电磁感应流量计的测量放大器结构制造技术

本发明专利技术涉及电磁感应流量计的测量放大器结构，该流量计有一个带有至少２个测量电极（３，２）、１个接地电极（４）的测量管（１），一个用于产生磁场的线圈结构（５）。该测量放大器结构对于每个测量电极包括一个与其相连的前置放大器（１１，１２）和一个连接在前置放大器后的模拟／数字转换器（１３，１４）。此外，还设计了频率大于约１ＫＨｚ的脉冲发生器（１８）和连接在模拟／数字转换器后面的减法器（１７，１７′，１７″）。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电磁感应流量计的测量放大器结构。公知的是，可用电磁感应流量计来测量在一测量管内流动的带电流体的容积流量。测量管接触流体的部分不带电，因此，假如测量管是纯金属的，也就是说流体接触金属，根据法拉第感应定律通过磁场感应的电压也不会短路。磁场基本上是垂直于测量管的纵轴通过测量管的。为了不干扰磁场，金属测量管当然不能是铁磁的，因此，它一般在内表面有一不带电的绝缘层。塑料测量管或陶瓷测量管不需要这种不带电绝缘层。前述感应电压是借助于电流或电容测量电极来拾取的。电流测量电极穿透测量管管壁，从而接触流体，电容测量电极则置于测量管管壁之中，不与流体接触，或者置于测量管管壁之上。在与EP-A548439相应的US-A5402685里，对用于带有唯一电子测量装置的多个电磁感应流动传感器的运行的结构进行了描述。该结构包括下列与本专利技术有关的部分-第一根装有2个电流测量电极和1个用于产生磁场的附属线圈的测量管，-第二根装有2个电流测量电极和1个用于产生磁场的附属线圈的测量管，-第三根装有2个电流测量电极和1个用于产生磁场的附属线圈的测量管，等-倒数第二根装有2个电流测量电极和1个用于产生磁场的附属线圈的测量管，-最后一根装有2个电流测量电极和1个用于产生磁场的附属线圈的测量管，-一个测量电极电位的处理单元，-一个用于产生线圈电流的发电机电路，-一个用于把每一根测量管线圈与发电机电路，以及测量管测量电极与处理单元连接起来的转换结构。关于测量电极信号的处理，US-A5402685仅一般地提到了US-A4210022，4422337，4382387和4704908，这些文献描述了全部不带模拟/数字转换器的测量电路。US-A5351554对电磁感应流量计的测量放大器结构进行了描述。-该电磁感应流量计有一个测量管，测量管装有2个电流测量电极和1个用于产生磁场的线圈，-该测量放大器结构包括--一个在其输入端与每个测量电极相连的差分级，--一个接在所述差分级后的模拟/数字转换器，--一个向所述模拟/数字转换器提供取样信号的脉冲发生器。此外，在前述US-A5351554里还曾提到，在所述电路结构中，正如US-A4210022以及US-A4704908所述，可使用平衡装置，以平衡电化学干扰电压。最后，在与EP-A521448相应的US-A5370000里对一种电磁感应流量计进行了描述，该电磁感应流量计包括下列与本专利技术有关的部分-一个装有第一和第二电流测量电极的测量管，-一个借助线圈电流产生磁场的线圈结构，-一个放大器结构，它包括--一个连接在第一测量电极后的第一阻抗变换器，--一个连接在第二测量电极后的第二阻抗变换器，--一个第一转换开关，该开关的第一输入端连接着第一阻抗变换器的输出端，第二输入端连接着一电路零点，--一个第二转换开关，该开关的第一输入端连接着第二阻抗变换器的输出端，第二输入端连接着上述电路零点，--一个连接在第一转换开关和第二转换开关输出端后的模拟差分级，--还有一个放大器，用于放大有线圈电流流过的电阻产生的电压，--一个多路转换器，该多路转换器连接着差分级的输出端和所述放大器的输出端，--一个连接着多路转换器的模拟/数字转换器。前述测量放大器结构多次在实践中证明是有效的。它们比如用85毫安线圈电流工作。如果用它们来测量具有高固体组分(比如建筑业中流体混凝土里的石头或造纸业中纸桨里的木纤维)的流体，撞击测量电极的固体导致了干扰电压，并使有效信号/干扰信号比例变坏。迄今，人们曾试图通过提高线圈电流，从而提高从测量电极拾取的感应电压的方式，来排除有效信号/干扰信号比例的变坏。然而，这需要更大的电源，更大的电源又表示更大的损失，从而从总体上造成更大的能源消耗。而且更大的电子设备机箱可能就必不可少了。因此，本专利技术的一个任务是给出电磁感应流量计的测量放大器结构，借助于这些结构，亦可可靠地对含有固体的流体，尤其是具有高固体组分的流体进行处理。据此，尤其将能够放弃提高线圈电流值，也就是说，即使在固体组分高的情况下，也将能够用前述85毫安的线圈电流值向线圈供电。为了完成这一任务，本专利技术的第一种方案在于一种电磁感应流量计的测量放大器结构，-该电磁感应流量计有一个装有至少2个测量电极、1个接地电极的测量管，还有一个用于产生磁场的线圈结构，-该测量放大器结构对于每一个测量电极包括--一个在输入端与测量电极相连的前置放大器，--一个直接连接在前置放大器后的模拟/数字转换器，-该测量放大器结构还包括--一个向模拟/数字转换器提供取样信号的脉冲发生器，---其频率大于约1KHz，--一个连接在模拟/数字转换器后的减法器。为了完成上述任务，本专利技术的第二种方案在于一种电磁感应流量计的测量放大器结构，-该电磁感应流量计有一个装有至少2个测量电极、1个接地电极的测量管，一个用于产生磁场的线圈结构，-该测量放大器结构对于每个测量电极包括一个在其输入端连接着测量电极的前置放大器，-该测量放大器结构还包括--一个直接连接在前置放大器后的第一模拟/数字转换器，--一个连接在前置放大器后的差分级，--一个连接在差分级后的第二模拟/数字转换器，--一个连接在两个模拟/数字转换器后的减法器；--至少一个向模拟/数字转换器提供取样信号的脉冲发生器，---其频率大于约1KHz。根据本专利技术第一方案的一种改进，安置了一个差分级和另一个连接在该差分级后的、由脉冲发生器提供信号的模拟/数字转换器，该差分级的各输入端分别与各前置放大器的输出端相连，所述的另一个模拟/数字转换器的输出端连接减法器的另一个负极输入端。根据本专利技术的第一种方案的另一种改进，或者说第二种方案的一种改进，模拟/数字转换器合并成一个总模拟/数字转换器，而且在总模拟/数字转换器的输入端和前置放大器的输出端之间加上一个多路器。根据前述改进的一项合并方案，多路转换器的另一输入端连接至差分级的输出端。本专利技术的一个优点在于，数字信号在模拟/数字转换器、或者总模拟/数字转换器的输出端产生，鉴于探测信号的频率大于约1KHz，而不是象迄今那样通常小于约100Hz，所以，把这些数字信号的有效部分和干扰部分分开，并产生高精度的(比如精确到测量值的0.5％)容积流量信号并不困难。现借助图示的实施例对本专利技术及其它优点做进一步说明；各部分在不同图中均有相同符号。附图说明图1以方框图的形式表示测量放大器结构的第一种方案，图2以方框图的形式表示测量放大器的第二种方案，图3以方框图的形式表示图1所示结构的一种改进方案，图4以方框图的形式表示图1所示结构的另一种改进方案。在图1的方框图中画出了测量管1的横截面，只画了它的内壁。第一测量电极3和第二测量电极2相对地被置入管壁。此外，还有一根接地电极4被置于测量管1的下部。电极2，3，4均为电流电极，它们在管壁内的安装方式是这样的在运行过程中，它们能够接触到在测量管1内流动的流体。接地电极4与一电路零点SN相连，它可以通过一个类似于电极3，2那样的结构在测量管1的管壁内的具体电极来实现，也可以通过一个夹在测量管法兰和流体在其内流过的管道的配合法兰之间的接地环来实现。图1还图示了一个由两部分组成的线圈结构5，该线圈结构在运行中产生一强度为H的穿透测量管1的磁场，此外，线圈结构5还本文档来自技高网...

【技术保护点】
电磁感应流量计的测量放大器结构（１０），－该流量计具有一个带至少２个测量电极（３，２）、１个接地电极（４）的测量管（１）和一个用于产生磁场的线圈结构（５），－该测量放大器结构对于每个测量电极包括：－－一个在其输入端与测量电极相连的前置放大器（１１，１２），和－－一个直接连接在前置放大器后的模拟／数字转换器（１３，１４），－该测量放大器结构还包括：－－一个向模拟／数字转换器提供采样信号的脉冲发生器（１８），－－－其频率大于约１ＫＨｚ，－－一个连接在模拟／数字转换器后的减法器１７。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯巴德米哥，
申请(专利权)人：安德雷斯和霍瑟弗罗泰克有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]