一种两线制串联方式高效储能电路的制作方法

本实用新型涉及电磁流量计技术领域，特别涉及一种两线制串联方式高效储能电路。

背景技术：

电磁流量计是一种依据法拉第电磁感应定律来测量导电液体体积流量的仪表。其由励磁线圈将磁场施加给被测流体，从而通过检测磁场中运动流体的感应电动势并进行相应的信号处理实现流量准确测量。电磁流量计由于其传感器自身结构设计及其测量原理使得其输出信号中掺杂了大量的噪声，如正交干扰(微分干扰)、同相干扰(涡流效应)、工频干扰(共模干扰、串模干扰)、极化噪声、流动噪声及浆液噪声等。这些噪声频带遍布信号带宽，且幅值甚至超过信号的幅值。为消除这些噪声的影响，目前应用中主要从励磁方式和信号处理两方面考虑。故而，电磁流量计的励磁控制技术和信号处理技术是电磁流量计的关键。

电磁流量计测量口径越大功耗越大，又由于两线制电磁流量计属于低功耗产品，环路供电的电流限制在4-20mA范围内，导致两线制电磁流量计普遍口径较小，试用范围窄，目前两线制电磁流量计传统取电是经过环路上并联取电，由于并联取电，系统工作，通信等要分总线上的电流，由于总线电流很低，只有4-20mA，经过分流后，供给励磁驱动的能量就很有限，这样就造成了能量供应不足的状况发生，或者在环路低电流的条件下无法正常工作。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种通过串联取电及储能方式，提升了能量的利用效率，增强了磁场强度，增强了原始信号，提升信噪比，保障了仪表稳定准确计量的两线制串联方式高效储能电路。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种两线制串联方式高效储能电路，包括控制电路、励磁装置、感应电极、信号处理电路、电源管理电路和储能电路，所述控制电路的电流输出端与所述励磁装置通过线路连接，所述感应电极置于所述励磁装置的一侧，所述感应电极感应所述励磁装置处的感应电动势，所述感应电极的信号输出端与所述信号处理电路的信号输入端通过线路连接，所述信号处理电路的信号输出端与所述控制电路的信号输入端通过线路连接，所述控制电路根据感应电动势控制励磁装置进行变频励磁，所述控制电路的电流输入端与所述电源管理电路的电流输出端连接，所述电源管理电路的电流输入端与所述储能电路的电流输出端连接，所述储能电路的电流输出端还与所述励磁装置连接。

本实用新型的有益效果是：通过如上，将利用能量效率达到最大化，从而能够在有限的功率条件下，提供更强的磁场，有效提高低功耗两线制电磁流量计的测量范围；再者通过储能电路直接对励磁装置进行励磁，减少中间能量的浪费。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，还包括通信电路，所述通信电路与所述控制电路通过线路连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：通信电路便于外部对控制电路进行数据传输和控制。

进一步，还包括按键电路，所述按键电路与所述控制电路通过线路连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：按键电路便于对控制电路进行控制和参数设置。

进一步，还包括显示装置，所述显示装置与所述控制电路通过线路连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：显示装置便于对检测结果和测试过程中的数据进行显示。

进一步，所述控制电路向所述励磁装置输出电流4～20mA。

采用上述进一步方案的有益效果是：增大测试范围，提升测试精度。

进一步，所述信号处理电路包括信号放大单元和模数转换单元，所述信号放大单元的信号输入端与所述感应电极的信号输出端连接，所述信号放大单元的信号输出端和模数转换单元的信号输入端连接，所述模数转换单元的信号输出端与所述控制电路的信号输入端连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：信号放大单元和模数转换单元协调运作，实现对感应电极的检测信号进行信号放大和模数转换，提升检测数据精度。

附图说明

图1为本实用新型一种两线制串联方式高效储能电路的模块框图；

图2为信号处理电路的模块框图；

图3为励磁装置串联取电产生的原始信号的变化示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、控制电路，2、励磁装置，3、感应电极；

4、信号处理电路，41、信号放大单元，42、模数转换单元；

5、电源管理电路，6、储能电路，7、通信电路，8、按键电路，9、显示装置。

图3中的B代表信号强度，T代表时间。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1至3所示，一种两线制串联方式高效储能电路，包括控制电路1、励磁装置2、感应电极3、信号处理电路4、电源管理电路5和储能电路6，所述控制电路1的电流输出端与所述励磁装置2通过线路连接，所述感应电极3置于所述励磁装置2的一侧，所述感应电极3感应所述励磁装置2处的感应电动势，所述感应电极3的信号输出端与所述信号处理电路4的信号输入端通过线路连接，所述信号处理电路4的信号输出端与所述控制电路1的信号输入端通过线路连接，所述控制电路1根据感应电动势控制励磁装置2 进行变频励磁，所述控制电路1的电流输入端与所述电源管理电路5的电流输出端连接，所述电源管理电路5的电流输入端与所述储能电路6的电流输出端连接，所述储能电路6的电流输出端还与所述励磁装置2连接。

本实施例控制电路1向励磁装置2通电进行激励，励磁装置2的线圈上有电流流过，会产生磁场，当励磁电流达到稳态，电流不在变化，就会在空间产生稳定的磁场，根据法拉第电磁感应定律，在磁场中，运动的电荷会产生电动势，励磁装置2与感应电极3之间会产生电动势E，如图3所示，由于感应电极3感应电动势E，生成感应信号，通过信号处理电路4对感应信号进行信号处理，并将处理后的感应信号输出至控制电路1，测量的流量的信号越大，励磁装置2线圈上的线圈电流越大，感应信号显示的电动势E也越大，当线圈电流越大达到设定电流阀值，控制电路1控制励磁装置 2线圈上的线圈电流，采用对应的励磁频率进行励磁，采用提高励磁频率，将多余的能量利用上，频率越高，响应速度越快，这样既解决了响应速度问题，也将能量合理利用；再者通过储能电路6直接对励磁装置2进行励磁，减少中间能量的浪费，励磁时，储能电路6释放能量，让励磁装置2很快达到磁饱和，当励磁结束后，关闭励磁，对储能电路6进行储能，这样动态循环，保障能量稳定，提高了能源利用效率，减少过程中的损耗，从而大大提升了性能，同时增强了原始信号，提升信噪比，保障了仪表稳定准确计量。

优选的，还包括通信电路7，所述通信电路7与所述控制电路1通过线路连接。

本实施例的通信电路7通过与控制电路1连接，实现外部装置通过无线信号向控制电路1发送控制信号，对控制电路1进行控制，也可以通过通信电路7向外部传输检测数据，便于进行数据分析。

优选的，还包括按键电路8，所述按键电路8与所述控制电路1通过线路连接。

本实施例的按键电路8可以向控制电路1发送控制信号，便于对控制电路1的控制，也可以对控制电路1的参数进行设置，使得控制电路1运作能适应各种测试条件的需要，提升测试精准性和适用范围。

优选的，还包括显示装置9，所述显示装置9与所述控制电路1通过线路连接。

本实施例的显示装置9能实时对检测结果和测试过程中的数据进行显示，便于测试人员进行实时调整，以使本装置适应不同的测试环境。

优选的，所述控制电路1向所述励磁装置2输出电流4～20mA。

本实施例的控制电路1向所述励磁装置2输出电流4～20mA，可以增大励磁装置2的测试范围，提升测试精度。

优选的，如图2所示，所述信号处理电路4包括信号放大单元41和模数转换单元42，所述信号放大单元41的信号输入端与所述感应电极3的信号输出端连接，所述信号放大单元41的信号输出端和模数转换单元42的信号输入端连接，所述模数转换单元42的信号输出端与所述控制电路1的信号输入端连接。

本实施例的感应电极3感应信号只有几十微伏的级别，控制电路1无法有效识别，就必须通过信号放大单元41进行信号放大处理，放大完后，经过模数转换单元42的模数转换，转换成控制电路1可以识别的数字信号，通过控制电路1的内部算法计算得出当前流量值，根据当前流量值和仪表设置的量程相比较，输出对应的4-20mA线圈电流信号。

本装置通过智能变频控制，将利用能量效率达到最大化，从而能够在有限的功率条件下，提供更强的磁场，有效提高低功耗两线制电磁流量计的测量范围；电极进行工艺处理，降低了信号中的噪声干扰，信噪比增加，实现了更加精确的测量，获得了误差较小的数据；再者通过储能电路6直接对励磁装置2进行励磁，减少中间能量的浪费，励磁时，储能电路6释放能量，让励磁装置2很快达到磁饱和，当励磁结束后，关闭励磁，对储能电路6进行储能，这样动态循环，保障能量稳定，提高了能源利用效率，减少过程中的损耗，从而大大提升了性能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。