[发明专利]一种微波固体流量计检测系统及装置

说明书

一种微波固体流量检测装置以及系统，包括多普勒回波采集模块、传感板、转换板、上位机，其特征在于，传感板包含A/D模数转换模块、滤波降采样模块、FPGA信号处理系统；转换板用于将数字信号转为电流信号，进行电流输出，作为显示装置的信号源。采用以上方法对微波固体流量计信号进行处理，各模块功能设计完整，通过FPGA对信号进行多次平滑、恒虚警处理，克服了传统流量计的弊端，实现流量信息的准确测量、监控，灵敏度高，抗干扰能力强、易操控，可以对自由落体、稀相输送和浓相输送进行实时监控。

技术领域

本发明属于固体流量计技术领域，尤其涉及微波固体流量检测系统以及装置，可用于冶金、环保、纸浆造纸、矿石、核电、化工等众多行业中的流动固体监测。

背景技术

流量的在线精确测量一直是流量计发展的难点，也是工业测量参数的难点之一，传统的流量计检测方法存在检测场景要求苛刻，制造成本高，实时测量精度难以评价等问题。随着经济的发展，工业水平的提高，固体、颗粒、粉末等物料的定量给料和配料成为工业过程控制的关键。近年来，随着微处理器的快速发展，智能仪表的流量在线测量技术应运而生，在线流量测试方式是现代流体测量领域的一种趋势。

微波固体流量计是采用24GHZ高频微波，通过传感器与管道之间电磁场的耦合，产生一个测量场。当被检测介质从微波检测场经过时，传感器传送低功率微波并接收物体反射回的能量。接收到的微波反射频率与发射频率产生频差，从而在输出端产生一低频交流电压，即微波传感器检测到运动介质的数量和流速。测量场的微波能量被固体颗粒反射回来并被接收器接收，根据多普勒原理，微波固体流量计仅流动的颗粒能被测量，结合记录的颗粒数目和状态可计算出流量(质量)。微波固体流量计接收数据处理器是通过多普勒效应来进行调节的，物料传送速度的加快只不过改变探头接收信号的速度，介质可视化，过程自动化。

现有技术中，CN205785360U公开了一种固体流量计，包括底座(1)、电机(2)、太阳能电池(3)、旋转叶片(4)、进料口(5)、转轴(6)、充电口(7)、控制器(8)、显示屏(9)、按钮(10)、出料口(11)、压力传感器(12)、计量腔(13)、外壳(14)，所述底座(1)上设有电机(2)、太阳能电池(3)和控制器(8)，在所述控制器(8)上有显示屏和按钮(10)，所述转轴(6)连接旋转叶片(4)，在流量计上端设有进料口(5)，下端设有出料口(11)，所述两个压力传感器(12)相对放置形成出料口(11)，所述计量腔(13)与外壳(14)连接。其将结构复杂，在线操控性差。

CN105865546A为解决现有固体流量计的陶瓷管破裂时造成压力、粉尘泄漏的问题而设计，该固体流量计安装结构为，输送管道上设置有金属外壳以及与金属外壳连接的电器盒，金属外壳内设置有固体流量计，固体流量计的陶瓷管与金属外壳之间形成密封，固体流量计的测量电极与电器盒内的电路板连接，固体流量计与电器盒之间设置有密封隔离件，测量电极经密封隔离件连接电路板，密封隔离件用于将固体流量计与电器盒之间相互隔绝。但是没有解决在线实时监测，调控的问题。

因此，现有流量计存在在线测量数据精度低、信号反馈滞后，运算效率低，在线监测条件要求苛刻等缺陷，特别是高速固体流体的检测，当大于一定流速时，运算效率低，信号滞后，不能真实反映固体流速变化。

发明内容

本发明目的在于克服上述固体流量计检测不准确、灵敏度低、实时性差、可操作性差等缺陷，提供一种微波固体流量计检测系统以及装置，通过设置FPGA、锁相环路，实现流量信息的准确测量、监控，灵敏度高，抗干扰能力强、易操控，可以对固体输送进行实时监控。