CN112268586B - 一种测量浆液的智能电磁流量计及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种测量浆液的智能电磁流量计及其测量方法，流量计包括控制器以及测量管道，在测量管道的两侧设置有连接法兰，在测量管道上还设置有成对的电极以及布置在测量管道外表面的电磁线圈，在测量管道的内壁上设置有内衬，在内衬的两侧设置有与内衬一体成型的固定部，固定部与连接法兰固定。测量方法包括，微处理发信号给励磁输出模块产生励磁信号，并加载在电磁线圈上；加载在电磁线圈上励磁信号对流量进行测量，得到对应的电流信号；电流信号经过放大、滤波、AD转换后，送入到微处理器进行处理，计算得到相应的数据，并送入显示模块显示。本申请通过固定部与连接法兰固定，保证了内衬的安装牢靠，防止内衬在浆液冲刷的过程中内衬的脱落。

Description

一种测量浆液的智能电磁流量计及其测量方法

技术领域

本申请涉及流量计的技术领域，尤其是涉及一种测量浆液的智能电磁流量计及其测量方法。

背景技术

电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的装置，目前已广泛地被应用于工业过程中。其通过测量流体在磁场中做切割磁感线运动时，在测量导管两边的电极上产生的感应电动势，来计算管道内流体的流速从而确定流量。

但在某些领域，如造纸、矿浆、泥浆等行业的应用中，由于受被测介质固液两相、介质的稠密度变化大、大流量等工况条件的影响，会对电磁流量计的测量管道造成较大的冲击及磨损，影响电磁流量计的使用寿命。

发明内容

本申请的目的是为了缓解上述浆液在测量的时候对测量管道造成较大的冲击及磨损的问题，本申请提供一种测量浆液的智能电磁流量计及其测量方法。

第一方面，本申请提供了一种测量浆液的智能电磁流量计，采用如下的技术方案：

一种测量浆液的智能电磁流量计，包括控制器以及测量管道，在测量管道的两侧设置有连接法兰，在所述的测量管道上还设置有成对的电极以及布置在测量管道外表面的电磁线圈，在所述的测量管道的内壁上设置有内衬，在所述的内衬的两侧设置有与内衬一体成型的固定部，所述的固定部与所述的连接法兰固定。

通过上述技术方案，通过在测量管道内设置内衬，能够很好地对测量管道起到保护作用，能够有效地防止测量管道被磨损、腐蚀，提高了测量管道的使用寿命，同时通过将内衬的两侧设置有一体成型的固定部，通过固定部与连接法兰固定，保证了内衬的安装牢靠，防止内衬在浆液冲刷的过程中内衬的脱落。

可选的，所述内衬为两段式结构，包括第一内衬和第二内衬，第一内衬与第二内衬之间采用插接连接的结构，并在所述的第一内衬设置有第一卡槽，在第二内衬上设置有第二卡槽，第一内衬与第二内衬插接后，第一卡槽与第二卡槽构成电极卡槽，将电极卡入在电极卡槽内。

通过上述技术方案，通过将内衬设置成两部分，通过第一内衬和第二内衬插接拼接后装入到测量管道内，这样的方式安装方便，便于内衬的后装。

可选的，所述的连接法兰的端部设置有固定槽，所述的固定部设置在所述的固定槽内，并通过螺钉与所述的连接法兰固定。

通过上述技术方案，通过在连接法兰的端部设置固定槽，将固定部设置在固定槽内，并通过在固定槽内通过锁紧螺钉与连接法兰固定，这样的方式一方面使得固定部与连接法兰固定牢靠，防止了内衬的脱落，另一方面通过两侧的固定部通过锁紧螺钉，测量管道的中间方向施加锁紧力，这样的方式保证了第一内衬、第二内衬之间连接牢靠，并且提高了第一内衬以及第二内衬之间的密封性。

可选的，所述的固定部为锥形结构，所述的锥形结构在远离测量管道中间位置的直径小于靠近测量管道中间位置的直径。

通过上述技术方案，当浆液流入到固定部与连接法兰之间的时候，浆液会通过固定部的锥形结构流出，不会出现浆液残留到固定部与连接法兰之间，造成积压甚至堵塞测量管道的情况。

可选的，所述内衬与所述的固定部为聚四氟乙烯制成。

通过上述技术方案，将内衬与固定部均采用聚四氟乙烯制成，聚四氟乙烯耐腐蚀性强，同时也有不错的耐磨性，使用范围广，能够适应浓酸、浓碱等腐蚀性介质，也能抵抗浆液的冲刷磨损，保证了电磁流量计的使用寿命。

可选的，在所述的测量管道上设置有防护壳，所述电磁线圈设置在防护壳与测量管道外表面之间，所述防护壳内表面覆盖有磁场屏蔽层；并在防护壳与连接法兰之间的测量管道外周设置有隔热层。

通过上述技术方案，通过设置防护壳，在保证高强度的同时，能够很好地保护电极与电磁线圈的安装稳定性，设置磁场屏蔽层则是为了屏蔽外部磁场对电磁线圈的干扰，有效保证了电磁流量计的测量精度。

可选的，所述控制器包括微处理器、信号处理模块、电源模块、显示模块以及励磁输出模块；所述的电极通过信号处理模块与微处理器连接，将测量管件内流量切割磁力线产生的电流信号经信号处理模块送入微处理器；所述的微处理器与所述的显示模块连接，将计算得到的流量数据送入显示模块显示；所述的励磁输出模块与电磁线圈连接，用于对电磁线圈进行励磁信号加载；所述的电源模块与所述的微处理器连接，为控制器各个模块供电。

通过上述技术方案，通过励磁输出模块向电磁线圈提供激磁电流，测量管件内流量切割磁力线而产生的电流通过电极进入信号处理模块处理后送入到微处理器中测量得到流量数据，并通过显示模块显示。

可选的，所述信号处理模块包括放大电路、滤波电路以及AD转换电路，所述的电流信号依次经放大电路、滤波电路以及AD转换电路送入微处理器。

通过上述技术方案，通过放大电路对测量浆液得到的微弱信号进行放大，并通过滤波电路对放大的信号进行滤波，降低干扰噪声的影响，提高了测量的精度。

可选的，所述控制器还包括一个无线收发模块以及天线，所述的天线通过无线收发模块与所述的微处理器连接。

通过上述技术方案，通过设置无线收发模块与天线，能够将信号通过无线收发模块传输到远程终端上，能够远程查看流量的数据，提高了电磁流量计的使用范围。

第二方面，本申请还提供了一种测量浆液的智能电磁流量计，采用如下的技术方案：

一种测量浆液的智能电磁流量计的测量方法，包括以下步骤：

（1）、当测量管道内有流体经过时，微处理发信号给励磁输出模块产生励磁信号，并加载在电磁线圈上；

（2）、加载在电磁线圈上励磁信号对流量进行测量，得到对应的电流信号；

（3）、电流信号经过放大、滤波、AD转换后，送入到微处理器进行处理，计算得到相应的数据，并送入显示模块显示。

通过上述技术方案，励磁输出模块向电磁线圈提供激磁电流，测量管件内流量切割磁力线而产生的电流经电极、信号处理模块处理，通过放大电路对测量浆液得到的微弱信号进行放大，并通过滤波电路对放大的信号进行滤波，降低干扰噪声的影响，再通过AD转换电路将模拟信号转换成数字信号后，送入到微处理器中测量得到流量数据，并通过显示模块显示，能够有效地提高测量的精度。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请通过在测量管道内设置内衬，能够很好地对测量管道起到保护作用，能够有效地防止测量管道被磨损、腐蚀，提高了测量管道的使用寿命，同时通过将内衬的两侧设置有一体成型的固定部，通过固定部与连接法兰固定，保证了内衬的安装牢靠，防止内衬在浆液冲刷的过程中内衬的脱落；

2.通过将内衬设置成两部分，通过第一内衬和第二内衬插接拼接后装入到测量管道内，这样的方式安装方便；通过在连接法兰的端部设置固定槽，将固定部设置在固定槽内，并通过在固定槽内通过锁紧螺钉与连接法兰固定，这样的方式一方面使得固定部与连接法兰固定牢靠，防止了内衬的脱落，另一方面通过两侧的固定部通过锁紧螺钉，测量管道的中间方向施加锁紧力，这样的方式保证了第一内衬、第二内衬之间连接牢靠，并且提高了第一内衬以及第二内衬之间的密封性；

3.通过放大电路对测量浆液得到的微弱信号进行放大，并通过滤波电路对放大的信号进行滤波，降低干扰噪声的影响，提高了测量的精度；

4.通过设置无线收发模块与天线，能够将信号通过无线收发模块传输到远程终端上，能够远程查看流量的数据，提高了电磁流量计的使用范围。

附图说明

图1是本申请实施例中的结构示意图。

图2是图1中去除防护壳的结构示意图。

图3是本申请实施例用于体现测量管道内部的结构示意图。

图4是本申请实施例的内衬的结构示意图。

图5是本申请的图4的局部放大图。

图6是本申请实施例用于控制器的内部结构示意图。

图7是本申请实施例的控制器的电路框图。

附图标记说明，1、控制器；2、测量管道；3、连接法兰；4、电极；5、电磁线圈；6、内衬；7、固定部；8、电极卡槽；9、防护壳；10、隔热层；101、第一壳体；102、第二壳体；103、密封圈；104、控制电路板；105、天线；106、锂电池；107、接线柱；301固定槽、601、第一内衬；602、第二内衬；603、插板；604、插槽；801、第一卡槽；802、第二卡槽；803、导槽；901、磁场屏蔽层。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

参照图1和图2，本申请实施例公开了一种测量浆液的智能电磁流量计，包括控制器1以及测量管道2，在测量管道2的两侧设置有连接法兰3，在所述的测量管道2上还设置有成对的电极4以及布置在测量管道2外表面的电磁线圈5，电磁线圈5与控制器1连接，控制器1用于发出励磁信号，并加载在电磁线圈5上。

参照图2和图3，在所述的测量管道2上设置有防护壳9，所述电磁线圈5设置在防护壳9内，并分布在测量管道2的外表面上，防护壳9内表面覆盖有磁场屏蔽层901。防护壳9由不锈钢金属材料制成，其强度高，控制器1安装在防护壳9上。磁场屏蔽层901能够屏蔽外部磁场对电磁线圈5的干扰，有效保证了电磁流量计的测量精度。

在防护壳9与连接法兰3之间的测量管道2的外周设置有隔热层10，通过隔热层10的设置，一方面对测量管道2内的流体起到一定的保温作用，减少热量损失；另一方面对测量管道2起到隔热作用，降低隔热层10外表面的温度，避免烫伤事故的发生。

参照图3和图4，在所述的测量管道2的内壁上设置有内衬6，所述内衬6为两段式结构，包括第一内衬601和第二内衬602，在第一内衬601与第二内衬602连接的一端设置有环形的插板603，在第二内衬602与第一内衬601连接的一端设置环形的插槽604，第一内衬601可以通过插板603插入插槽604内，完成第一内衬601与第二内衬602之间的连接。插板603与插槽604之间采用过盈配合，这样的设置，保证了第一内衬601与第二内衬602之间的接缝处密封性好，不容易泄露。

参照图4和图5，由于电极4伸入到测量管道2内，并且电极4需要伸入到内衬6内，因此在第一内衬601上开设有第一卡槽801，并在插板603上设置有与第一卡槽801连通的导槽803；在第二内衬602上开设有第二卡槽802，第一卡槽801为一个半圆形的结构，第二卡槽802也为一个半圆形结构。当第一内衬601与第二内衬602插接后，第一卡槽801与第二卡槽802构成电极卡槽8，将电极4卡入在电极卡槽8内。

参照图3和图4，在第一内衬601远离第二内衬602的一端设置有一体成型有固定部7，在第二内衬602远离第一内衬601的一端设置有一体成型有固定部7，固定部7为锥形结构，所述的锥形结构在远离测量管道2中间位置的直径小于靠近测量管道2中间位置的直径。所述的固定部7与所述的连接法兰3固定，其具体的固定结构如下：在连接法兰3的端部设置有固定槽301，所述的固定部7设置在所述的固定槽301内，并通过螺钉11与所述的连接法兰3固定。本实施例中，第一内衬601、第二内衬602以及固定部7均为聚四氟乙烯制成。

由于与固定部7通过锁紧螺钉与连接法兰3固定，这样的方式，一方面使得固定部7与连接法兰3固定牢靠，防止了第一内衬601远离第二内衬602的脱落，另一方面两侧的固定部7通过锁紧螺钉11向测量管道2的中间方向施加锁紧力，这样的方式保证了第一内衬601、第二内衬602之间连接牢靠，并且提高了第一内衬601以及第二内衬602之间的密封性，同时也保证了电极4与电极卡槽8之间的密封性。当然，为了进一步地提高了第一内衬601与第二内衬602之间的密封性，以及电极4与电极卡槽8之间的密封性，可以在第一内衬601与第二内衬602的接缝处设置密封胶，在电极4与电极卡槽8之间也设置密封胶。

参照图1和图6，控制器1包括第一壳体101、第二壳体102，第一壳体101与第二壳体102之间通过螺纹连接，并在第一壳体101与第二壳体102之间设置有密封圈103。在第一壳体101内设置有控制电路板104，并在第一壳体101外部设置有天线105，在第二壳体102内设置有锂电池106，并在第二壳体102的外部设置有接线柱107。

参照图7，控制电路板104包括微处理器、信号处理模块、励磁输出模块、电源驱动模块、无线收发模块以及显示驱动模块。

微处理器通过励磁输出模块与电磁线圈连接，用于对电磁线圈进行励磁信号加载，励磁输出模块包括励磁信号产生电路以及励磁信号放大电路；所述的电源模块与所述的微处理器连接，为控制器各个模块供电，电源模块包括锂电池以及市电。

电极4通过信号处理模块与微处理器连接，信号处理模块包括放大电路、滤波电路以及AD转换电路，测量管道2内流量切割磁力线产生的电流信号依次经放大电路放大、滤波电路滤波、AD转换电路进行模数转换后送入微处理器处理。微处理器通过显示驱动电路与显示器108连接，将计算得到的流量数据送入显示器108进行显示。微处理器还通过无线收发模块以及天线将数据发送到服务器或者远程终端。

在本实施例中微处理器采用TI 公司的MSP430 单片机，AD转换电路采用TI 公司的TLC548，无线收发模块采用常用的nRF24l01无线收发模块。

本实施例还公开了一种测量浆液的智能电磁流量计的测量方法，包括以下步骤：

（1）、当测量管道2内有流体经过时，微处理发信号给励磁输出模块产生励磁信号，并加载在电磁线圈5上；

（2）、加载在电磁线圈5上励磁信号对流量进行测量，得到对应的电流信号；

（3）、电流信号经过放大、滤波、AD转换后，送入到微处理器进行处理，计算得到相应的数据，并送入显示模块显示；

（4）、微处理器通过无线收发模块及天线，将数据发送到服务器或者远程终端。

本申请实施例的实施原理为：

首先将第一内衬601与第二内衬602插入到测量管道2内，第一内衬601和第二内衬602在插入的时候，将第一内衬601上插板603上的导槽803与伸入到测量管道2内的电极4对准，将电极4经过导槽803的引导进入到第一卡槽801内，然后将第二内衬602插入到测量管道2内，通过第二内衬602上的插槽604插入到第一内衬601的插板603上。同时使得第二内衬602上的第二卡槽802与电极4卡合，从而通过第一卡槽801、第二卡槽802将电极卡入；接着通过在固定部7上上锁紧螺钉，将固定部7与连接法兰3固定好，这样就完成了流量计的内衬6的安装，且这样的安装方式保证了内衬6不会脱落。接着将装好内衬6的流量计装入到管道上，通过连接法兰3与管道固定。

流量计固定好后，接上电源，然后测量，当测量管道2内有流体经过时，微处理发信号给励磁输出模块产生励磁信号，并加载在电磁线圈5上；加载在电磁线圈5上励磁信号对流量进行测量，得到对应的电流信号；电流信号经过放大、滤波、AD转换后，送入到微处理器进行处理，计算得到相应的数据，并送入显示模块显示；微处理器通过无线收发模块及天线，将数据发送到服务器或者远程终端。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种测量浆液的智能电磁流量计，包括控制器（1）以及测量管道(2)，在测量管道（2）的两侧设置有连接法兰（3），在所述的测量管道(2)上还设置有成对的电极(4)以及布置在测量管道(2)外表面的电磁线圈(5)，其特征在于：在所述的测量管道（2）的内壁上设置有内衬（6），在所述的内衬（6）的两侧设置有与内衬一体成型的固定部（7），所述的固定部（7）与所述的连接法兰（3）固定；

所述内衬（6）为两段式结构，包括第一内衬（601）和第二内衬（602），第一内衬（601）与第二内衬（602）之间采用插接连接的结构，并在所述的第一内衬（601）设置有第一卡槽（801），在第二内衬（602）上设置有第二卡槽（802），第一内衬（601）与第二内衬（602）插接后，第一卡槽（801）与第二卡槽（802）构成电极卡槽（8），将电极（4）卡入在电极卡槽（8）内。

2.根据权利要求1所述的一种测量浆液的智能电磁流量计，其特征在于：所述的连接法兰（3）的端部设置有固定槽（301），所述的固定部（7）设置在所述的固定槽（301）内，并通过螺钉与所述的连接法兰（3）固定。

3.根据权利要求2所述的一种测量浆液的智能电磁流量计，其特征在于：所述的固定部（7）为锥形结构，所述的锥形结构在远离测量管道（2）中间位置的直径小于靠近测量管道（2）中间位置的直径。

4.根据权利要求1所述的一种测量浆液的智能电磁流量计，其特征在于：所述内衬（6）与所述的固定部（7）为聚四氟乙烯制成。

5.根据权利要求1所述的一种测量浆液的智能电磁流量计，其特征在于：在所述的测量管道（2）上设置有防护壳（9），所述电磁线圈（5）设置在防护壳（9）与测量管道（2）外表面之间，所述防护壳（9）内表面覆盖有磁场屏蔽层（901）；并在防护壳（9）与连接法兰（3）之间的测量管道（2）外周设置有隔热层（10）。

6.根据权利要求1所述的一种测量浆液的智能电磁流量计，其特征在于：所述控制器包括微处理器、信号处理模块、电源模块、显示模块以及励磁输出模块；所述的电极通过信号处理模块与微处理器连接，将测量管道内流量切割磁力线产生的电流信号经信号处理模块送入微处理器；所述的微处理器与所述的显示模块连接，将计算得到的流量数据送入显示模块显示；所述的励磁输出模块与电磁线圈连接，用于对电磁线圈进行励磁信号加载；所述的电源模块与所述的微处理器连接，为控制器各个模块供电。

7.根据权利要求6所述的一种测量浆液的智能电磁流量计，其特征在于：所述信号处理模块包括放大电路、滤波电路以及AD转换电路，所述的电流信号依次经放大电路、滤波电路以及AD转换电路送入微处理器。

8.根据权利要求7所述的一种测量浆液的智能电磁流量计，其特征在于：所述控制器还包括一个无线收发模块以及天线，所述的天线通过无线收发模块与所述的微处理器连接。