[发明专利]基于光电耦合的双激励电磁流量计

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于光电耦合的双激励电磁流量计。具体涉及一种采用由光电转换器产 生附加激励电势的双激励电磁流量计。电磁流量计的基本原理是，在电磁流量传感器传感器 中有管道直径为D使被测流体F通过，在电磁流量传感器中的激励磁场B下流体F以流速V 通过直径为D的管道使测量电极上得到感应电势E0＝K0×D×B×V，K0为电磁流量传感器的系 数，电磁流量计是通过测量感应电势E0而得出流体F以流速V值。随着电磁流量计的广泛应 用，除了对流体流速的测量，也需要对测量电极的污染、测量管道空管状态以及流体阻抗等 参数的进行监测。双激励电磁流量计就是通过在传统电磁流量计测量电极回路中附加激励电 势的方式检测在测量电极两端的流体阻抗值。并通过这个流体阻抗值来实现对测量电极污染、 测量管道空管状态等参数的监测。

技术背景

已有的为实施测量电极污染和测量管道空管状态的电磁流量计，有专利CN1409093A、专 利CN100344940C和CN100491928C等在传统电磁流量计上通过附加激励方式来实现。现已形 成一种除磁场激励外再附加新激励来测量流体阻抗的双激励电磁流量计。一般附加新激励有 两种方式：一是如专利CN1409093A和CN100491928C将新激励并联在测量电极上，这样在原 理上存在，任何电路并联在高内阻的测量电极上都会使磁场激励下的感应电势信号受到损失 的问题；二是将新激励串接在电磁流量传感器两测量电极端与测量放大器两输入端的连接回 路中，如专利CN100344940C，这样在原理上已不会使磁场激励下的感应电势信号受到损失， 但这样需要用与测量电极回路电气隔离方法来实现附加新激励的产生和控制问题。如双激励 电磁流量计专利CN100344940C中采用了变压器耦合方式来产生和控制附加的新激励。但由于 相对复杂的电气隔离与新激励产生电路较容易在高阻抗测量电极回路中引入附加的干扰。这 样就难以保持双激励电磁流量计的流量测量特性及其附加功能的高性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既能保持在磁场激励下的高性能流量测量特性，又能在附加 电势激励下对电极两端间流体阻抗进行监测，实现具有对测量电极污染、测量管空管和流体 阻抗变化等监测功能的基于光电耦合的双激励电磁流量计。

为了达到上述目的，本发明的构思是：

本发明提供了一种由光照使光电转换器产生激励电势的双激励电磁流量计。并且光电转 换器产生的激励电势是串接在电磁流量传感器两测量电极端与测量放大器两输入端的连接回 路中，使所施加的激励电势既便于操作控制又不会降低测量放大器的输入阻抗，使磁场激励 下的感应电势信号受到损失。

在电磁流量传感器两测量电极端与测量放大器两输入端的连接回路中串接一个由光电转 换器产生的激励电势，保证了在磁场激励下的感应电势信号不会受到损失。同时，用光照隔 离的方式可以简单可靠的操作控制光电转换器产生的激励电势，简化了新激励电势的电路和 避免了附加干扰的产生。再采用激励磁场和激励电势的交替作用的方式，这样就能提供一种 既能保持在磁场激励下的高性能流量测量特性，又能在附加电势激励下对电极两端间流体阻 抗进行监测的双激励电磁流量计。使电磁流量计具有了可对测量电极污染、测量管空管和流 体阻抗变化等进行监测的新的重要功能。

根据上述发明构思，本发明采用以下技术方案：

一种基于光电耦合的双激励电磁流量计，包括：一个有管道直径D使被测流体F通过的 电磁流量传感器，电磁流量传感器中的激励磁场B施加于被测流体F，对应电磁流量传感器 的两测量电极间产生正比于流体F的流速V的感应电势E0；一个放大系数为K2和两个输入 端阻抗为Z2以及输出为U2的测量放大器；其特征在于有一个光电转换器由一个甲光电转换 器和一个乙光电转换器构成，所述光电转换器所产生的激励电势E串接在电磁流量传感器两 测量电极端与测量放大器两输入端的连接回路中，所述的激励电势E是由两个串接在电磁流 量传感器两测量电极端与测量放大器两输入端的连接回路中的激励电势Ea与激励电势Eb所 组成，有E＝Ea+Eb，对应的激励电势Ea和激励电势Eb分别是由所述甲光电转换器和乙光电 转换器所产生，所述的甲光电转换器和乙光电转换器分别在光照La和光照Lb作用下产生对 应的激励电势Ea与激励电势Eb。