一种电磁流量计的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种电磁流量计。该电磁流量计可以包括：第一通道，包括第一线圈和第二线圈以及第一电极和第二电极；第二通道，包括第三线圈和第四线圈以及第三电极和第四电极；以及开关选择电路，用于选择第一通道或第二通道，以在所选的通道上工作。
【专利说明】一种电磁流量计
【技术领域】
[0001]本实用新型总体上涉及工业测量领域，具体地，涉及一种电磁流量计。
【背景技术】
[0002]电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计，其通过测量导电流体在磁场中作切割磁力线时在管道两边的电极上产生的感应电动势，计算管内导电流体的流速从而确定流量。由于其独特的优点，电磁流量计目前已广泛地被应用于工业过程中各种导电液体的流量测量。
[0003]现有的电磁流量计设计有单个通道，该通道由一对励磁线圈和一对检测电极组成。在电磁流量计工作一段时间后，由于线圈、电极等老化或损坏，电磁流量计测量的信号变得不准确。另外，如果电磁流量计中存在非满管异常、局部干扰、电极积垢等异常，电磁流量计会输出失真的流速信号。再者，如果电磁流量计的通道开路或短路，电磁流量计不能正常工作。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种电磁流量计，其能够解决现有技术的上述问题中的一个或多个。
[0005]本实用新型的一个方面提供一种电磁流量计，其可以包括:第一通道，可以包括第一线圈和第二线圈以及第一电极和第二电极；第二通道，可以包括第三线圈和第四线圈以及第三电极和第四电极；以及开关选择电路，可以用于选择第一通道或第二通道，以在所选的通道上工作。
[0006]根据一个实施例，第一通道中的第一线圈和第二线圈以及第一电极和第二电极可以被布置成使得由第一线圈和第二线圈通电时产生的磁场方向为第一方向、且第一电极和第二电极之间的电动势方向为与第一方向垂直的第二方向；以及，第二通道中的第三线圈和第四线圈以及第三电极和第四电极可以被布置成使得由第三线圈和第四线圈通电时产生的磁场方向为第二方向、且第三电极和第四电极之间的电动势方向为第一方向。
[0007]根据另一个实施例，该电磁流量计还可以包括比较电路，该比较电路可以根据电磁流量计在所选的第一通道上进行测量时所得的测量值和电磁流量计在所选的第二通道上进行测量时所得的测量值的之间的差异，通过对第一通道的仪表常数变化量和第二通道的仪表常数变化量进行比较、从而判定具有更小仪表常数变化量的通道的精度更高，以及使得开关选择电路选择在精度更高的通道上工作。
[0008]根据又一个实施例，该电磁流量计还可以包括异常检测电路，该异常检测电路可以通过分别检测所选的第一通道中的两个电极之间的电阻和电动势、以及所选的第二通道中的两个电极之间的电阻和电动势，判定第一通道和第二通道中的异常，以及使得开关选择电路选择在第一通道和第二通道中的未发生异常的通道上工作。
[0009]根据又一个实施例，第一线圈、第二线圈、第三线圈、以及第四线圈可以为鞍形线圈。
[0010]根据又一个实施例，第一线圈、第二线圈、第三线圈、以及第四线圈可以为环形线圈。
[0011]应用本实用新型，由于电磁流量计中存在第一通道和第二通道两个通道，因此可以通过第一通道和第二通道的比较来选择在具有较高精度的通道上工作；在判定第一通道和第二通道中的一个发生异常的情况下，选择在第一通道和第二通道中的另一个未发生异常的通道上工作，从而提高了电磁流量计的工作稳定性。
[0012]通过以下结合附图对本实用新型的优选实施例的详细说明，本实用新型的这些以及其他优点将更加明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]为了进一步阐述本实用新型的以上和其它优点与特征，下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细的说明。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分。其中，在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。应当理解，这些附图仅描述本实用新型的典型示例，而不应看作是对本实用新型的范围的限定。在附图中:
[0014]图1是示出根据本实用新型的一个实施例的电磁流量计的结构的框图；
[0015]图2是示出根据本实用新型的另一个实施例的包括比较电路的电磁流量计的结构的框图；以及
[0016]图3是示出根据本实用新型的又一个实施例的包括异常检测电路的电磁流量计的结构的框图。
【具体实施方式】
[0017]下面参照附图来说明本实用新型的实施例。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本实用新型无关的、本领域技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
[0018]图1是示出根据本实用新型的一个实施例的电磁流量计100的结构的框图。
[0019]如图1中所示，电磁流量计100可以包括:第一通道、第二通道、开关选择电路101、以及处理芯片和其他电路102。下面对每一部分进行详细说明。
[0020]第一通道可以包括线圈I和线圈2以及电极c和电极d。第二通道可以包括线圈3和线圈4以及电极a和电极b。第一通道和第二通道都连接到开关选择电路101，在图1中，用虚线表示线圈1、线圈2、线圈3以及线圈4与开关选择电路101的连接关系，而用实线表示电极a、电极b、电极c以及电极d与开关选择电路101的连接关系。第一通道和第二通道不能同时工作，即开关选择电路101在某个时间内只能选择第一通道和第二通道中的一个通道工作。第一通道和第二通道可以通过开关选择电路101连接到处理芯片和其他电路102，即第一通道和第二通道可以通过开关选择电路101共用处理芯片和其他电路102。
[0021]开关选择电路101可以用于选择第一通道或第二通道，以在所选的通道上工作。开关选择电路101可以是三极管开关电路、场效应管开关电路、触摸开关电路、单键开关电路、光控开关电路、光电开关电路等。开关选择电路101可以手动或程序设定的方式选择第一通道或第二通道。
[0022]处理芯片和其他电路102可以包括励磁电路、数据处理电路、显示电路等(图中未示出)。励磁电路可以用来对线圈通电以产生磁场。数据处理电路可以用来对测量得到的流速信号进行放大，并转换成与流速信号成正比的标准电信号输出。显示电路可以用来将上述电信号进行显示。
[0023]根据一个实施例，如图1所示，第一通道中的线圈I和线圈2以及电极c和电极d可以被布置成使得由线圈I和线圈2通电时产生的磁场方向为图中的竖直方向且电极c和电极d之间的电动势方向为与图中的水平方向。另外，如图1所示，第二通道中的线圈3和线圈4以及电极a和电极b可以被布置成使得由线圈3和线圈4通电时产生的磁场方向为水平方向且电极a和电极b之间的电动势方向为竖直方向。
[0024]图2是示出根据本实用新型的另一个实施例的包括比较电路203的电磁流量计200的结构的框图。图2与图1不同之处仅在于比较电路203，这里省略对其重复部分的描述。
[0025]在实际工作中，在使用电磁流量计测量流速之前需要先确定电磁流量计的仪表常数k，该仪表常数k是在使流体的流速恒定的过程中确定、或可以根据以下公式(I)计算的系数:
[0026]k = E/ (B*L*V) (I)
[0027]其中，k为仪表常数；
[0028]E是电极的感应电动势；
[0029]B是磁场感应强度；
[0030]L为测量管的内径；以及
[0031]V为流体的流速。
[0032]由公式⑴可见，仪表常数k与电磁流量计自身结构(包含线圈、电极等位置和形状)有关。
[0033]在电磁流量计工作一段时间之后，由于线圈、电极等老化或损坏，仪表常数k会发生改变，如果此时继续使用初始仪表常数k0来计算流速，则测量信号不准确。
[0034]为了能够更精确地测量流速，在本实施例的电磁流量计200中，可以在工作一段时间之后使用检测过程选择第一通道和第二通道中具有更小仪表常数变化量的通道来工作。
[0035]如图2所示，电磁流量计200可以包括比较电路203，该比较电路203可以用来根据电磁流量计在所选的第一通道上进行测量时所得的测量值和电磁流量计在所选的第二通道上进行测量时所得的测量值的之间的差异，通过对第一通道的仪表常数变化量和第二通道的仪表常数变化量进行比较、从而判定具有更小仪表常数变化量的通道的精度更高，以及使得开关选择电路101选择在精度更高的通道上工作。
[0036]具体地，比较电路203例如首先测量电磁流量计在第一通道上进行测量时所得的测量值(例如，流量)，然后测量电磁流量计在第二通道上进行测量时所得的测量值(例如，流量)，如果在第一通道上进行测量时所得的测量值与电磁流量计在第二通道上进行测量时所得的测量值之间的差异大于预定阈值，则判定第一通道和第二通道之一发生了异常。
[0037]之后，比较电路203通过对第一通道的仪表常数变化量和第二通道的仪表常数变化量进行比较来判定具有更小仪表常数变化量的通道的精度更高，从而使得开关选择电路101选择在精度更高的通道上工作。
[0038]第一通道的仪表常数变化量如公式(2)所示:
[0039]Λ kl = (kl，-kl)/kl (2)
[0040]其中，kl是初始的、第一通道的初始仪表常数；
[0041]kl’是工作一段时间后的、第一通道的工作仪表常数；
[0042]另外，kl和kl’是当只有第一通道工作时，在上述过程中、根据公式⑴而确定的。
[0043]第二通道的仪表常数变化量如公式(3)所示:
[0044]Λ k2 = (k2，-k2)/k2 (3)
[0045]其中，k2是初始的、第二通道的初始仪表常数；
[0046]k2’是工作一段时间后的、第二通道的工作仪表常数；
[0047]另外，k2和k2’是当只有第二通道工作时，在上述过程中、根据公式(I)而确定的。
[0048]通道的工作仪表常数变化量越小，则意味着该通道的性能和初始使用时的性能更接近，也即使用该通道测量得到的流速更准确。
[0049]因此，在电磁流量计200中，如果比较电路203通过比较确定第一通道的仪表常数变化量Λ kl更小，则使开关选择电路101选择第一通道来工作；如果比较电路203通过比较确定第二通道的仪表常数变化量Λ k2更小，则使开关选择电路101选择第二通道来工作；这样能够大大提供电磁流量计的测量准确度。
[0050]图3是示出根据本实用新型的又一个实施例的包括异常检测电路304的电磁流量计300的结构的框图。图3与图1不同之处仅在于异常检测电路304，这里省略对其重复部分的描述。
[0051]在现有的单通道电磁流量计中，如果电磁流量计中存在非满管异常、局部干扰、电极积垢等异常，则电磁流量计会输出失真的流速信号。另外，如果电磁流量计开路或短路，则电磁流量计不能正常工作。
[0052]而在本实施例的电磁流量计300中，可以通过分别检测第一通道和第二通道的异常，选择在未发生异常的通道上工作，这能够大大提高电磁流量计的工作可靠性。
[0053]如图3所示，电磁流量计300可以包括异常检测电路304，该异常检测电路304可以通过分别检测所选的第一通道中的两个电极之间的电阻和电动势、以及所选的第二通道中的两个电极之间的电阻和电动势，判定第一通道和第二通道中的异常，以及使得开关选择电路101选择在第一通道和第二通道中的未发生异常的通道上工作。
[0054]具体地，当在只有第一通道工作时，异常检测电路304每隔一段时间检查第一通道中的两个电极之间的电阻和电动势来判定第一通道的异常，如果检测到第一通道异常，则使开关选择电路101选择在第二通道上工作；另外，当在只有第二通道工作时，异常检测电路304每隔一段时间检查第二通道中的两个电极之间的电阻和电动势来判定第二通道的异常，如果检测到第二通道异常，则使开关选择电路101选择在第一通道上工作；这样能保证在第一通道和第二通道中的一个发生异常的情况下，电磁流量计能够在第一通道和第二通道中的未发生异常的另一通道上工作，即可以大大提高电磁流量计的可靠性。
[0055]另外，需要说明的是，虽然在图2和图3中示出了分别在电磁流量计100中加入上述比较电路203和异常检测电路304，但是本领域普通技术人员应该理解，电磁流量计100可以包括上述比较电路203和异常检测电路304的任意组合。
[0056]此外，根据一个实施例，线圈1、线圈2、线圈3以及线圈4可以为鞍形线圈，通过给线圈I和线圈2通电，建立一个垂直于管体、以及垂直于电极c和电极d之间的电动势方向的磁场；另外，通过给线圈3和线圈4通电，建立一个垂直于管体、以及垂直于电极a和电极b之间的电动势方向的磁场。
[0057]此外，根据又一实施例，线圈1、线圈2、线圈3以及线圈4可以为环形线圈，通过给线圈I和线圈2通电，建立一个垂直于管体、以及垂直于电极c和电极d之间的电动势方向的磁场；另外，通过给线圈3和线圈4通电，建立一个垂直于管体、以及垂直于电极a和电极b之间的电动势方向的磁场。
[0058]最后，还需要说明的是，除非上下文清楚地指出为其它情况，否则在全部说明书和权利要求中，应当以涵盖性的意义，也就是说，以“包括、但不限于”的意义，解释词语“包括”、“包含”等。
[0059]在前面的说明书中参照特定实施例描述了本实用新型。然而本领域的普通技术人员理解，在不偏离如权利要求书限定的本实用新型的范围的前提下可以进行各种修改和改变。
【权利要求】
1.一种电磁流量计(100、200、300)，其特征在于包括: 第一通道，包括第一线圈(I)和第二线圈(2)以及第一电极(c)和第二电极⑷； 第二通道，包括第三线圈(3)和第四线圈⑷以及第三电极(a)和第四电极(b);以及 开关选择电路(101)，用于选择所述第一通道或所述第二通道，以在所选的通道上工作。
2.根据权利要求1所述的电磁流量计(100、200、300)，其特征在于， 所述第一通道中的所述第一线圈(I)和所述第二线圈(2)以及所述第一电极(c)和所述第二电极(d)被布置成使得由所述第一线圈(I)和所述第二线圈(2)通电时产生的磁场方向为第一方向、且所述第一电极(C)和所述第二电极(d)之间的电动势方向为与第一方向垂直的第二方向；以及 所述第二通道中的所述第三线圈(3)和所述第四线圈(4)以及所述第三电极(a)和所述第四电极(b)被布置成使得由所述第三线圈(3)和所述第四线圈(4)通电时产生的磁场方向为所述第二方向、且所述第三电极(a)和所述第四电极(b)之间的电动势方向为所述第一方向。
3.根据权利要求1或2所述的电磁流量计(100、200、300)，其特征在于所述电磁流量计(100、200、300)还包括比较电路(203)，所述比较电路(203)根据所述电磁流量计在所选的第一通道上进行测量时所得的测量值和所述电磁流量计在所选的第二通道上进行测量时所得的测量值的之间的差异，通过对所述第一通道的仪表常数变化量和所述第二通道的仪表常数变化量进行比较、从而判定具有更小仪表常数变化量的通道的精度更高，以及使得所述开关选择电路(101)选择在所述精度更高的通道上工作。
4.根据权利要求1或2所述的电磁流量计(100、200、300)，其特征在于所述电磁流量计(100、200、300)还包括异常检测电路(304)，所述异常检测电路(304)通过分别检测所选的第一通道中的两个电极之间的电阻和电动势、以及所选的第二通道中的两个电极之间的电阻和电动势，判定所述第一通道和所述第二通道中的异常，以及使得所述开关选择电路(101)选择在所述第一通道和所述第二通道中的未发生异常的通道上工作。
5.根据权利要求1或2所述的电磁流量计(100、200、300)，其特征在于所述第一线圈(I)、所述第二线圈(2)、所述第三线圈(3)、以及所述第四线圈(4)为鞍形线圈。
6.根据权利要求1或2所述的电磁流量计(100、200、300)，其特征在于所述第一线圈(I)、所述第二线圈(2)、所述第三线圈(3)、以及所述第四线圈(4)为环形线圈。
【文档编号】G01F1/58GK204007736SQ201420365693
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月2日 优先权日:2014年7月2日
【发明者】洑平 申请人:艾默生过程控制流量技术有限公司