今天為大家介紹一項國家發明授權專利——帶有流體阻抗測量的電磁流量計。該專利由上海大學申請，并于2016年8月17日獲得授權公告。

內容說明

本發明涉及一種帶有流體阻抗測量的電磁流量計，具體涉及一種采用基于光電池的可控激勵源產生附加交流激勵電勢的雙激勵電磁流量計，磁激勵下進行流體流速測量，電激勵下進行電極阻抗測量。本發明特別關于一種根據所測得在電極阻抗值，實施流體電導率測量、偵測電極絕緣物附著情況及判斷是否空管的電磁流量計。

發明背景

電磁流量計是基于磁場激勵狀態下流體切割磁力線產生與流速成正比的感應電動勢而形成的一個測量方程，并依此形成由傳感器兩電極輸出感應電勢與測量放大器進行信號放大的測量體系，但這一測量體系是建立在流體電導率等效流體內阻與信號放大器輸入內阻間的內阻比可被忽略的條件下。一旦流體電導率足夠低，其等效內阻不能被忽略，上述測量體系測量精度便不能保證。

現已形成一種除磁場激勵外再附加新激勵來測量流體阻抗的雙激勵電磁流量計，主要用于實現在保證原有流體流量測量的同時，對電極污染和測量管道空管狀態進行監測，有專利CN1409093A、專利CN100344940C、專利CN100491928C、專利CN1731106A、專利CN1760643A和CN101718565A等。

一般附加新激勵有兩種方式：一是如專利CN1409093A、CN100491928C和CN1760643A將新激勵并聯在測量電極上，這樣在原理上存在，任何電路并聯在高內阻的測量電極上都會使磁場激勵下的感應電勢信號受到損失的問題；二是將新激勵串接在電磁流量傳感器兩測量電極端與測量放大器兩輸入端的連接回路中，專利CN100344940C、CN1731106A和CN101718565A，這樣在原理上已不會使磁場激勵下的感應電勢信號受到損失，但這樣需要用與測量電極回路電氣隔離方法來實現附加新激勵的產生和控制問題。

發明內容

本發明的目的在于針對已有技術存在的缺陷，提供一種帶有流體阻抗測量的電磁流量計，可以精確測量電極阻抗，從而能夠辨識流體種類，偵測電極污染及管壁內襯層附著情況，判斷測量管是否空管。

本發明是在專利CN101718565A的基礎上，在由傳感器（1）產生的流體感應電勢E0與可控激勵電勢（2）產生的激勵電勢E1串聯形成的信號端a和b，通過電容Ca和Cb耦合與阻抗信號放大器（4）兩輸入端相接，并在阻抗信號放大器（4）兩輸入端上分別接有連接信號參考地的電阻Ra和Rb。在激勵磁場B=0時，阻抗信號放大器（4）有輸出信號U4來估計流體阻抗Z0，即通過信號U4可以得出流體電導率變化、電極污染和測量管空管等信息。

根據上述發明構思，本發明采用以下技術方案：一種帶有流體阻抗測量的電磁流量計，包括：一個有管道直徑D使被測流體Q通過的電磁流量傳感器，電磁流量傳感器中有激勵磁場B施加于被測流體Q，對應流體Q的流速V在電磁流量傳感器中兩測量電極P1和P2間產生幅值正比于流速V的感應電勢E0=K0×D×B×V，其中K0為一系數；一個可控激勵電勢產生有內阻r1和交變頻率f的激勵電勢E1；感應電勢E0與激勵電勢E1相串聯形成兩個信號端a和b。上述的帶有流體阻抗測量的電磁流量計，所述電阻Ra和Rb可采用數控電位器，可根據實際需求，調整到需要的電阻值，從而提高測量精度。

本發明與現有技術相比，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點：基于光電耦合串聯在流量測量回路里的電場激勵，易控制監測，且不會降低流量測量信號放大器的輸入阻抗，從而不會造成磁場激勵下的感應電勢信號受到損失的問題。

其次，阻抗信號放大器通過耦合電容連接到流速測量回路里的兩信號輸出端a和b，從而使得流體流速測量與電極阻抗測量互不干擾，分時、分頻、分硬件進行測量。這樣就能提供一種既能保持在磁場激勵下的高性能流量測量特性，又能在附加電勢激勵下對電極兩端間流體阻抗進行監測的雙激勵電磁流量計。使傳統的電磁流量計具有了對電極污染、測量管空管和流體阻抗變化等進行監測的新功能。