專利名稱：變壓器耦合高頻激勵(lì)測(cè)量電極對(duì)地阻抗的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量電極對(duì)地阻抗的電路，特別涉及一種變壓器耦合高頻激勵(lì)測(cè)量電極對(duì)地阻抗的電路。
背景技術(shù)：
電磁流量計(jì)是一種根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律來(lái)測(cè)量管內(nèi)導(dǎo)電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)式儀表，采用單片機(jī)嵌入式技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字勵(lì)磁。電磁流量計(jì)測(cè)量可靠、使用方便，適應(yīng)不同的導(dǎo)電介質(zhì)的測(cè)量。廣泛的應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)的工藝過(guò)程控制。但是由于電磁流量計(jì)電極直接與測(cè)量介質(zhì)接觸，在特殊的介質(zhì)條件下容易被極化并污染，引起電磁流量計(jì)零點(diǎn)的飄移，測(cè)量準(zhǔn)確度降低。目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)這一難點(diǎn)有幾種不同的處理方法。第一種是:隔離輸出測(cè)量信號(hào)，但由于電子開關(guān)影響輸入阻抗。第二種是:用光耦隔離輸出辦法。但這兩種辦法加在兩電極信號(hào)不可能做到加到兩電極信號(hào)完全等幅同頻同相，同時(shí)該信號(hào)在輸入端不能完全消除，所以只在勵(lì)磁回零時(shí)加測(cè)量信號(hào)，即使這樣也難免對(duì)流量信號(hào)產(chǎn)生干擾，相對(duì)流量信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì)也比較復(fù)雜，同時(shí)信號(hào)的幅值和輸出時(shí)間短，起不到消除極化用。中國(guó)專利公開號(hào)CN2638041Y，
公開日2004年9月I日，公開了一種不腐蝕電極的電接點(diǎn)液位計(jì)，由顯示控制電路、電源電路、單片機(jī)電路構(gòu)成，其特征在于，單片機(jī)電路的輸出端與由開關(guān)器件構(gòu)成的去極化電路、電極通電電路相連，與顯示及控制電路連接，其輸入端與由開關(guān)器件構(gòu)成的電壓、電流檢測(cè)電路相連，電極通電控制電路與液位電極連接，液位電極與電流電壓檢測(cè)電路連接。但是，此技術(shù)方案依然存在難免對(duì)流量信號(hào)產(chǎn)生干擾，相對(duì)流量信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì)也比較復(fù)雜，同時(shí)信號(hào)的幅值和輸出時(shí)間短，起不到消除極化用的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在流量信號(hào)產(chǎn)生干擾，相對(duì)流量信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì)也比較復(fù)雜，同時(shí)信號(hào)的幅值和輸出時(shí)間短，起不到消除極化用的問題，提供一種成本較低，適合不同口徑的電磁流量計(jì)傳感器，特別是在小口徑上消除極化的作用尤其明顯的變壓器耦合高頻激勵(lì)測(cè)量電極對(duì)地阻抗的電路。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種變壓器耦合高頻激勵(lì)測(cè)量電極對(duì)地阻抗的電路，包括測(cè)量電路和第一測(cè)量電極以及第二測(cè)量電極，變壓器耦合高頻激勵(lì)測(cè)量測(cè)量電極對(duì)地阻抗的電路還包括有恒流源、帶有初級(jí)繞組和兩個(gè)次級(jí)繞組的變壓器，由高頻脈沖電流控制的電子開關(guān)，變壓器初級(jí)繞組的中心處于恒流源電連接，變壓器初級(jí)繞組的兩端均通過(guò)電子開關(guān)接地，每個(gè)測(cè)量電極均通過(guò)對(duì)應(yīng)的次級(jí)繞組與所述的測(cè)量電路電連接。本是實(shí)用新型采用變壓器耦合方式，把等幅同頻同相高頻高壓的激勵(lì)信號(hào)加載至IJ兩個(gè)測(cè)量電極上，解決了電極對(duì)地阻抗的測(cè)量，同時(shí)也可以消除測(cè)量電極上的極化電壓，并且對(duì)電極被污染有一定的抑制作用。[0006]作為優(yōu)選，所述的電子開關(guān)包括第一三極管Ql和第二三極管Q2，所述第一三極管Ql的集測(cè)量電極與變壓器初級(jí)繞組的同名端電連接，第一三極管Ql的發(fā)射極接地，第一三極管Ql的基極為高頻脈沖電流的接收端，所述第二三極管Q2的集測(cè)量電極與變壓器初級(jí)繞組的異名端電連接，第二三極管Q2的發(fā)射極接地，第二三極管Q2的基極也為高頻脈沖電流的接收端。這樣設(shè)置，通過(guò)脈沖信號(hào)導(dǎo)通第一三極管Ql和第二三極管Q2，使得恒流源輸出的電流也變?yōu)楦哳l脈沖信號(hào)，此時(shí)，高頻脈沖信號(hào)通過(guò)變壓器變壓后，激勵(lì)信號(hào)加載到兩個(gè)測(cè)量電極上，解決了電極對(duì)地阻抗的測(cè)量，同時(shí)也可以消除測(cè)量電極上的極化電壓，并且對(duì)電極被污染有一定的抑制作用。作為優(yōu)選，所述第一測(cè)量電極與變壓器次級(jí)繞組第一繞組的異名端相連，所述變壓器次級(jí)繞組第一繞組的同名端與測(cè)量電路的第一輸入端連接，所述第二測(cè)量電極與變壓器次級(jí)繞組第二繞組的同名端相連，所述變壓器次級(jí)繞組第二繞組的異名端與測(cè)量電路的第二輸入端連接。作為優(yōu)選，所述的測(cè)量電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3和運(yùn)算放大器，所述第一電阻Rl的第一導(dǎo)通端與變壓器次級(jí)繞組第一繞組的同名端相連，所述第一電阻Rl的第二導(dǎo)通端分別與第一電容Cl的第一導(dǎo)通端、第二電容C2的第一導(dǎo)通端以及運(yùn)算放大器的正輸入端電連接，所述第二電阻R2的第一導(dǎo)通端與變壓器次級(jí)繞組第二繞組的異名端相連，所述第二電阻R2的第二導(dǎo)通端分別與第二電容Cl的第二導(dǎo)通端、第三電容C3的第一導(dǎo)通端以及運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端電連接，所述第二電容C2的第二導(dǎo)通端以及所述第三電容C3的第二導(dǎo)通端均接地，所述運(yùn)算放大器的輸出端為測(cè)量電路的數(shù)據(jù)輸出端。本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)性效果是:本實(shí)用新型加載的激勵(lì)信號(hào)為等幅同頻同相高頻高壓，對(duì)電極上的流量信號(hào)不造成影響，能適合不同口徑的電磁流量計(jì)傳感器，在小口徑上具有尤其明顯的消除極化作用。

圖1是本實(shí)用新型的一種電路原理圖；圖2是本實(shí)用新型的一種電路應(yīng)用框架原理圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說(shuō)明。實(shí)施例:一種變壓器耦合高頻激勵(lì)測(cè)量電極對(duì)地阻抗的電路(參見附圖1)，包括測(cè)量電路和一對(duì)測(cè)量電極，變壓器耦合高頻激勵(lì)測(cè)量測(cè)量電極對(duì)地阻抗的電路還包括有恒流源、帶有初級(jí)繞組和兩個(gè)次級(jí)繞組的變壓器，由高頻脈沖電流控制的電子開關(guān)，變壓器初級(jí)繞組的中心處于恒流源電連接，變壓器初級(jí)繞組的兩端均通過(guò)電子開關(guān)接地，每個(gè)測(cè)量電極均通過(guò)對(duì)應(yīng)的次級(jí)繞組與所述的測(cè)量電路電連接。所述的電子開關(guān)包括第一三極管Ql和第二三極管Q2，所述第一三極管Ql的集測(cè)量電極與變壓器初級(jí)繞組的同名端電連接，第一三極管Ql的發(fā)射極接地，第一三極管Ql的基極為高頻脈沖電流的接收端，所述第二三極管Q2的集測(cè)量電極與變壓器初級(jí)繞組的異名端電連接，第二三極管Q2的發(fā)射極接地，第二三極管Q2的基極也為高頻脈沖電流的接收端。所述第一測(cè)量電極與變壓器次級(jí)繞組第一繞組的異名端相連，所述變壓器次級(jí)繞組第一繞組的同名端與測(cè)量電路的第一輸入端連接，所述第二測(cè)量電極與變壓器次級(jí)繞組第二繞組的同名端相連，所述變壓器次級(jí)繞組第二繞組的異名端與測(cè)量電路的第二輸入端連接。所述的測(cè)量電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3和運(yùn)算放大器,所述第一電阻Rl的第一導(dǎo)通端與變壓器次級(jí)繞組第一繞組的同名端相連，所述第一電阻Rl的第二導(dǎo)通端分別與第一電容Cl的第一導(dǎo)通端、第二電容C2的第一導(dǎo)通端以及運(yùn)算放大器的正輸入端電連接，所述第二電阻R2的第一導(dǎo)通端與變壓器次級(jí)繞組第二繞組的異名端相連，所述第二電阻R2的第二導(dǎo)通端分別與第二電容Cl的第二導(dǎo)通端、第三電容C3的第一導(dǎo)通端以及運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端電連接，所述第二電容C2的第二導(dǎo)通端以及所述第三電容C3的第二導(dǎo)通端均接地，所述運(yùn)算放大器的輸出端為測(cè)量電路的數(shù)據(jù)輸出端。本實(shí)施例使用時(shí)，恒流源輸出電流，第一三極管Ql和第二三極管Q2的基極接收高頻脈沖電流，形成高頻開關(guān)狀態(tài)，也就是說(shuō)，變壓器的初級(jí)繞組以高頻導(dǎo)通電流，高頻脈沖信號(hào)通過(guò)變壓器變壓后，激勵(lì)信號(hào)加載到兩個(gè)測(cè)量電極上，解決了電極對(duì)地阻抗的測(cè)量，同時(shí)也可以消除測(cè)量電極上的極化電壓，并且對(duì)電極被污染有一定的抑制作用。此時(shí)，電極測(cè)量出的流量信號(hào)可以通過(guò)測(cè)量電路方便的輸出。實(shí)施例2:本實(shí)施例電路原理和框架與實(shí)施例1基本相同(參見附圖2)，本實(shí)施例為以實(shí)施例I為基準(zhǔn)的具體電路實(shí)施例，恒流源采用以LM317芯片為主的恒流源電路，高頻脈沖電流由4140DNP芯片電路構(gòu)成。本實(shí)施例使用時(shí)，恒流源輸出電流，形成高頻開關(guān)狀態(tài)，也就是說(shuō)，變壓器的初級(jí)繞組以高頻導(dǎo)通電流，高頻脈沖信號(hào)通過(guò)變壓器變壓后，激勵(lì)信號(hào)加載到兩個(gè)測(cè)量電極上，解決了電極對(duì)地阻抗的測(cè)量，同時(shí)也可以消除測(cè)量電極上的極化電壓，并且對(duì)電極被污染有一定的抑制作用。此時(shí)，電極測(cè)量出的流量信號(hào)可以通過(guò)測(cè)量電路方便的輸出。以上所述的實(shí)施例只是本實(shí)用新型的一種較佳的方案，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。
權(quán)利要求1.一種變壓器耦合高頻激勵(lì)測(cè)量電極對(duì)地阻抗的電路，包括測(cè)量電路和第一測(cè)量電極以及第二測(cè)量電極，其特征在于:變壓器耦合高頻激勵(lì)測(cè)量測(cè)量電極對(duì)地阻抗的電路還包括有恒流源、帶有初級(jí)繞組和兩個(gè)次級(jí)繞組的變壓器，由高頻脈沖電流控制的電子開關(guān)，變壓器初級(jí)繞組的中心處于恒流源電連接，變壓器初級(jí)繞組的兩端均通過(guò)電子開關(guān)接地，每個(gè)測(cè)量電極均通過(guò)對(duì)應(yīng)的次級(jí)繞組與所述的測(cè)量電路電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器耦合高頻激勵(lì)測(cè)量電極對(duì)地阻抗的電路，其特征在于:所述的電子開關(guān)包括第一三極管Ql和第二三極管Q2，所述第一三極管Ql的集測(cè)量電極與變壓器初級(jí)繞組的同名端電連接，第一三極管Ql的發(fā)射極接地，第一三極管Ql的基極為高頻脈沖電流的接收端，所述第二三極管Q2的集測(cè)量電極與變壓器初級(jí)繞組的異名端電連接，第二三極管Q2的發(fā)射極接地，第二三極管Q2的基極也為高頻脈沖電流的接收端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變壓器耦合高頻激勵(lì)測(cè)量電極對(duì)地阻抗的電路，其特征在于:所述第一測(cè)量電極與變壓器次級(jí)繞組第一繞組的異名端相連，所述變壓器次級(jí)繞組第一繞組的同名端與測(cè)量電路的第一輸入端連接，所述第二測(cè)量電極與變壓器次級(jí)繞組第二繞組的同名端相連，所述變壓器次級(jí)繞組第二繞組的異名端與測(cè)量電路的第二輸入端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變壓器耦合高頻激勵(lì)測(cè)量電極對(duì)地阻抗的電路，其特征在于:所述的測(cè)量電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3和運(yùn)算放大器，所述第一電阻Rl的第一導(dǎo)通端與變壓器次級(jí)繞組第一繞組的同名端相連，所述第一電阻Rl的第二導(dǎo)通端分別與第一電容Cl的第一導(dǎo)通端、第二電容C2的第一導(dǎo)通端以及運(yùn)算放大器的正輸入端電連接，所述第二電阻R2的第一導(dǎo)通端與變壓器次級(jí)繞組第二繞組的異名端相連，所述第二電阻R2的第二導(dǎo)通端分別與第二電容Cl的第二導(dǎo)通端、第三電容C3的第一導(dǎo)通端以及運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端電連接，所述第二電容C2的第二導(dǎo)通端以及所述第三電容C3的第二導(dǎo)通端均接地，所述運(yùn)算放大器的輸出端為測(cè)量電路的數(shù)據(jù)輸出端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種變壓器耦合高頻激勵(lì)測(cè)量電極對(duì)地阻抗的電路。本實(shí)用新型可以解決流量信號(hào)產(chǎn)生干擾，相對(duì)流量信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì)也比較復(fù)雜，同時(shí)信號(hào)的幅值和輸出時(shí)間短，起不到消除極化用的問題。其技術(shù)方案要點(diǎn)是包括測(cè)量電路和一對(duì)測(cè)量電極，變壓器耦合高頻激勵(lì)測(cè)量測(cè)量電極對(duì)地阻抗的電路還包括有恒流源、帶有初級(jí)繞組和兩個(gè)次級(jí)繞組的變壓器，由高頻脈沖電流控制的電子開關(guān)，變壓器初級(jí)繞組的中心處于恒流源電連接，變壓器初級(jí)繞組的兩端均通過(guò)電子開關(guān)接地，每個(gè)測(cè)量電極均通過(guò)對(duì)應(yīng)的次級(jí)繞組與所述的測(cè)量電路電連接。本實(shí)用新型對(duì)電極上的流量信號(hào)不造成影響，能適合不同口徑的電磁流量計(jì)傳感器。
文檔編號(hào)G01R27/18GK202929123SQ20122048089
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月20日
發(fā)明者孫向東, 聶志剛, 郭方恩, 周治剛, 何望星, 毛德豐 申請(qǐng)人:浙江迪元儀表有限公司