一种煤矿用涡街流量计的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液体计量技术领域，具体为一种煤矿用涡街流量计。
【背景技术】
[0002]祸街流量计应用于液体流量的检测，国内外大量使用于石油、化工、食品、医药、冶炼等行业。传统的涡街流量计由流量管、三角柱、传感器、信号处理系统和显示器等组成，依据卡门涡街原理，在流量管里有流体流过时，由于三角柱的存在，会产生阻力，使流体分流，这样在传感器的前方会产生涡流，传感器就因涡流产生感应信号，并将它们的数量传送给信号处理系统，经分析和计算，在显示器中以数字的形式进行显于出来；这种结构形式的流量计主要存在的问题是:1、轴向有跳动影响:因为许多流量计在使用时，大多和栗体连结，由于栗的振动很大，会产生上下左右振动，导致流量计的流量管跟着振动，所以也就影响了涡流了的正常产生，影响了计量结果；2、小流量不是很精确:由于小流量时产生的涡流很小，传感器产生的感应信号数值不一致，导致小流量计量不是很精确；3、其信号采集系统是由三角柱和传感器组成，生产成本高。
[0003]涡街流量信号具备以下特点:1、信号频谱宽，典型的信号频谱从0.3HZ直到3500HZ.跨越13个倍频程以上；2，量程比范围大，达100:1。涡街信号的强度正比于涡街信号频率的平方，由此信号幅度的差异高达10000倍。涡街流量计在实际应用中，因现场安装精度及配管精度、直管段长度不足导致信号频谱中普遍存在较强的低频(相对于涡街信号)扰动，其它如流动噪音、共振干扰、管道机械振动等各类干扰信号覆盖整个信号频谱范围。常规的涡街信号处理电路，参考图1，根据涡街信号固有的幅频特性，流量传感器采集的信号经电荷放大器后，采用频率均衡器放大、限幅箝位放大的电路方式，将信号幅度放大到相同水平，以便后级电路进行频率检测，再完成频率与电流的转换，这种传统的信号处理方式仅可处理约10:1里程范围的祸街信号，对于实际可达100:1的涡街信号，将因频率均衡导致低频干扰信号被大幅度放大，相反淹没真正的涡街信号，令后级频率检测电路产生“漏波”现象，甚至将低频干扰信号错误地识别为流量信号，精度大幅度下降，而限幅电路本质上的强烈非线性则导致信号谐波的大量产生，并令各频率分盘互调，使得信号频谱劣化，干扰甚至破坏真实涡街信号频率的拾取，降低涡街流量传感器精度。
【发明内容】
[0004]本发明所解决的技术问题在于提供一种煤矿用涡街流量计，以解决上述【背景技术】中的问题。
[0005]本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
一种煤矿用涡街流量计，包括:流量管，所述流量管内设置三角柱，在所述三角柱的背部设置探针，在与探针对应位置处的流量管的外部设置永久磁铁，以所述探针和永久磁铁构成信号传感器；所述探针为针状导电体，垂直悬置于流量管的中央，探针的尾部置于流量管的外部，并连接有接线柱，探测信号在接线柱上引出，探针的接线柱连接于信号处理系统。
[0006]优选地，所述信号处理系统包括由单片机M430F147、数字电路0P281，0P193、信号放大电路和LCD液晶显示，信号放大电路连接在探针与单片机M430F147之间。
[0007]优选地，所述信号放大电路为电荷放大器模块的输出经藕合电容Cl、电阻RI接至运放UlA的2脚，UlA的2脚与输出Z脚连接反馈电容C2和串接的反馈电阻R3，R4，运放UlA的3脚连接平衡电阻R2后接地，运放UlA的输出除提供给后序电路外，还接入在分压电阻R7上，分压电阻R7的另一端与分压电阻R8 —同接入三极管Ql的基极，分压电阻R8另一端接地，三极管Ql的发射极接地，集电极分别与电阻R6、电容C4的正极、场效应管Q2的栅极相连，电阻R6的另一端连接电源正极，电容C4的负极连接电源中点，场效应管Q2漏极与电阻RS、电容C3的正极相连，场效应管Q2的源极与电阻RS相连后接电源正极，电容C3的负极与电荷放大器模块中的反馈电阻R3，R4分别相连。
[0008]当流量管里有流体流过时，由于三角柱的存在，产生阻力，使流体分流，因而在探针前会产生涡流；同时在这一位置上由于永久磁铁的存在，会产生一个强磁场，涡流的运动会产生感生电动势，探针就会因此产生感生电动势并作为检测信号输出，再由后续的信号处理系统分析计算，在显示器中以数字的形式显于出来。
[0009]与已公开技术相比，本发明存在以下优点:本发明能够使免疫2g@10?IlOHz全向振动干扰，而且具有60:1的量程比，同时可以实现低至0.8?1.12的阻力系数仅为国标50%的压力损失，另外，本发明无信号传导孔/隙卫生安全，可以使用不同的移动端进行精确控制使用方便，同时，本发明结构合理，能够安全防爆。
【附图说明】
[0010]图1为本发明的结构示意图。
[0011]图2为本发明的信号放大电路电路图。
【具体实施方式】
[0012]为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0013]如图1所示，一种煤矿用涡街流量计，包括:流量管，在流量管I内，按常规设置三角柱2，在三角柱2的背部设置探针3，在与探针3对应位置处的流量管I的外部设置永久磁铁4，以探针3和永久磁铁4构成信号传感器。所述探针3为针状导电体，垂直悬置于流量管I的中央，探针3的尾部置于流量管I的外部，并通过螺纹连接有接线柱7，探测信号在接线柱7上引出。
[0014]依据卡门涡街原理，当流量管I内有流体流过时，由于三角柱2的存在，产生阻力，使流体分流，因而在探针3前会产生涡流；同时在这一位置上由于永久磁铁4的存在，会产生一个强磁场，依据法拉第电磁感应原理，涡流的运动会产生感生电动势，探针3就会因此产生感生电动势，并通过探针3将信号传送给信号处理系统5。
[0015]所述信号处理系统设在在流量管I的外侧，按照常规方式设置带有显示器6的信号处理系统5来自探针3的信号经信号处理系统5的分析和计算，流量值=K系数*信号脉冲值，将流量值在瞬时流量中反应出，并将流量进行累加，在显示器6中预以显示。
[0016]具体地，探针3可以采用不锈钢加工成型，其作用就是依据法拉第电磁感应原理产生感生电动势，并将感生电流传送给信号处理系统；永久磁铁4可以采用钦铁硼磁钢，圆柱体10*38cm，磁场强度为5000高斯-8000高斯，任意极性面放入固定槽内，固定槽正对应探针位置，并在三角柱2的后面，形成高强度磁场，流动的涡流依据法拉第电磁感应原理，就会在探针3上产生感生电动势，并通过探针3将感生电流传送给信号处理系统5。
[0017]所述信号处理系统5包括由单片机M430F147、数字电路0P281，0P193、信号放大电路和IXD液晶显示，信号放大电路连接在探针3与单片机M430F147之间。
[0018]如图2所示，所述信号放大电路为电荷放大器模块的输出经藕合电容Cl、电阻RI接至运放UlA的2脚，UlA的2脚与输出Z脚连接反馈电容C2和串接的反馈电阻R3，R4，运放UlA的3脚连接平衡电阻R2后接地，运放UlA的输出除提供给后序电路外，还接入在分压电阻R7上，分压电阻R7的另一端与分压电阻R8 —同接入三极管Ql的基极，分压电阻R8另一端接地，三极管Ql的发射极接地，集电极分别与电阻R6、电容C4的正极、场效应管Q2的栅极相连，电阻R6的另一端连接电源正极，电容C4的负极连接电源中点，场效应管Q2漏极与电阻RS、电容C3的正极相连，场效应管Q2的源极与电阻RS相连后接电源正极，电容C3的负极与电荷放大器模块中的反馈电阻R3，R4分别相连。
[0019]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种煤矿用涡街流量计，包括:流量管，其特征在于:所述流量管内设置三角柱，在所述三角柱的背部设置探针，在与探针对应位置处的流量管的外部设置永久磁铁，以所述探针和永久磁铁构成信号传感器；所述探针为针状导电体，垂直悬置于流量管的中央，探针的尾部置于流量管的外部，并连接有接线柱，探测信号在接线柱上引出，探针的接线柱连接于信号处理系统。2.根据权利要求1所述的一种煤矿用涡街流量计，其特征在于:所述信号处理系统包括由单片机M430F147、数字电路0P281，0P193、信号放大电路和IXD液晶显示，信号放大电路连接在探针与单片机M430F147之间。3.根据权利要求2所述的一种煤矿用涡街流量计，其特征在于:所述信号放大电路为电荷放大器模块的输出经藕合电容Cl、电阻RI接至运放UlA的2脚，UlA的2脚与输出Z脚连接反馈电容C2和串接的反馈电阻R3，R4，运放UlA的3脚连接平衡电阻R2后接地，运放UlA的输出除提供给后序电路外，还接入在分压电阻R7上，分压电阻R7的另一端与分压电阻R8—同接入三极管Ql的基极，分压电阻R8另一端接地，三极管Ql的发射极接地，集电极分别与电阻R6、电容C4的正极、场效应管Q2的栅极相连，电阻R6的另一端连接电源正极，电容C4的负极连接电源中点，场效应管Q2漏极与电阻RS、电容C3的正极相连，场效应管Q2的源极与电阻RS相连后接电源正极，电容C3的负极与电荷放大器模块中的反馈电阻R3，R4分别相连。
【专利摘要】本发明提供一种煤矿用涡街流量计，包括：流量管，所述流量管内设置三角柱，在所述三角柱的背部设置探针，在与探针对应位置处的流量管的外部设置永久磁铁，以所述探针和永久磁铁构成信号传感器；所述探针为针状导电体，垂直悬置于流量管的中央，探针的尾部置于流量管的外部，并连接有接线柱，探测信号在接线柱上引出，探针的接线柱连接于信号处理系统。本发明能够使免疫2g10～110Hz全向振动干扰，而且具有60：1的量程比，同时可以实现低至0.8～1.12的阻力系数仅为国标50％的压力损失，另外，本发明无信号传导孔/隙卫生安全，可以使用不同的移动端进行精确控制使用方便，同时，本发明结构合理，能够安全防爆。
【IPC分类】G01F1/60, G01F1/32
【公开号】CN105091955
【申请号】CN201510187753
【发明人】马从勇
【申请人】侨健新能源科技（苏州）有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年4月21日