脉冲流量传感器:一种流量传感器的脉冲信号检测系统

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摘要:

脉冲流量传感器:一种流量传感器的脉冲信号检测系统)Int.CI??权利要求说明书说明书幅图?(54)发明名称??一种流量传感器的脉冲信号检测系统?(57)摘要??本发明公开了一种流量传感器的脉冲信号检测系统,包括箱体,设置在箱体上的单片机控制面板、控制开关模块、质量指示模块、以及抽水模块,若干组设置在箱体

脉冲流量传感器:一种流量传感器的脉冲信号检测系统  第1张

脉冲流量传感器:一种流量传感器的脉冲信号检测系统


Int.CI?
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权利要求说明书
说明书
幅图
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54
)发明名称
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一种流量传感器的脉冲信号检测系统
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57
)摘要
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本发明公开了一种流量传感器的脉冲信号
检测系统,包括箱体,设置在箱体上的单片机控
制面板、控制开关模块、质量指示模块、以及抽
水模块,若干组设置在箱体上的定位机构、集水
盒以及用于对集水盒称重和称重数据处理的称重
模块;所述定位机构将流量传感器固定后形成一
段检测管道,该检测管道的进水口通过抽水管道
与抽水模块连接,所述集水盒能够接收从所述检
测管道的出水口排出的水;所述控制开关模块、
?

脉冲流量传感器:大口径叶轮式脉冲信号流量传感器

51

Int.CI?
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权利要求说明书
说明书
幅图
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54
)发明名称
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大口径叶轮式脉冲信号流量传感器
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57
)摘要
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一种大口径叶轮式脉冲信号流量传感
器,包括壳体,壳体内径≥25mm,壳体中间
安装有阀体,阀体内安装有叶轮,壳体纵向
沿叶轮的横轴线对称,叶轮的轮轴上安装有
环形磁石,叶轮上方的阀体上设有中环,中
环上环形磁石同一侧上设有霍尔元件。本实
用新型提供的大口径叶轮式脉冲信号流量传
感器,加大了流量计口径,在保证测试精度
不低于
5
%的基础上使过流测试范围加大,
适应了大管径流量测试要求,能方便测量直
径大于
25.4mm
的管道流量,并实现了双向测
?
脉冲流量传感器:一种流量传感器的脉冲信号检测系统  第2张

脉冲流量传感器:脉冲型流量传感器

脉冲型流量传感器浏览1498次

  脉冲型流量传感器是指能感受流体流量并转换成可用输出脉冲信号的传感器。它是流量仪表中一类主要流量传感器,如涡轮流量传感器、涡街流量传感器、远传型容积式流量计等等,由于它们具有较高的测量准确度和可靠性,已被广泛应用于现代工业生产。
  流量测量的发展可追溯到古代的水利工程和城市供水系统。古罗马凯撒时代已采用孔板测量居民的饮用水水量。公元前1000年左右古埃及用堰法测量尼罗河的流量。我国着名的都江堰水利工程应用宝瓶口的水位观测水量大小等等。17世纪托里拆利奠定差压式流量计的理论基础,这是流量测量的里程碑。自那以后,18、19世纪流量测量的许多类型仪表的雏形开始形成,如堰、示踪法、皮托管、文丘里管、容积、涡轮及靶式流量计等。20世纪由于过程工业、能量计量、城市公用事业对流量测量的需求急剧增长,才促使仪表迅速发展,微电子技术和计算机技术的飞跃发展极大地推动仪表更新换代,新型流量计如雨后春笋般涌现出来。至今,据称已有上百种流量计投向市场,现场使用中许多棘手的难题可望获得解决。
  我国开展近代流量测量技术的工作比较晚,早期所需的流量仪表均从国外进口。
  流量测量是研究物质量变的科学,质量互变规律是事物联系发展的基本规律,因此其测量对象已不限于传统意义上的管道液体,凡需掌握量变的地方都有流量测量的问题。流量和压力、温度并列为三大检测参数。对于一定的流体,只要知道这三个参数就可计算其具有的能量,在能量转换的测量中必须检测此三个参数。能量转换是一切生产过程和科学实验的基础,因此流量和压力、温度仪表一样得到最广泛的应用。
  1、脉冲信号:瞬间突然变化,作用时间极短的电压或电流称为脉冲信号。可以是周期性重复的,也可以是非周期性的或单次的。脉冲信号是一种离散信号,形状多种多样,与普通模拟信号(如正弦波)相比,波形之间在时间轴不连续(波形与波形之间有明显的间隔)但具有一定的周期性是它的特点。最常见的脉冲波是矩形波(也就是方波)。脉冲信号可以用来表示信息,也可以用来作为载波,比如脉冲调制中的脉冲编码调制(PCM),脉冲宽度调制(PWM)等等,还可以作为各种数字电路、高性能芯片的时钟信号。 所谓脉冲信号表现在平面坐标上就是一条有无数断点的曲线,也就是说在周期性的一些地方点的极限不存在,比如锯齿波,也有电脑里用到的数字电路的信号,0,1。脉冲信号,也就是像脉搏跳动这样的信号,相对于直流,断续的信号,如果用水流形容,直流就是把龙头一直开着淌水,脉冲就是不停的开关龙头形成水脉冲。 你把手电打开灯亮,这是直流,你不停的开关灯亮、熄,就形成了脉冲,开关速度的快慢就是脉冲频率的高低。
  2、脉冲反应堆pulse reactor :能在很短时间间隔内达到超临界状态,从而产生很高脉冲功率和很强中子通量,并能安全可靠地多次重复运行的反应堆。它分为热中子脉冲堆和快中子脉冲堆两类。中国建成了一座铀氢锆脉冲反应堆,这是以铀氢锆作燃料的反应堆。它主要以氢作为慢化剂,当功率升高时,温度就会提高,氢的慢化作用减弱,反应性立即降低,反应堆有很大的瞬发负温度系数,因而呈脉冲运行。脉冲反应堆除了用来培训人员、从事研究工作和生产短寿命放射性同位素外,还可用来治疗癌症、中子照相、活化分析及辐照燃料和材料。
  3、脉冲电源:用户的负载需要断续加电,即按照一定的时间规律,向负载加电一定的时间,然后又断电一定的时间,通断一次形成一个周期。如此反复执行,便构成脉冲电源。例如对于无极性电解电容器的老练工艺中,需要给电容器正向充电一段时间,然后放电,然后反向给电容器充电一段时间,然后放电,如此便形成正向→放电(断电)→反向→放电→正向……,如此反复。
  4、脉冲宽度:就是高电平持续的时间。常用来作为采样信号或者晶闸管等元件的触发信号。
  5、脉冲电路:就是脉冲波形的产生,整形和变换的电路。脉冲电路是由两部分组成:惰性电路和开关。开关的作用是破坏稳态,使电路出现暂态。
  6、脉冲拨号:是一种时域处理方法,它用脉冲的个数来表示号码数字。脉冲拨号方式对脉冲的宽度、大小、间距、形状都有着严格的要求,如果由于线路的干扰或其他原因而使得这些参数发生了变化,则可能引起号码接收的错误。另一方面,由于每个脉冲都占有一定的时间(一般每个脉冲占用的时间为100ms),而使得这种拨号方式比较慢。
  7、脉冲加热:是利用各种波形的脉冲电流,以时断时续的方式来加热来达到一些特殊工艺要求。
  8、脉冲波:就是以冲击形式产生的信号波形。
  流体流经传感器壳体,由于叶轮的叶片与流向有一定的角度,流体的冲力使叶片具有转动力矩,克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转,在力矩平衡后转速稳定,在一定的条件下,转速与流速成正比,由于叶片 有导磁性,它处于信号检测器(由永久磁钢和线圈组成)的磁场中,旋转的叶片切割磁力线,周期性的改 变着线圈的磁通量,从而使线圈两端感应出电脉冲信号,此信号经过放大器的放大整形,形成有一定幅度 的连续的矩形脉冲波,可远传至显示仪表,显示出流体的瞬时流量或总量。在一定的流量范围内,脉冲频 率 f 与流经传感器的流体的瞬时流量Q 成正比,流量方程为:
  式中:
  f——脉冲频率[Hz]
  k——传感器的仪表系数[1/m ],由校验单给出。
  若以[1/L]为单位,
  Q——流体的瞬时流量(工作状态下)[m /h]
  3600——换算系数
  1、脉冲型流量传感器的测量准确度取决于两部分,一是传感器的非线性误差△1,二是传感器的重复性误差△2。流量传感器的不确定度δ为:
  不管是非线性误差△1,还是重复性误差△2, 降低哪一个都可以提高流量传感器的测量准确度。流量积算仪,无论是传统的还是智能的,都只不过是脉冲型流量传感器的显示装置,本来不具备提高流量测量准确度的功能。智能流量积算仪的功能是能够使仪表系数的设置更符合传感器的实际情况。
  2.线性仪表系数之所以能使智能流量积算仪的测量准确度提高,是因为智能流量积算仪能根据传感器的特性来设置仪表系数,使之符合实际特性。一般讲,二次曲线拟合可以比线性式更接近实际曲线。所以,理论上可以有二次仪表系数,三次仪表系数等等。但实际上并不意味着仪表系数式次数越高越好,因为智能流量积算仪并不提供非常强的计算能力。二次以上曲线计算复杂,对实时流量测量也有影响,尤其是对于多通道流量测量时影响更大。所以,一般线性仪表系数设置已经足够。
  3.当线性仪表系数不能很好满足要求时,分段线性能获得更令人满意的结果,如图2中的点划线。这样计算也不复杂,只要判断一下流量落在哪一范围,就可按线性公式计算。

脉冲流量传感器:脉冲型流量传感器检定仪

传统的脉冲型流量传感器仪表系数的检定一般由容积式流量标准装置和计数器、计时器完成。其仪表系数定义为单位体积的流体量通过流量传感器时传感器所发出的脉冲数,单位通常为1/l(脉冲数每升)或1/m3(脉冲数每立方米)。根据文献>的规定,为了保证流量计仪表系数的有效性,一般应保证一次检定中流量计输出的脉冲数的相对误差绝对值不大于被检流量计重复性的1/3。由于一般计数器的计数误差为±1个脉冲,所以在检定时间间隔内,计数器应收集足够多的脉冲数n才能达到要求的检定精度。  对于一些大口径流量传感器,由于其仪表系数一般较小(如200的涡轮流量计,其仪表系数仅为1.5l-1; 口径的涡街流量计,其仪表系数更低,仅为约0.2/l-1)。对于这样的流量计,要收集足够多的脉冲数,一要花很长的检定时间,二要有较大的检定设备(较大的标准容器)。由于种种限制,总使计数脉冲达不到要求。双时间法计数技术是国际上较为通用的脉冲插值技术,可以在较短的检定时间内,用较小体积的检定设备,在计数总脉冲数较小时仍能保证足够的技术精度的一种脉冲插值技术,较早应用于微型体积管流量标准装置。  我们研制的“脉冲型流量传感器检定仪”是用传统的计数器加上双时间法测量控制技术组成的双时间法检定仪。试验表明,该检定仪使用方便可靠,可以缩短检定时间,用较小的标准容器检定较大口径的流量传感器,并且比常规检定方法具有更高的技术精度。  1 双时间法计数器原理  脉冲内插技术是活塞校验装置增加流量计的输出信号分辨率,从而减小校验装置体积的一个有效途径。通常,校验流量计时为了得到足够的脉冲数,可以采取两个途径,一是提高流量计的输出信号分辨率,使有限的校验时间内得到尽可能多的脉冲数;二是增加校验装置的计量有效容积。一般,单位体积流体通过流量计所输出的脉冲数是有限的(如上述的涡轮流量计和涡街流量计),校验装置的计量有效容积也不可能做得很大。脉冲内插技术很好地解决了这个问题,它有双时间法、四时间法和锁相环回路法等几种方法可供使用。使活塞校验装置用一个“小容积”(装置有效容积)采集500个脉冲就能达到大容积校验装置采集个脉冲相同的精确度。双时间法的原理。在流量脉冲信号周期稳定的条件下,脉冲内插数为:  式中:n为计数器记录下的流量传感器信号脉冲数;n1为经双时间或四时间法内插后的脉冲数;△t1为从检测开始信号到检测停止信号的时间间隔;△t2为从检测开始信号后第一个脉冲上升沿到检测停止信号后第一个脉冲上什沿之间整脉冲周期间隔。在流量标准装置稳定性符合标准规程规定的情况下,流量脉冲信号周期可以认为是稳定的,所以用式(1)得到的脉冲内插数应该是有效的。  除了双时间法外,还可以用四时间法来确定脉冲内插数。四时间法测量4个时间t1~t4,其脉冲插数为:

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