适合于矿用测流的污水流量计电路的设计

点击次数:   更新时间:2020-01-23 18:54     作者:沙龙官网

  近年来污水流量计在工业领域中得到迅速的应用,特别是在河水输送与污水排放流量的计量方面尤为突出, 由于它测量灵活方便和灵敏度较高,工业上多用以测量各类水流、矿浆流等介质。然而,由于煤矿安全性的特殊要求,目前可用于煤矿井下的污水流量计很少,如,不能满足矿用防爆和本质安全要求、测量范围窄以及传输信号易受外磁场干扰等。针对这些问题,研发了一种适合于矿用测流的污水流量计电路。它采用新型单片机来控制,加之专用本安励磁电路,具有实时检测和及时显示等多种功能,经过多家企业的试用,性能和技术指标已基本达到国内外同类产品的先进水平。

  目前,我国矿用防爆电气产品的安全类型主要以隔爆型和本质安全型为主。本安设计就是要严格控制电路各部分产生的电火花能量,因此在设计中采用了专用本安励磁电路来防止励磁电流引起电火花;采用新型低功耗单片机来控制整个装置的工作,以保证其稳定性和可靠性;采用多种电磁屏蔽措施来防止静电产生和电磁干扰, 以保证电路的稳定工作。

  装置采用高速单片机模块电路(STM32F407),它具有浮点运算能力强,超低功耗,功耗仅为38.6mA。

  用来控制整个污水流量计, 包括产生励磁脉冲方波信号、接收来自探头的反映流量大小的电压信号、输出4~20 mA 电流信号供模拟显示仪表用,CPU模块带有各类接口电路RS232、高速USB接口等)、操作键盘和显示器接口电路等。方框图如图1 所示。

  为了保证测量的精度, 要求传感器的探头做成流线型,当探头插入时对流体的影响很小,近似地认为是无阻流状态。具体采用25.4 mm 不锈钢管为探头壳体, 励磁线圈芯采用软磁钢作铁芯,线包, 绕好后将它密封在一个呈流线型半球的高强度塑料壳内,上面有一对不锈钢电极,与励磁线圈相连。为避免探头内感应发射信号引起的干扰,对信号发射引线、线圈与电极连线进行屏蔽处理。

  为了保证探头工作在无阻流状态,探头尺寸要尽量小,这样所产生的励磁电流也就小,要求后续的接收电路有足够高的输入阻抗,来保证传感器的灵敏度及抗干扰性;为防止交流50 Hz 的工频干扰,选用方波电流作为励磁电流, 其频率可选用1/4 的工频频率12.5 Hz,有效地抑制工频干扰。

  励磁信号由单片机内部生成,从第26 脚输出12.5 Hz 方波信号,接到IC5(LMD18200T)的3 脚信号,它是励磁线圈的驱动模块电路,内部采用H 桥式驱动, 送出励磁电流加到其2 脚和10 脚之间的励磁线圈上。在励磁线 mA 正负对称的方波电流,它与控制方波电压同步。流体运动切割磁力线产生的方波电压与励磁电流完全保持同步, 即与控制开关网络的方波电压保持同步,便于在接收电路中信号的同步解调。电路如图2所示。

  传感器中励磁电流是产生电火花的危险源,污水流量计要用于矿井下,保证励磁电路达到本质安全要求。当电流流过励磁线圈时,在线圈内部会产生磁场,磁场贮存能量,当电路断开时,储存在线圈中的能量就会以火花的形式释放出来,因此必须泄放线圈中的贮能才能达到本安的要求。采用了在线圈两端并联一个双向二极管(TVS 管P6KE6.8CA)作为续流支路,以泄放线圈储存的磁能,降低通断时的电火花,吸收电流,泄放能量。以达到本质安全的目的。

  电路如图3 所示。IC2(SL28617)前置放大器用于放大传感器送来的反映流量大小的电压信号,改变图中Rin和Rfb的阻值大小,可以改变该运算放大器的增益。S1 是励磁信号源,R17、R18 是输入偏置电阻,运放的9 脚和16 脚分别供±5 V 电压,接在运放IC2 输出端的IC3(ADS8320)是16 位高速的A/D转换器,其转换速度可达16 kHz/s,接在前置放大器与A/D 转换器之间的IC12(ISL21090)是三端稳压器。

  在编制电磁流量软件的过程中,首先要求对系统进行初始化、再对CPU 进行初始化, 由CPU 输出励磁脉冲方波信号, 控制LM8200 产生励磁电流驱动励磁线圈。采集传感器信号,使传感器送出反映流量大小的电压信号, 经过IC2 前置放大器放大该信号, 再经16 位A/D 转换器和SPI串口送入单片机进行处理, 在单片机中要进行A/D 实时采集、实时滤波和数据拼接和数据传送,最后经过D/A 转换后,经过IC4 转换成4~20 mA 电流信号直接输出或者以电压形式输出。

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  污水流量计广泛应用于石油机械、化工厂、冶金厂、纺织科技、食品加工厂、制药厂、造纸厂等行业以及环保部门、市政管理部门,水利站等领域。电磁流量计是金湖铭宇自控设备采用国内外zui高水平技术研制、开发的智能流量计,与老式模拟的或非智能的电磁流量计有非常大的区别,尤其在测量精度、可靠性、稳定性、使用功能和使用寿命等方面。污水流量计的测量原理是法拉第电磁感应定律,传感器主要组成部分是:测量管、电极、励磁线圈、铁芯与磁轭壳体。它主要用于测量封闭管道中的导电液体和浆液中的体积流量。包括酸、碱、盐等强腐蚀性的液体。一、产品特点:测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响;测量管内无阻碍流动部件,无压损,直管段要求较低;系列公称通径

  ABG仪表是专业生产各类工况仪器仪表的厂家,其生产的ABGD型污水流量计适用于石油、化工、冶金、纺织、食品、制药、造纸等行业以及环保、市政管理,水利建设等领域。测量介质种类较多包括酸碱等具有强腐蚀性的液体,但是污水流量计具体有什么用途及特点呢?下面小编带大家一起来了解下ABGD型污水流量计的用途及特点。一、污水流量计用途污水流量计广泛用于测量导电的液体和液固两相流体的体积流量,测量结果与流体的温度、粘度、密度、压力及液固成分比无关,电导率在较大范围内变化时也不会影响测量结果。因此,只需经普通水标定后,就可以用来测量其他导电性液体或液固二相流体介质的流量,而不需附加任何修正,所以污水流量计是一种真正的体积流量计。二、污水流量计特点

  1.无流量信号输出检查和采取措施1.1 故障原因1) 电源方面故障.2) 连接电缆( 激磁回路,信号回路) 故障.3) 液体流动状况方面故障.4)传感器零部件损坏故障.5) 转换器元器件损坏故障.1.2 故障检查和采取措施1) 查电源方面故障.首先查主电源和激磁电流熔丝,若接入符合规定电流值新熔丝再通电而又熔断,必须找出故障所在点. 查电源线路板输出各路电压是否正常,或置换整个电源线) 查连接电缆系统方面故障.分别检查连接激磁系统和信号系统的电缆是否通,连接是否正确.3) 查液体流动方向和管内液体充满性.液体流动方向必须与传感器壳体上箭头方向一致. 对于能正反向测量的污水流量计,若方向不一致虽仍可测量,但设定的

  为了减少污染,节水减排,必须对生活用水、工业用水、循环水以及排放的污水进行严格的计量和控制。流量的测量在水资源实行总量控制、定额管理和石油化工生产及过程控制中占有重要地位。煤化工厂区循环水主要供水厂,该厂供水装置的运行正常与否对全厂的生产及环保至关重要。污水处理能力和处理质量是该供水装置的重要指标,若处理能力低则不能满足全厂的用水要求,若处理质量低则不能满足排放要求。考察矿井水的出水能力和经济效益主要考虑3个流量指标,即矿井水流入量、澄清水流出量和污泥流出量。在这个过程中,污水流量计的使用便显得尤为重要了。在使用污水流量计进行测量之前呢,对于污水流量计的一些知识及使用中的事项等必须要有一个系统的了解。以下为大家讲述关于污水流量计

  污水流量计所依据的基本理论是法拉第电磁感应定律。当导体切割磁力线运动时,导体内将产生感应电动势。污水流量计功能说明:1、该流量计性能可靠,精度高,功耗低,零点稳定,参数设定稳定2、双向测量系统,废水流量计的内部具有三个积算器可分别显示正向累计量、反向累计量及差值积算量3、独特的防雷设计,输入输出端口均设有安全防雷保护4、断电后数据长期保存5、自动调节,量程上下限可自行设定污水流量计技术参数:1、防爆等级:exdiibt42、防护等级:ip65,ip67,ip683、工作电源:220vac±15%,24vdc±5%4、功耗:《10va5、仪表精度:管道式0.5级6、测量口径:6mm-2000mm7、流速范围:0.2-10m/s8

  全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都)开发出一款分流电阻器“GMR50”,以5.0×2.5mm的小尺寸实现超高额定功率4W(引脚温度TK=90℃时),该产品非常适用于车载和工业设备使用的电机、电源电路的电流检测。分流电阻器被广泛应用于车载和工业设备领域的电流检测用途。在车载领域,随着汽车的性能提升和多功能化,电机和ECU的搭载数量也在日益增加,这就需要在有限的空间内配置应用。因此,部件的安装密度越来越高,对于其中部件之一的分流电阻器的大功率和小型化的需求也日益高涨。在这种背景下,ROHM于2017年开发出6.4×3.2mm尺寸的小型、大功率分流电阻器GMR100,受到了要求严格温度保证

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