涡轮流量计及其测量测定方法、涡轮流量监测系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109186690A(43)申请公布日2019.01.11(21)申请号201811418405.1(22)申请日2018.11.26(71)申请人华东理工大学地址200237上海市徐汇区梅陇路130号申请人上海新跃联汇电子科技有限公司(72)发明人易建军何旺郑文龙闵锦阳陈斌马岳(74)专利代理机构上海翼胜专利商标事务所(普通合伙)31218代理人翟羽(51)Int.Cl.G01F1/32(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图6页(54)发明名称涡轮流量计及其测量测定方法、涡轮流量监测系统(57)摘要本发明公开了一种涡轮流量计及其测量测定方法、涡轮流量监测系统，所述涡轮流量计包括钐钴磁钢，组装于所述涡轮轴上；磁位移传感器，组装于所述涡轮管道上，且对应于所述钐钴磁钢所在位置；信号调理器，信号连接至所述磁位移传感器；微处理器，所述信号调理器信号连接至所述微处理器；柔性化接口模块，每一所述柔性化接口模块信号连接至所述微处理器。本发明，采用了高精度、高灵敏度的AMR元件取代原有的电磁感应线圈，利用AMR元件的特性，并结合后续的信号调理电路的集成化模块化设计，使得涡轮流量计具有更高精度、高稳定性、更低的功耗，相比传统的传感器±2％左右的误差，能够提高到±1％以内。CN109186690ACN109186690A权利要求书1/2页1.一种涡轮流量计，安装于涡轮管道上，所述涡轮管道具有涡轮轴和安装在所述涡轮轴上的涡轮叶片，其特征在于，所述涡轮流量计包括钐钴磁钢，组装于所述涡轮轴上；磁位移传感器，组装于所述涡轮管道上，且对应于所述钐钴磁钢所在位置；信号调理器，信号连接至所述磁位移传感器；微处理器，所述信号调理器信号连接至所述微处理器；柔性化接口模块，每一所述柔性化接口模块信号连接至所述微处理器。2.根据权利要求1所述的涡轮流量计，其特征在于，所述柔性化接口模块包括有线接口以及无线通讯模块，所述有线接口包括电流输出接口、脉冲输入接口、脉冲输出接口、RS485总线接口、CAN总线接口、显示屏连接接口、键盘连接接口中的至少一种；所述无线通讯模块包括ZigBee模块。3.根据权利要求1所述的涡轮流量计，其特征在于，所述信号调理器包括差分放大电路，其信号输入端连接至所述磁位移传感器的信号输出端，用以获取所述磁位移传感器传递至的差分信号的正弦波信号，并放大所述正弦波信号；电压比较电路，其信号输入端连接至所述差分放大电路的信号输出端，用以将放大后的所述正弦波信号整形为方波信号；滤波电路，其信号输入端连接至所述电压比较电路的信号输出端，其信号输出端连接至所述微处理器的对应信号端，用以对所述方波信号进行二阶低通滤波。4.根据权利要求1所述的涡轮流量计，其特征在于，所述微处理器包括定时检测单元，其信号输入端连接至所述滤波电路的信号输出端，用以周期性检测所述滤波电路的发出的脉冲式方波信号；处理单元，其信号输入端连接至所述定时检测单元的信号输出端，用以计算脉冲中两个上升沿波形之间的周期时间，并根据两个所述上升沿波形之间的周期时间求得其所对应的脉冲的频率；以及用以计算若干个脉冲的平均周期时间和平均频率。5.根据权利要求4所述的涡轮流量计，其特征在于，所述处理单元还用以定义平均周期时间所用的脉冲数为Z；在涡轮启动阶段，从第一次脉冲开始计数，当脉冲数不满足平均周期时间所用的脉冲数，则在第Z次脉冲之前，采用所测的当前脉冲的频率作为涡轮的转动频率；当脉冲数平均周期时间所用的脉冲数，则采用与当前脉冲最近的Z个脉冲的平均频率作为涡轮的转动频率；所述处理单元还用以定义检测到一个脉冲之后溢出次数N；在涡轮停止阶段，检测到一次脉冲后，记录在该脉冲之后溢出的次数，当溢出的次数超过N，且未再次检测到下一脉冲，则认定最后一次所检测到的脉冲所对应的频率为零。6.一种涡轮流量计的流量测定方法，其特征在于，包括以下步骤：装配如权利要求1所述的涡轮流量计；实时获取涡轮叶片转动时所产生的电磁信号；处理所述电磁信号并根据该电磁信号计算涡轮流量。7.根据权利要求6所述的涡轮流量计的流量测定方法，其特征在于，在处理所述电磁信号步骤中，包括2CN109186690A权利要求书2/2页获取所述磁位移传感器传递至的差分信号的正弦波信号，并放大所述正弦波信号；对所述方波信号进行二阶低通滤波。8.根据权利要求6所述的涡轮流量计的流量测定方法，其特征在于，在计算涡轮流量步骤中，包括定义平均周期时间所用的脉冲数为Z；在涡轮启动阶段，从第一次脉冲开始计数，当脉冲数不满足平均周期时间所用的脉冲数，则在第Z次脉冲之前，采用所测的当前脉冲的频率作为涡轮的转动频率，根据涡轮的转动频率计算涡轮的实时流量和累计流量；当脉冲数平均周期时间所用的脉冲数，