一種電磁流量計的製作方法
2023-09-11 12:29:15
一種電磁流量計的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種電磁流量計。該電磁流量計可以包括：第一通道，包括第一線圈和第二線圈以及第一電極和第二電極；第二通道，包括第三線圈和第四線圈以及第三電極和第四電極；以及開關選擇電路，用於選擇第一通道或第二通道，以在所選的通道上工作。
【專利說明】一種電磁流量計
【技術領域】
[0001]本實用新型總體上涉及工業測量領域，具體地，涉及一種電磁流量計。
【背景技術】
[0002]電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律進行流量測量的流量計，其通過測量導電流體在磁場中作切割磁力線時在管道兩邊的電極上產生的感應電動勢，計算管內導電流體的流速從而確定流量。由於其獨特的優點，電磁流量計目前已廣泛地被應用於工業過程中各種導電液體的流量測量。
[0003]現有的電磁流量計設計有單個通道，該通道由一對勵磁線圈和一對檢測電極組成。在電磁流量計工作一段時間後，由於線圈、電極等老化或損壞，電磁流量計測量的信號變得不準確。另外，如果電磁流量計中存在非滿管異常、局部幹擾、電極積垢等異常，電磁流量計會輸出失真的流速信號。再者，如果電磁流量計的通道開路或短路，電磁流量計不能正常工作。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是提供一種電磁流量計，其能夠解決現有技術的上述問題中的一個或多個。
[0005]本實用新型的一個方面提供一種電磁流量計，其可以包括:第一通道，可以包括第一線圈和第二線圈以及第一電極和第二電極；第二通道，可以包括第三線圈和第四線圈以及第三電極和第四電極；以及開關選擇電路，可以用於選擇第一通道或第二通道，以在所選的通道上工作。
[0006]根據一個實施例，第一通道中的第一線圈和第二線圈以及第一電極和第二電極可以被布置成使得由第一線圈和第二線圈通電時產生的磁場方向為第一方向、且第一電極和第二電極之間的電動勢方向為與第一方向垂直的第二方向；以及，第二通道中的第三線圈和第四線圈以及第三電極和第四電極可以被布置成使得由第三線圈和第四線圈通電時產生的磁場方向為第二方向、且第三電極和第四電極之間的電動勢方向為第一方向。
[0007]根據另一個實施例，該電磁流量計還可以包括比較電路，該比較電路可以根據電磁流量計在所選的第一通道上進行測量時所得的測量值和電磁流量計在所選的第二通道上進行測量時所得的測量值的之間的差異，通過對第一通道的儀表常數變化量和第二通道的儀表常數變化量進行比較、從而判定具有更小儀表常數變化量的通道的精度更高，以及使得開關選擇電路選擇在精度更高的通道上工作。
[0008]根據又一個實施例，該電磁流量計還可以包括異常檢測電路，該異常檢測電路可以通過分別檢測所選的第一通道中的兩個電極之間的電阻和電動勢、以及所選的第二通道中的兩個電極之間的電阻和電動勢，判定第一通道和第二通道中的異常，以及使得開關選擇電路選擇在第一通道和第二通道中的未發生異常的通道上工作。
[0009]根據又一個實施例，第一線圈、第二線圈、第三線圈、以及第四線圈可以為鞍形線圈。
[0010]根據又一個實施例，第一線圈、第二線圈、第三線圈、以及第四線圈可以為環形線圈。
[0011]應用本實用新型，由於電磁流量計中存在第一通道和第二通道兩個通道，因此可以通過第一通道和第二通道的比較來選擇在具有較高精度的通道上工作；在判定第一通道和第二通道中的一個發生異常的情況下，選擇在第一通道和第二通道中的另一個未發生異常的通道上工作，從而提高了電磁流量計的工作穩定性。
[0012]通過以下結合附圖對本實用新型的優選實施例的詳細說明，本實用新型的這些以及其他優點將更加明顯。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]為了進一步闡述本實用新型的以上和其它優點與特徵，下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。所述附圖連同下面的詳細說明一起包含在本說明書中並且形成本說明書的一部分。其中，在所有附圖中使用了相同或相似的附圖標記來表示相同或者相似的部件。應當理解，這些附圖僅描述本實用新型的典型示例，而不應看作是對本實用新型的範圍的限定。在附圖中:
[0014]圖1是示出根據本實用新型的一個實施例的電磁流量計的結構的框圖；
[0015]圖2是示出根據本實用新型的另一個實施例的包括比較電路的電磁流量計的結構的框圖；以及
[0016]圖3是示出根據本實用新型的又一個實施例的包括異常檢測電路的電磁流量計的結構的框圖。
【具體實施方式】
[0017]下面參照附圖來說明本實用新型的實施例。應當注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本實用新型無關的、本領域技術人員已知的部件和處理的表示和描述。
[0018]圖1是示出根據本實用新型的一個實施例的電磁流量計100的結構的框圖。
[0019]如圖1中所示，電磁流量計100可以包括:第一通道、第二通道、開關選擇電路101、以及處理晶片和其他電路102。下面對每一部分進行詳細說明。
[0020]第一通道可以包括線圈I和線圈2以及電極c和電極d。第二通道可以包括線圈3和線圈4以及電極a和電極b。第一通道和第二通道都連接到開關選擇電路101，在圖1中，用虛線表示線圈1、線圈2、線圈3以及線圈4與開關選擇電路101的連接關係，而用實線表示電極a、電極b、電極c以及電極d與開關選擇電路101的連接關係。第一通道和第二通道不能同時工作，即開關選擇電路101在某個時間內只能選擇第一通道和第二通道中的一個通道工作。第一通道和第二通道可以通過開關選擇電路101連接到處理晶片和其他電路102，即第一通道和第二通道可以通過開關選擇電路101共用處理晶片和其他電路102。
[0021]開關選擇電路101可以用於選擇第一通道或第二通道，以在所選的通道上工作。開關選擇電路101可以是三極體開關電路、場效應管開關電路、觸摸開關電路、單鍵開關電路、光控開關電路、光電開關電路等。開關選擇電路101可以手動或程序設定的方式選擇第一通道或第二通道。
[0022]處理晶片和其他電路102可以包括勵磁電路、數據處理電路、顯示電路等(圖中未示出)。勵磁電路可以用來對線圈通電以產生磁場。數據處理電路可以用來對測量得到的流速信號進行放大，並轉換成與流速信號成正比的標準電信號輸出。顯示電路可以用來將上述電信號進行顯示。
[0023]根據一個實施例，如圖1所示，第一通道中的線圈I和線圈2以及電極c和電極d可以被布置成使得由線圈I和線圈2通電時產生的磁場方向為圖中的豎直方向且電極c和電極d之間的電動勢方向為與圖中的水平方向。另外，如圖1所示，第二通道中的線圈3和線圈4以及電極a和電極b可以被布置成使得由線圈3和線圈4通電時產生的磁場方向為水平方向且電極a和電極b之間的電動勢方向為豎直方向。
[0024]圖2是示出根據本實用新型的另一個實施例的包括比較電路203的電磁流量計200的結構的框圖。圖2與圖1不同之處僅在於比較電路203，這裡省略對其重複部分的描述。
[0025]在實際工作中，在使用電磁流量計測量流速之前需要先確定電磁流量計的儀表常數k，該儀表常數k是在使流體的流速恆定的過程中確定、或可以根據以下公式(I)計算的係數:
[0026]k = E/ (B*L*V) (I)
[0027]其中，k為儀表常數；
[0028]E是電極的感應電動勢；
[0029]B是磁場感應強度；
[0030]L為測量管的內徑；以及
[0031]V為流體的流速。
[0032]由公式⑴可見，儀表常數k與電磁流量計自身結構(包含線圈、電極等位置和形狀)有關。
[0033]在電磁流量計工作一段時間之後，由於線圈、電極等老化或損壞，儀表常數k會發生改變，如果此時繼續使用初始儀表常數k0來計算流速，則測量信號不準確。
[0034]為了能夠更精確地測量流速，在本實施例的電磁流量計200中，可以在工作一段時間之後使用檢測過程選擇第一通道和第二通道中具有更小儀表常數變化量的通道來工作。
[0035]如圖2所示，電磁流量計200可以包括比較電路203，該比較電路203可以用來根據電磁流量計在所選的第一通道上進行測量時所得的測量值和電磁流量計在所選的第二通道上進行測量時所得的測量值的之間的差異，通過對第一通道的儀表常數變化量和第二通道的儀表常數變化量進行比較、從而判定具有更小儀表常數變化量的通道的精度更高，以及使得開關選擇電路101選擇在精度更高的通道上工作。
[0036]具體地，比較電路203例如首先測量電磁流量計在第一通道上進行測量時所得的測量值(例如，流量)，然後測量電磁流量計在第二通道上進行測量時所得的測量值(例如，流量)，如果在第一通道上進行測量時所得的測量值與電磁流量計在第二通道上進行測量時所得的測量值之間的差異大於預定閾值，則判定第一通道和第二通道之一發生了異常。
[0037]之後，比較電路203通過對第一通道的儀表常數變化量和第二通道的儀表常數變化量進行比較來判定具有更小儀表常數變化量的通道的精度更高，從而使得開關選擇電路101選擇在精度更高的通道上工作。
[0038]第一通道的儀表常數變化量如公式(2)所示:
[0039]Λ kl = (kl，-kl)/kl (2)
[0040]其中，kl是初始的、第一通道的初始儀表常數；
[0041]kl』是工作一段時間後的、第一通道的工作儀表常數；
[0042]另外，kl和kl』是當只有第一通道工作時，在上述過程中、根據公式⑴而確定的。
[0043]第二通道的儀表常數變化量如公式(3)所示:
[0044]Λ k2 = (k2，-k2)/k2 (3)
[0045]其中，k2是初始的、第二通道的初始儀表常數；
[0046]k2』是工作一段時間後的、第二通道的工作儀表常數；
[0047]另外，k2和k2』是當只有第二通道工作時，在上述過程中、根據公式(I)而確定的。
[0048]通道的工作儀表常數變化量越小，則意味著該通道的性能和初始使用時的性能更接近，也即使用該通道測量得到的流速更準確。
[0049]因此，在電磁流量計200中，如果比較電路203通過比較確定第一通道的儀表常數變化量Λ kl更小，則使開關選擇電路101選擇第一通道來工作；如果比較電路203通過比較確定第二通道的儀表常數變化量Λ k2更小，則使開關選擇電路101選擇第二通道來工作；這樣能夠大大提供電磁流量計的測量準確度。
[0050]圖3是示出根據本實用新型的又一個實施例的包括異常檢測電路304的電磁流量計300的結構的框圖。圖3與圖1不同之處僅在於異常檢測電路304，這裡省略對其重複部分的描述。
[0051]在現有的單通道電磁流量計中，如果電磁流量計中存在非滿管異常、局部幹擾、電極積垢等異常，則電磁流量計會輸出失真的流速信號。另外，如果電磁流量計開路或短路，則電磁流量計不能正常工作。
[0052]而在本實施例的電磁流量計300中，可以通過分別檢測第一通道和第二通道的異常，選擇在未發生異常的通道上工作，這能夠大大提高電磁流量計的工作可靠性。
[0053]如圖3所示，電磁流量計300可以包括異常檢測電路304，該異常檢測電路304可以通過分別檢測所選的第一通道中的兩個電極之間的電阻和電動勢、以及所選的第二通道中的兩個電極之間的電阻和電動勢，判定第一通道和第二通道中的異常，以及使得開關選擇電路101選擇在第一通道和第二通道中的未發生異常的通道上工作。
[0054]具體地，當在只有第一通道工作時，異常檢測電路304每隔一段時間檢查第一通道中的兩個電極之間的電阻和電動勢來判定第一通道的異常，如果檢測到第一通道異常，則使開關選擇電路101選擇在第二通道上工作；另外，當在只有第二通道工作時，異常檢測電路304每隔一段時間檢查第二通道中的兩個電極之間的電阻和電動勢來判定第二通道的異常，如果檢測到第二通道異常，則使開關選擇電路101選擇在第一通道上工作；這樣能保證在第一通道和第二通道中的一個發生異常的情況下，電磁流量計能夠在第一通道和第二通道中的未發生異常的另一通道上工作，即可以大大提高電磁流量計的可靠性。
[0055]另外，需要說明的是，雖然在圖2和圖3中示出了分別在電磁流量計100中加入上述比較電路203和異常檢測電路304，但是本領域普通技術人員應該理解，電磁流量計100可以包括上述比較電路203和異常檢測電路304的任意組合。
[0056]此外，根據一個實施例，線圈1、線圈2、線圈3以及線圈4可以為鞍形線圈，通過給線圈I和線圈2通電，建立一個垂直於管體、以及垂直於電極c和電極d之間的電動勢方向的磁場；另外，通過給線圈3和線圈4通電，建立一個垂直於管體、以及垂直於電極a和電極b之間的電動勢方向的磁場。
[0057]此外，根據又一實施例，線圈1、線圈2、線圈3以及線圈4可以為環形線圈，通過給線圈I和線圈2通電，建立一個垂直於管體、以及垂直於電極c和電極d之間的電動勢方向的磁場；另外，通過給線圈3和線圈4通電，建立一個垂直於管體、以及垂直於電極a和電極b之間的電動勢方向的磁場。
[0058]最後，還需要說明的是，除非上下文清楚地指出為其它情況，否則在全部說明書和權利要求中，應當以涵蓋性的意義，也就是說，以「包括、但不限於」的意義，解釋詞語「包括」、「包含」等。
[0059]在前面的說明書中參照特定實施例描述了本實用新型。然而本領域的普通技術人員理解，在不偏離如權利要求書限定的本實用新型的範圍的前提下可以進行各種修改和改變。
【權利要求】
1.一種電磁流量計(100、200、300)，其特徵在於包括: 第一通道，包括第一線圈(I)和第二線圈(2)以及第一電極(c)和第二電極⑷； 第二通道，包括第三線圈(3)和第四線圈⑷以及第三電極(a)和第四電極(b);以及 開關選擇電路(101)，用於選擇所述第一通道或所述第二通道，以在所選的通道上工作。
2.根據權利要求1所述的電磁流量計(100、200、300)，其特徵在於， 所述第一通道中的所述第一線圈(I)和所述第二線圈(2)以及所述第一電極(c)和所述第二電極(d)被布置成使得由所述第一線圈(I)和所述第二線圈(2)通電時產生的磁場方向為第一方向、且所述第一電極(C)和所述第二電極(d)之間的電動勢方向為與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線圈(3)和所述第四線圈(4)以及所述第三電極(a)和所述第四電極(b)被布置成使得由所述第三線圈(3)和所述第四線圈(4)通電時產生的磁場方向為所述第二方向、且所述第三電極(a)和所述第四電極(b)之間的電動勢方向為所述第一方向。
3.根據權利要求1或2所述的電磁流量計(100、200、300)，其特徵在於所述電磁流量計(100、200、300)還包括比較電路(203)，所述比較電路(203)根據所述電磁流量計在所選的第一通道上進行測量時所得的測量值和所述電磁流量計在所選的第二通道上進行測量時所得的測量值的之間的差異，通過對所述第一通道的儀表常數變化量和所述第二通道的儀表常數變化量進行比較、從而判定具有更小儀表常數變化量的通道的精度更高，以及使得所述開關選擇電路(101)選擇在所述精度更高的通道上工作。
4.根據權利要求1或2所述的電磁流量計(100、200、300)，其特徵在於所述電磁流量計(100、200、300)還包括異常檢測電路(304)，所述異常檢測電路(304)通過分別檢測所選的第一通道中的兩個電極之間的電阻和電動勢、以及所選的第二通道中的兩個電極之間的電阻和電動勢，判定所述第一通道和所述第二通道中的異常，以及使得所述開關選擇電路(101)選擇在所述第一通道和所述第二通道中的未發生異常的通道上工作。
5.根據權利要求1或2所述的電磁流量計(100、200、300)，其特徵在於所述第一線圈(I)、所述第二線圈(2)、所述第三線圈(3)、以及所述第四線圈(4)為鞍形線圈。
6.根據權利要求1或2所述的電磁流量計(100、200、300)，其特徵在於所述第一線圈(I)、所述第二線圈(2)、所述第三線圈(3)、以及所述第四線圈(4)為環形線圈。
【文檔編號】G01F1/58GK204007736SQ201420365693
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月2日 優先權日:2014年7月2日
【發明者】洑平 申請人:艾默生過程控制流量技術有限公司