一种涡轮流量计及其控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及流量开关，具体涉及一种涡轮流量计及其控制电路。


背景技术：

2.常见的流量检测开关有挡板式流量开关、热导式流量开关和涡轮流量计。挡板式流量开关不能使用在低流量或低压流体中，特别是在低压流体检测时，其可能导致阻塞流体；热导式流量开关和涡轮流量计能够适用低流量、低压流体，但其价格高昂，在大批量安装时占据了极大的成本；另外，涡轮流量计是通过流体流过带动叶轮旋转，叶轮则会输出脉冲式或模拟式的电磁信号，这种电磁信号需要极为复杂的控制电路进行处理，控制难度大、费用高，使其仅适用于高端应用。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是提供一种涡轮流量计及其控制电路，其能够适用于低速、低压流体流量的检测，检测精度高，使用寿命长，且不会阻塞流体，极大的降低了流量计的使用难度和使用成本。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种控制电路，包括信号处理单元和电压比较单元；所述电压比较单元包括运算放大器和阈值电阻，所述信号处理单元和阈值电阻分别连接于所述运算放大器的两个输入端口上；所述信号处理单元用于采集涡轮流量计中的脉冲式或模拟式的电磁信号，并将电磁信号转换为与频率成正比的线性电压信号；所述运算放大器用于在线性电压信号高于或低于阈值电阻的电压时，改变输出信号的电平以计量流量。
5.作为优选的，所述阈值电阻为可变电阻。
6.作为优选的，所述阈值电阻连接在所述运算放大器的反相端子上，所述信号处理单元连接在所述运算放大器的同相端子上。
7.作为优选的，所述运算放大器连接在直流电源上，所述直流电源和所述反相端子之间连接有第七电阻，所述直流电源和所述运算放大器的输出端口之间连接有第八电阻，所述阈值电阻连接在所述运算放大器的反相端子和地之间。
8.作为优选的，所述信号处理单元包括处理芯片和误差电阻，所述处理芯片的输入端口连接至电磁信号的输出端口，所述处理芯片的输出端口连接至所述运算放大器的同相端子上，所述误差电阻连接在所述处理芯片上。
9.作为优选的，所述误差电阻为可变电阻。
10.作为优选的，所述处理芯片的输出端口和所述运算放大器的同相端子之间串联有第六电阻，所述处理芯片的输出端口和地之间并联有滤波电阻和滤波电容。
11.作为优选的，所述处理芯片的型号为lm331。
12.一种涡轮流量计，包括上述的控制电路。
13.作为优选的，包括叶轮，所述叶轮电连接至所述信号处理单元上。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
15.1、本实用新型的控制电路将脉冲式或模拟式的电磁信号转换成了开关式的输出信号，极大的降低了流量计的使用难度和使用成本，可以适用于低速、低压流体流量的检测，检测精度高，使用寿命长。
16.2、本实用新型的涡轮流量计相对于挡板式流量计，不会阻塞流体并可检测低速低压流体的流量；相对于热导式流量计及普通的涡轮流量计，其控制电路得到了极大的简化，具有明显的价格优势且操作简单。叶轮可以根据不同的应用场景更换不同的材质，以更好的应对流体腐蚀及机械疲劳。
附图说明
17.为了更清楚的说明本实用新型实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型实施例1中控制电路的连接示意图。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.实施例1
21.参照图1所示，本实施例公开了一种控制电路，包括信号处理单元和电压比较单元。电压比较单元包括运算放大器m2和阈值电阻rj。信号处理单元和阈值电阻rj分别连接于运算放大器m2的两个输入端口上。信号处理单元用于采集涡轮流量计中的脉冲式或模拟式的电磁信号，并将电磁信号转换为与频率成正比的线性电压信号。运算放大器m2用于在线性电压信号高于或低于阈值电阻rj的电压时，改变输出信号的电平以计量流量。其将脉冲式或模拟式的电磁信号转换成了开关式的输出信号，极大的降低了流量计的使用难度和使用成本，可以适用于低速、低压流体流量的检测。
22.具体而言，上述运算放大器m2连接在直流电源vcc上。直流电源vcc和反相端子之间连接有第七电阻r7。直流电源vcc和运算放大器m2的输出端口之间连接有第八电阻r8。阈值电阻rj连接在运算放大器m2的反相端子和地gnd之间。
23.为了控制使用的最低流量，上述阈值电阻rj为可变电阻。改变阈值电阻rj的阻值，即可以调整输出信号的阈值，从而更方便的控制使用的最低流量。
24.上述信号处理单元包括处理芯片m1。处理芯片m1的输入端口连接至电磁信号的输出端口。处理芯片m1的输出端口连接至运算放大器m2的同相端子上。当m1输出的线性电压信号高于阈值电阻rj的电压时，运算放大器m2的输出端口输出高电平的输出信号；当m1输出的线性电压信号低于阈值电阻rj的电压时，运算放大器m2的输出端口输出低电平的输出信号。当运算放大器m2输出高电平的输出信号时，即可以计量流量。
25.为了调整处理芯片m1的转换误差，可以在上述处理芯片m1上连接误差电阻r5。在不同使用场景下，通过连接不同阻值的误差电阻r5，即可在处理芯片m1将脉冲式或模拟式的电磁信号转换成与频率成正比的线性电压信号时，调整信号的转换误差。优选的，误差电阻r5为可变电阻，以快速的适用不同的使用场景。
26.具体而言，上述处理芯片m1的型号可以为lm331。处理芯片m1的引脚1连接至运算放大器m2的同相端子。引脚1和运算放大器m2的同相端子之间连接有第六电阻r6。引脚1和地gnd之间并联有滤波电阻rl和滤波电容cl，以提高处理芯片m1的输出信号的精度。处理芯片m1的引脚2和地gnd之间依次串联有第四电阻r4和误差电阻r5。处理芯片m1的引脚3和引脚4连接至地gnd。处理芯片m1的引脚5和直流电源vcc之间串联有分压电阻rt。处理芯片m1的引脚5和地gnd之间串联有滤波电容ct。处理芯片m1的引脚6和电磁信号的输出端口之间串联有第一电容c1。引脚6和直流电源vcc之间串联有第三电阻r3。处理芯片m1的引脚7和直流电源vcc之间串联有第一电阻r1。引脚7和地gnd之间串联有第二电阻r2。
27.工作原理：
28.将处理芯片m1的输入端口连接至流量计的脉冲式或模拟式的电磁信号的输出端口上。处理芯片m1采集电磁信号，并将电磁信号转换成与频率成正比的线性电压信号。调整误差电阻r5的阻值，即可将处理芯片m1的转换误差调整至需求的状态。处理芯片m1输出的线性电压信号从运算放大器m2的同相端子输入到运算放大器m2中，当线性电压信号高于阈值电阻rj的电压时，运算放大器m2输出高电平的输出信号，开始计量流量；当线性电压信号低于阈值电阻rj的电压时，运算放大器m2输出低电平的输出信号，停止计量流量。调整阈值电阻rj的阻值，即可设定不同的流量阈值，以适用不同流量的检测、计量。
29.实施例2
30.本实施例公开了一种涡轮流量计，包括实施例1中的控制电路，还包括壳体和叶轮。叶轮转动设置在壳体内。叶轮电连接至信号处理单元上。流体流过叶轮并带动叶轮旋转，叶轮向外输出脉冲式或模拟式的电磁信号，并输入信号处理单元。信号处理单元将电磁信号转换为与频率成正比的线性电压信号，并与阈值电阻rj的电压作对比后，由运算放大器m2输出相应的电平，实现涡轮流量计的流量计量。其相对于挡板式流量计，不会阻塞流体并可检测低速低压流体的流量；相对于热导式流量计及普通的涡轮流量计，其控制电路得到了极大的简化，具有明显的价格优势且操作简单。
31.本实施例需要补充说明的是：本实用新型由处理芯片等具体的硬件结构组成，部分硬件在运行过程中有软件程序的参与，辅助本机运行的软件程序均为现有可复制的软件程序，不构成本技术的创新点。
32.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理能够在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种控制电路，其特征在于，包括信号处理单元和电压比较单元；所述电压比较单元包括运算放大器和阈值电阻，所述信号处理单元和阈值电阻分别连接于所述运算放大器的两个输入端口上；所述信号处理单元用于采集涡轮流量计中的脉冲式或模拟式的电磁信号，并将电磁信号转换为与频率成正比的线性电压信号；所述运算放大器用于在线性电压信号高于或低于阈值电阻的电压时，改变输出信号的电平以计量流量。2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述阈值电阻为可变电阻。3.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述阈值电阻连接在所述运算放大器的反相端子上，所述信号处理单元连接在所述运算放大器的同相端子上。4.如权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述运算放大器连接在直流电源上，所述直流电源和所述反相端子之间连接有第七电阻，所述直流电源和所述运算放大器的输出端口之间连接有第八电阻，所述阈值电阻连接在所述运算放大器的反相端子和地之间。5.如权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述信号处理单元包括处理芯片和误差电阻，所述处理芯片的输入端口连接至电磁信号的输出端口，所述处理芯片的输出端口连接至所述运算放大器的同相端子上，所述误差电阻连接在所述处理芯片上。6.如权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述误差电阻为可变电阻。7.如权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述处理芯片的输出端口和所述运算放大器的同相端子之间串联有第六电阻，所述处理芯片的输出端口和地之间并联有滤波电阻和滤波电容。8.如权利要求7所述的控制电路，其特征在于，所述处理芯片的型号为lm331。9.一种涡轮流量计，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的控制电路。10.如权利要求9所述的涡轮流量计，其特征在于，包括叶轮，所述叶轮电连接至所述信号处理单元上。

技术总结
本实用新型公开了一种涡轮流量计及控制电路，包括信号处理单元和电压比较单元；所述电压比较单元包括运算放大器和阈值电阻，所述信号处理单元和阈值电阻分别连接于所述运算放大器的两个输入端口上；所述信号处理单元用于采集涡轮流量计中的脉冲式或模拟式的电磁信号，并将电磁信号转换为与频率成正比的线性电压信号；所述运算放大器用于在线性电压信号高于或低于阈值电阻的电压时，改变输出信号的电平以计量流量。一种涡轮流量计，包括叶轮和上述控制电路，所述叶轮电连接至所述控制电路上。其能够适用于低速、低压流体流量的检测，检测精度高，使用寿命长，且不会阻塞流体，极大的降低了流量计的使用难度和使用成本。降低了流量计的使用难度和使用成本。降低了流量计的使用难度和使用成本。


技术研发人员：杨丰 袁配
受保护的技术使用者：昆山星锐普思电子科技有限公司
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/8/13