专利名称：窄带滤波微流量电磁流量计及其调制解调方法
技术领域：
本发明涉及一种新型的流量测量仪表，更准确地说，是涉及一种用于微流量测量 的电磁流量计，及其使用该产品调制-解调的方法。
背景技术：
现代工业生产，尤其医药卫生、生物工程和精细化工等行业需要微流量测量的场 合越来越多，然而微流量电磁流量计一次表输出的感应电动势(流量信号)是叠加着多种 噪声干扰的弱信号，信噪比很低，导致微流量电磁流量计的分辨率差，准确度不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种微流量电磁流量计及其调制解调方法，用窄带滤波技 术，对微流量电磁流量计一次表输出的、只有微伏级的感应电动势，进行前置放大、窄带滤 波、信号解调，获得流速信号的基波，再对其进行积算即可测出流体的流量，实现微流量的 准确测量。上述的目的通过以下的技术方案实现窄带滤波微流量电磁流量计，其组成包括仪表机壳，所述的仪表机壳中装有电路 板，所述的电路板上包括输入信号调理电路、激磁驱动电路和电源电路，所述的输入信号调 理电路与A/D转换器连接，所述的A/D转换器与微处理器连接，所述的微处理器分别与显示 器、解调控制电路连接，所述的解调控制电路与激磁驱动电路连接。所述的窄带滤波微流量电磁流量计，所述的输入信号调理电路包括前置放大电 路、窄带滤波电路、信号解调电路和低通放大电路，其各组成部分间具有电路连接关系。所述的窄带滤波微流量电磁流量计，所述的A/D转换器为美国INTERSIL公司的 ICL7135单片双积分模数转换器，所述的微处理器为香港TI公司的MSP430单片机或荷兰 PHILIPS公司80C552单片机。所述的窄带滤波微流量电磁流量计，所述的激磁驱动电路是由4只功率晶体管构 成的切换激磁电流的方向，产生微流量电磁流量计所需的交变磁场的电路。窄带滤波微流量电磁流量计的调制解调方法a.微流量电磁流量计检测电极间输出的感应电动势；b.经前置放大、窄带滤波、信号解调和低通放大电路，获得流速信号；c.然后送人A/D电路转换为数字量，再接至微处理器进行处理和积算，得到流体 速度(米/秒)、瞬时流量(立方米/小时)、累计流量(立方米)流体参数；d.以程序代码的形式传送到显示电路，由图形液晶显示屏进行汉字化显示；e.由微处理器内部的功能单元和软件程序，产生控制激磁电流变换方向的脉冲 信号和控制信号解调电路工作的脉冲信号，驱动微流量电磁流量计的激磁线圈产生交变磁 场；进而实现对流量信号的调制_解调。
有益效果1、本发明采用窄带滤波技术，滤除微流量电磁流量计一次表输出的感应电动势的 高次谐波，降低干扰噪声的影响，提高流速信号的信噪比，可使微流量电磁流量计的测量下 限达到0. 002m3/h (流速0. 026m/s)，实现微流量的准确测量。2、本发明的微处理器是采用高性能单片机MSP430，为系统提供了硬件载体，并嵌 入控制、管理及数据处理软件，实现解调控制信号的生成、流速信号的积算、多段非线性校 正等，进一步提高微流量电磁流量计的性能指标。3、本发明的A/D转换器采用了 ICL7135单片41/2位双积分数模转换器，提高抗工 频干扰的能力，确保对流速信号进行模拟/数字转换的准确度和稳定性。4、本发明采用微处理器内部的功能单元和软件程序，产生控制信号解调电路工作 的脉冲信号，使仪表的硬件结构简捷，可靠性提高。5、本发明采用功率晶体管构成激磁驱动电路，在微处理器的控制下，准确地变换 激磁电流的方向，驱动微流量电磁流量计的激磁线圈产生所需要的交变磁场。6、本发明的显示器采用内置汉字库的图形液晶显示屏，提供字迹清晰、信息量大 的汉字化人机界面。7、本发明引入了智能化设计，操作简单，方便仪表的校验和用户的使用。本发明的目的、特征及优点将结合实施例，参照附图作进一步说明。
附图1是本发明的硬件连接示意图。附图2是本发明的输入信号调理电路方框图。附图3是本发明的A/D转换电路原理图。附图4是本发明的微处理器及显示电路原理图。附图5是本发明的激磁驱动电路原理图。附图6是本发明的一种仪表结构示意图。附图7是主板连接图。根据电子线路绘图的规定，相同标号之间的线路之间具有连接关系。
具体实施例方式实施例1 参照附图，详细叙述本发明优选的具体实施例。如附图1中，窄带滤波微流量电磁流量计，其组成包括仪表机壳1，所述的仪表机 壳中装有电路板，所述的电路板上包括输入信号调理电路2、激磁驱动电路6和电源电路7， 所述的输入信号调理电路与A/D转换器3连接，所述的A/D转换器与微处理器5连接，所述 的微处理器分别与显示器8、解调控制电路5连接，所述的解调控制电路与激磁驱动电路6 连接。实施例2 实施例1中的窄带滤波微流量电磁流量计，所述的输入信号调理电路包括前置 放大电路、窄带滤波电路、信号解调电路和低通放大电路，其各组成部分间连接如图2。各器件之间具有相同标号的线路，具有连接关系。所述的窄带滤波微流量电磁流量计，所述的A/D转换器可以采用美国INTERSIL公 司的ICL7135单片双积分模数转换器，或者采用其他可替代器件。所述的窄带滤波微流量电磁流量计，所述的微处理器可以采用香港TI公司的 MSP430单片机，或者采用其他可替代器件。所述的窄带滤波微流量电磁流量计，所述的解调控制电路采用微处理器内部的功 能单元和软件程序来实现。所述的窄带滤波微流量电磁流量计，所述的激磁驱动电路可以是由4只功率晶体 管构成的电路，用来切换激磁电流的方向，产生微流量电磁流量计所需的交变磁场。所述的窄带滤波微流量电磁流量计，所述的显示器可以采用内置汉字库的图形液 晶显不屏。实施例3 微流量电磁流量计检测电极间输出的感应电动势(流量信号)，经前置放大、窄带 滤波、信号解调和低通放大电路，获得流速信号，然后送人A/D电路转换为数字量，再接至 微处理器进行处理和积算，得到流体速度(米/秒)、瞬时流量(立方米/小时)、累计流量 (立方米)等流体参数，并以程序代码的形式传送到显示电路，由图形液晶显示屏进行汉字 化显示。同时由微处理器内部的功能单元和软件程序，产生控制激磁电流变换方向的脉冲 信号和控制信号解调电路工作的脉冲信号，驱动微流量电磁流量计的激磁线圈产生交变磁 场，进而实现对流量信号的调制-解调。
权利要求
一种窄带滤波微流量电磁流量计，其组成包括仪表机壳，其特征是所述的仪表机壳中装有电路板，所述的电路板上包括输入信号调理电路、激磁驱动电路和电源电路，所述的输入信号调理电路与A/D转换器连接，所述的A/D转换器与微处理器连接，所述的微处理器分别与显示器、解调控制电路连接，所述的解调控制电路与激磁驱动电路连接。
2.根据权利要求1所述的窄带滤波微流量电磁流量计，其特征是所述的输入信号调 理电路包括前置放大电路、窄带滤波电路、信号解调电路和低通放大电路，其各组成部分间 具有电路连接关系。
3.根据权利要求1或2所述的窄带滤波微流量电磁流量计，其特征是所述的A/D转换 器为美国INTERSIL公司的ICL7135单片双积分模数转换器，所述的微处理器为香港TI公 司的MSP430单片机或荷兰PHILIPS公司80C552单片机。
4.根据权利要求1或2所述的窄带滤波微流量电磁流量计，其特征是所述的激磁驱 动电路是由4只功率晶体管构成的切换激磁电流的方向，产生微流量电磁流量计所需的交 变磁场的电路。
5.一种窄带滤波微流量电磁流量计的调制解调方法，其特征是a.微流量电磁流量计检测电极间输出的感应电动势；b.经前置放大、窄带滤波、信号解调和低通放大电路，获得流速信号；c.然后送人A/D电路转换为数字量，再接至微处理器进行处理和积算，得到流体速度 (米/秒)、瞬时流量(立方米/小时)、累计流量(立方米)流体参数；d.以程序代码的形式传送到显示电路，由图形液晶显示屏进行汉字化显示；e.由微处理器内部的功能单元和软件程序，产生控制激磁电流变换方向的脉冲信号和 控制信号解调电路工作的脉冲信号，驱动微流量电磁流量计的激磁线圈产生交变磁场；进而实现对流量信号的调制_解调。
全文摘要
窄带滤波微流量电磁流量计及其调制解调方法。现有的微流量电磁流量计一次表输出的感应电动势(流量信号)是叠加着多种噪声干扰的弱信号，信噪比很低，导致微流量电磁流量计的分辨率差，准确度不高。本发明组成包括仪表机壳，其特征是所述的仪表机壳中装有电路板，所述的电路板上包括输入信号调理电路、激磁驱动电路和电源电路，所述的输入信号调理电路与A/D转换器连接，所述的A/D转换器与微处理器连接，所述的微处理器分别与显示器、解调控制电路连接，所述的解调控制电路与激磁驱动电路连接。本发明用于工业，医药卫生、生物工程和精细化工等需要微流量测量的行业。
文档编号G01F15/06GK101900584SQ20101011748
公开日2010年12月1日 申请日期2010年2月2日 优先权日2009年5月25日
发明者孙晶华, 庞兵, 梁原华, 牛滨, 蒋永清, 陈松景 申请人:哈尔滨理工大学