一种流体闭环流量稳定系统的制作方法

本实用新型涉及流体流量控制技术领域，尤其涉及流体闭环流量稳定系统。

背景技术：

管道在输送流体时常需要流量控制系统对管道内的流体的流量进行调控。现有的流体闭环流量稳定系统，采用压力传感器来检测流体流量的大小；在流体流量超过规定范围时，采用电子调节阀或气压调节阀来调节流体的流量。

然而，现有的流体闭环流量稳定系统，具有以下的不足：压力传感器的灵敏度不高，响应速度慢，只适用于低速流体系统中；电子调节阀或气压调节阀的调节精度低，对于流量要求精密的流体系统不实用。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种闭环流量稳定系统，该流体闭环流量稳定系统采用电磁流量计对管道内流体的流量进行测量，解决了现有的流体闭环流量稳定系统量测灵敏度低，响应速度慢的问题；通过伺服电机接收流量调节器的指令，伺服电机依据指令来调节调节阀，从而调节管道内流体的流量，解决了现有的流体闭环流量稳定系统的流体调节精度低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种流体闭环流量稳定系统，包括电磁流量计、流量调节器、伺服电机、调节阀。电磁流量计与流量调节器相连接。流量调节器与伺服电机相连接。伺服电机与调节阀相连接。电磁流量计采用电磁感应的方式检测管道内的流体流量，并将检测到的流量数据传输给流量调节器。流量调节器将流量数据与预设的阈值进行比较，根据比较结果对伺服电机发出相应的指令。伺服电机依据指令调整调节阀的开度，调节管道内流体流量的大小。

进一步地，电磁流量计、调节阀分别安装在管道上。管道内的流体先经过调节阀，再经过管道流过电磁流量计。

进一步地，流量调节器包含阈值存储单元、误差比较单元、误差计算单元、标准值存储单元。电磁流量计的输出端与误差比较单元的第一输入端相连接。阈值存储单元与误差比较单元的第二输入端相连接。误差比较单元的输出端与误差计算单元的控制端相连接。电磁流量的输出端还与误差计算单元的第一输入端相连接。标准值存储单元与误差计算单元的第二输入端相连接。误差计算单元的输出端与伺服电机的输入端相连接。阈值存储单元用于存储管道流量的最小阈值与最大阈值。标准值存储单元用于存储管道流量的标准值。误差比较单元用于将电磁流量计检测到的流量数据分别与最小阈值与最大阈值进行比较，并根据比较结果控制误差计算单元。误差计算单元用于将电磁流量计检测到的流量数据与标准值进行求差运算，求出管道流量的误差值，并根据管道流量的误差值向伺服电机发出相应的指令。

进一步地，电磁流量计包含励磁线圈、励磁单元、一对电极、检测单元、放大单元、采样单元、A/D转换单元。励磁线圈的磁场的产生方向被配置为与在管道内流动的流体的流动方向相垂直。励磁单元为该励磁线圈提供交流的励磁电流。一对电极与在所述管道内流动的流体的流动方向和励磁线圈产生磁场的方向垂直相交地配置在所述管道内；该电极为T形电极，该T形电极由T形结构体和保护膜层组成，所述保护膜层将T形结构体上的接液面全部覆盖。检测单元检测将该电极之间所产生的信号电动势的电信号转化为交流流量信号。放大单元放大该检测单元输出的交流流量信号。采样单元对已被该放大单元放大了的交流流量信号进行采样，并将交流流量信号转化为直流流量信号。A/D转换单元将来自该采样单元输出的直流流量信号转换为数字信号，并将数字信号发送给流量调节器。

进一步地，所述电磁流量计还包含噪声去除单元。噪声去除单元设置在采样单元与所述A/D转换单元之间，用于去除被送往所述A/D转换单元的直流流量信号中所包含的噪声成分。

本实用新型的有益效果：

该流体闭环流量稳定系统采用电磁流量计对管道内流体的流量进行测量，量测范围大，且灵敏度高，响应速度快；通过伺服电机接收流量调节器的指令，伺服电机依据指令来调节调节阀，从而调节管道内流体的流量，提高了流体调节的精度，适用于流量要求精密的流体系统。

附图说明

图1为本实用新型的电路方块图。

图2为本实用新型的应用示意图。

图3为图1中电磁流量计1的电路方块图。

图4为图1中流量调节器2的电路方块图。

其中，图1至图4的附图标记为：电磁流量计1、流量调节器2、伺服电机3、调节阀4、管道5；励磁线圈11、励磁单元12、一对电极13、检测单元14、放大单元15、采样单元16、噪声去除单元17、A/D转换单元18；阈值存储单元21、误差比较单元22、误差计算单元23、标准值存储单元24。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，一种流体闭环流量稳定系统，包括电磁流量计1、流量调节器2、伺服电机3、调节阀4。

电磁流量计1与流量调节器2相连接。流量调节器2与伺服电机3相连接。伺服电机3与调节阀4相连接。调节阀4、电磁流量计1分别安装在管道5上。电磁流量计1采用电磁感应的方式检测管道5内的流体流量，并将检测到的流量数据传输给流量调节器2。流量调节器2将流量数据与预设值进行比较，根据比较结果对伺服电机3发出相应的指令。

伺服电机3依据指令调整调节阀4的开度，调节管道5内流体流量的大小，从而保证末端流体量正常。

如图2所示，为本实用新型是应用示意图。箭头V表示管道5中流体的流动方向，电磁流量计1位于调节阀4的下游，流体首先经过管道5流过调节阀4，再经过管道5流过电磁计量计。

工作介质（流体）首先经过流量调节阀4，然后经过电磁流量计1，电磁流量计1检测到实际流量后，把流量数据输出给流量调节器2，流量调节器2把流量数据和预设值进行比较，该预设值为管道5正常工作流量。如果检测到的流量数据与预设的阈值的误差在允许的范围内，流量调节器2认为管道5流量正常，对伺服电机3不发送运行指令；

如果电磁流量计1检测的信号超过正常工作流量误差范围，流量调节器2会根据标准值计算流量的误差值，然后根据流量的误差值发送相应的指令给伺服电机3，伺服电机3依据指令调整调节阀4的开度，从而保证末端流体流量正常。

电磁流量计1是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计，其优点是压损极小，可测流量范围大。最大流量与最小流量的比值一般为20：1以上，适用的工业管径范围宽，最大可达3m，输出信号和被测流量成线性，精确度高。

具体地，如图3所示，流量调节器2包含阈值存储单元21、误差比较单元22、误差计算单元23、标准值存储单元24。

电磁流量计1的输出端与误差比较单元22的第一输入端相连接。阈值存储单元21与误差比较单元22的第二输入端相连接。误差比较单元22的输出端与误差计算单元23的控制端相连接。电磁流量的输出端还与误差计算单元23的第一输入端相连接。标准值存储单元24与误差计算单元23的第二输入端相连接。误差计算单元23的输出端与伺服电机3的输入端相连接。

阈值存储单元21存储管道5流量的最小阈值与最大阈值。标准值存储单元24存储管道5流量的标准值；标准值在最小阈值与最大阈值之间，较佳地，标准值取最小阈值与最大阈值的平均值。误差比较单元22将电磁流量计1检测到的流量数据分别与最小阈值与最大阈值进行比较；若流量数据在最小阈值与最大阈值之间，误差比较单元22不为误差计算单元23的控制端发出信号，误差计算单元23不对伺服电机3发出指令；若流量数据超出最小阈值与最大阈值之间的范围，误差比较单元22向误差计算单元23的控制端发出信号。误差计算单元23将电磁流量计1检测到的流量数据与标准值进行求差运算，求出管道5流量的误差值；误差计算单元23根据管道5流量的误差值向伺服电机3发出相应的指令。通过求差运算得到误差值的正、负，来确定伺服电机3正转还是反转。

误差计算单元23将流量误差分成若干范围；每一误差范围对应一个伺服电机3的不同调整角。误差计算单元23求出管道5流量的误差值落在哪个流量误差内，误差计算单元23就选取对应的调整角，并发出相应的指令，将伺服电机3调整到相应的角度上。

具体地，如图4所示，电磁流量计1包含励磁线圈11、励磁单元12、一对电极13、检测单元14、放大单元15、采样单元16、A/D转换单元18。

励磁线圈11的磁场的产生方向被配置为与在管道5内流动的流体的流动方向相垂直；

励磁单元12为该励磁线圈11提供交流的励磁电流。

一对电极13与在管道5内流动的流体的流动方向和励磁线圈11产生磁场的方向垂直相交地配置在管道5内；该电极为T形电极，该T形电极由T形结构体和保护膜层组成，所述保护膜层将T形结构体上的接液面全部覆盖。

检测单元14检测将该电极之间所产生的信号电动势的电信号转化为交流流量信号。

放大单元15放大该检测单元14输出的交流流量信号。

采样单元16对已被该放大单元15放大了的交流流量信号进行采样，并将交流流量信号转化为直流流量信号。

A/D转换单元18将来自该采样单元16输出的直流流量信号转换为数字信号，并将数字信号发送给流量调节器2。

较佳地，电磁流量计1还包含噪声去除单元17。噪声去除单元17设置在采样单元16与A/D转换单元18之间，用于去除被送往A/D转换单元18的直流流量信号中所包含的噪声成分。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的基本构思的前提下直接导出或联想到的其它改进和变化均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。