据处理电路内设有数字信号处理器DSP，数据处理电路用于对两路A/D采样电路采集的校准信号进行计算处理，并向输入输出电路输出处理结果，两路A/D采样电路利用高精度的模数转换芯片ADC将模拟信号转换成数字信号，利用数据处理电路的数字信号处理器DSP进行数据处理，替代了专用的数据运算计算机，实现了在线标定装置的小型化、一体化。本实用新型结构简单，成本低，使用方便。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施对本实用新型作进一步详细说明；
参见图1所示，一种永磁式电磁流量计在线标定装置,包括电源电路1、第一信号调理电路2、第二信号调理电路3、第一A/D采样电路4、第二A/D采样电路5、数据处理电路6及输入输出电路7，所述电源电路1分别与第一信号调理电路2、第二信号调理电路3、第一A/D采样电路4、第二A/D采样电路5和数据处理电路6电连接，所述电源电路1用于将外接电源转换成所需工作电压并向整个标定装置提供稳定的电源，所述外接电源可以是220V电源。
所述第一信号调理电路2的输出端与第一A/D采样电路4的输入端电连接，所述第二信号调理电路3的输出端与第二A/D采样电路5的输入端电连接，所述第一A/D采样电路4和第二A/D采样电路5的输入输出端分别与数据处理电路6的输入输出端电连接，所述数据处理电路6的输入输出端与输入输出电路7电连接；所述第一信号调理电路2和第二信号调理电路3均由放大电路和滤波电路构成，所述第一信号调理电路2和第二信号调理电路3分别用于对待测电极上产生的两个交流波动校准信号进行滤波处理并放大到适当的幅值，供第一A/D采样电路4和第二A/D采样电路5进行同步采样。
所述第一A/D采样电路4用于采集第一信号调理电路2处理后的交流波动校准信号并传输至数据处理电路，第二A/D采样电路5用于采集第二信号调理电路处理后的交流波动校准信号并传输至数据处理电路。所述第一A/D采样电路4和第二A/D采样电路5均由模数转换芯片ADC和第一有源晶振构成，所述模数转换芯片ADC通过总线与数据处理电路6电连接，所述总线可以采用Mbdsp总线，也可采用I2C、SPI总线。所述模数转换芯片ADC将输入的模拟信号转换成数字信号，并通过总线传输给数据处理电路6内的数字信号处理器DSP6-1，所述第一有源晶振用于向模数转换芯片ADC提供工作所需的时钟信号。
所述数据处理电路6用于对第一、第二A/D采样电路采集的交流波动校准信号进行相关分析法运算，计算出标定系数,并向输入输出电路7输出处理结果，所述数据处理电路6由数字信号处理器DSP6-1、外扩SARAM6-2、第二有源晶振6-3、铁电存储器6-4、JTAG电路6-5及看门狗电路6-6构成，所述数字信号处理器DSP6-1分别与外扩SARAM6-2、铁电存储器6-4、看门狗电路6-6、第二有源晶振6-3及JTAG电路6-5电连接，所述数字信号处理器DSP6-1用于对采集到的交流波动校准信号进行计算处理，处理结果通过输出电路7输出，所述外扩SARAM6-2用来扩展数字信号处理器DSP的数据存储空间，所述第二有源晶振6-3用于为数字信号处理器DSP提供工作所需的时钟信号，所述铁电存储器6-4用于存储常设参数及需存储的数据，所述JTAG电路6-5用于下载程序和在线仿真，所述看门狗电路6-6用于监控程序运行状态，防止程序跑飞。
所述输入输出电路7内设有人机接口7-1、4～20mA输出电路7-2和RS485通讯电路7-3，所述人机接口7-1用于向数据处理电路输入参数信息，并显示信息，所述人机接口7-1包括按键输入电路和显示电路，所述按键输入电路用于标定装置的参数输入，所述显示电路用于输入参数数据的显示和显示数据处理电路分析的处理结果。所述4～20mA输出电路7-2用于以电流的形式输出标准电流信号，所述RS485通讯电路7-3用于与外部其他设备通讯，进行信息交换。所述外部设备是本标定装置以外的其他设备，如电脑等。通过RS485通讯电路与电脑连接，就可以将标定结果传输到电脑上。
本实用新型的工作原理：
永磁式电磁流量计的待测电极上产生两个交流波动校准信号，分别为交流波动校准信号A和交流波动校准信号B，本实用新型在线标定装置对待测电极上产生的两个交流波动校准信号经第一、第二信号调理电路放大滤波后，分别输入到第一、第二A/D采样电路进行同步采样，采集的信息输入到数据处理电路的数字信号处理器DSP进行相关分析法运算，计算出标定系数。数字信号处理器DSP分析出的标定结果通过通过输入输出电路中的4～20mA输出电路以电流的形式输出，还可以通过RS485通讯电路传输给其他设备。通过人机接口的按键输入电路向标定装置输入参数，通过人机接口的显示电路，进行数据显示。
Claims (7)
1.一种永磁式电磁流量计在线标定装置,其特征在于：包括电源电路(1)、第一信号调理电路(2)、第二信号调理电路(3)、第一A/D采样电路(4)、第二A/D采样电路(5)、数据处理电路(6)及输入输出电路(7)，所述电源电路(1)用于将外接电源转换成所需工作电压并向整个标定装置提供稳定的电源，所述第一信号调理电路(2)的输出端与第一A/D采样电路(4)的输入端电连接，所述第二信号调理电路(3)的输出端与第二A/D采样电路(5)的输入端电连接，所述第一A/D采样电路(4)和第二A/D采样电路(5)的输入输出端分别与数据处理电路(6)的输入输出端电连接，数据处理电路(6)的输入输出端与输入输出电路(7)电连接；所述第一信号调理电路(2)和第二信号调理电路(3)分别用于对待测电极上产生的两个交流波动校准信号进行滤波并放大处理，所述第一A/D采样电路(4)用于采集第一信号调理电路(2)处理后的交流波动校准信号并传输至数据处理电路，第二A/D采样电路(4)用于采集第二信号调理电路(3)处理后的交流波动校准信号并传输至数据处理电路(6)，所述数据处理电路(6)内设有数字信号处理器DSP(6-1)，所述数据处理电路(6)用于对第一、第二A/D采样电路采集的交流波动校准信号进行计算处理，并向输入输出电路(7)输出处理结果。
2.根据权利要求1所述的永磁式电磁流量计在线标定装置,其特征在于：所述第一信号调理电路(2)和第二信号调理电路(3)均由放大电路和滤波电路构成，所述第一信号调理电路(2)和第二信号调理电路(3)对待检测电极上产生的交流波动校准信号进行滤波处理并放大到适当的幅值，供第一A/D采样电路(4)和第二A/D采样电路(5)同步采样。
3.根据权利要求1所述的永磁式电磁流量计在线标定装置,其特征在于：所述第一A/D采样电路(4)和第二A/D采样电路(5)均由模数转换芯片ADC和第一有源晶振构成，所述模数转换芯片ADC通过总线与数据处理电路(6)电连接，所述模数转换芯片ADC将输入的模拟信号转换成数字信号，并通过总线传输给数据处理电路(6)内的数字信号处理器DSP(6-1)，所述第一有源晶振用于向模数转换芯片ADC提供工作所需的时钟信号。
4.根据权利要求1所述的永磁式电磁流量计在线标定装置,其特征在于：所述数据处理电路(6)还包括外扩SARAM(6-2)、第二有源晶振(6-3)、铁电存储器(6-4)、JTAG电路(6-5)及看门狗电路(6-6)，所述外扩SARAM(6-2)用来扩展数字信号处理器DSP的数据存储空间，所述第二有源晶振(6-3)用于为数字信号处理器DSP提供工作所需的时钟信号，所述铁电存储器(6-4)用于存储常设参数及需存储的数据，所述JTAG电路(6-5)用于下载程序和在线仿真，所述看门狗电路(6-6)用于监控程序运行状态，防止程序跑飞。
5.根据权利要求1所述的永磁式电磁流量计在线标定装置,其特征在于：所述输入输出电路(7)内设有人机接口(7-1)和4～20mA输出电路(7-2)，所述人机接口(7-1)用于向数据处理电路(6)输入参数信息，并显示信息，所述4～20mA输出电路(7-2)用于以电流的形式输出标准电流信号。
6.根据权利要求5所述的永磁式电磁流量计在线标定装置,其特征在于：所述人机接口(7-1)包括按键输入电路和显示电路，所述按键输入电路用于标定装置的参数输入，所述显示电路用于输入参数数据的显示和显示数据处理电路分析的处理结果。
7.根据权利要求1或5所述的永磁式电磁流量计在线标定装置,其特征在于：所述输入输出电路(7)还包括RS485通讯电路(7-3)，所述RS485通讯电路用于与外部设备通讯，进行信息交换。
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