電流脈沖型本質(zhì)安全防爆前置放大器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于一種電子線路，特別涉及一種前置放大器。一種電流脈沖型本質(zhì)安全防爆前置放大器，技術(shù)方案是：它包括：信號(hào)采集電路(1)、整形電路(2)、V/I轉(zhuǎn)換電路(3)以及供電電路(4)；信號(hào)采集電路(1)完成流量信號(hào)的采集，輸出毫伏級(jí)電壓信號(hào)，并放大到伏級(jí)，并進(jìn)行濾波、降噪；整形電路(2)將接收到的信號(hào)整形成電壓方波信號(hào)輸出至所述V/I轉(zhuǎn)換電路(3)；所述V/I轉(zhuǎn)換電路(3)將電壓方波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流脈沖信號(hào)；本發(fā)明電路簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，測(cè)量精度高，可靠性高，安裝與拆卸方便，可遠(yuǎn)距離傳送流量信號(hào)，特別適用于需要本安防爆的場(chǎng)合。
【專利說明】電流脈沖型本質(zhì)安全防爆前置放大器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種電子線路，特別涉及一種前置放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]渦輪流量計(jì)的流量輸出信號(hào)為交變的磁信號(hào)，須經(jīng)磁電變換和前置放大后再輸出到測(cè)量設(shè)備，進(jìn)行磁電變換和前置放大的電路統(tǒng)稱為前置放大器。前置放大器輸出的類型有電流輸出型、電壓輸出型和脈沖輸出型三種。在要求防爆的環(huán)境中使用時(shí)，電壓輸出型和脈沖輸出型前置放大器必須采用隔爆方式，存在體積大、安裝要求高、拆裝不方便等缺點(diǎn)；電流輸出型前置放大器雖可采用本質(zhì)安全防爆方式，但輸出信號(hào)為模擬量，對(duì)檢測(cè)儀表要求高，在信號(hào)處理過程中會(huì)產(chǎn)生一定誤差。目前該領(lǐng)域中既能采用電流脈沖輸出，又能實(shí)現(xiàn)本安防爆的前置放大器尚為空白。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:提供一種以電流脈沖輸出的本質(zhì)安全防爆前置放大器，將渦輪流量計(jì)的流量信號(hào)變換為電流脈沖形式遠(yuǎn)傳到安全區(qū)的檢測(cè)儀表。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種電流脈沖型本質(zhì)安全防爆前置放大器，它包括:信號(hào)采集電路、整形電路、v/Ι轉(zhuǎn)換電路以及供電電路；
[0005]所述信號(hào)采集電路包括:帶有磁鋼的感應(yīng)線圈，由正反向并聯(lián)在所述感應(yīng)線圈兩端的第一二極管到第六二極管所組成的第一本安保護(hù)電路，以及第一運(yùn)算放大器；所述感應(yīng)線圈完成流量信號(hào)的采集，輸出毫伏級(jí)電壓信號(hào)；所述第一運(yùn)算放大器的正向輸入端一方面通過第四電容接地，一方面通過第八電阻接地，另一方面通過第九電阻接入所述感應(yīng)線圈的一端，所述第一運(yùn)算放大器的負(fù)向輸入端一方面通過第五電容接地，一方面通過第十電阻接地，一方面通過第十二電阻接入所述感應(yīng)線圈的另一端，另一方面通過第十一電阻接入所述第一運(yùn)算放大器的輸出反饋信號(hào)，所述第一運(yùn)算放大器的供電端接入所述供電電路；所述第一運(yùn)算放大器將流量信號(hào)放大到伏級(jí)，并進(jìn)行濾波、降噪；
[0006]所述整形電路包括:第二運(yùn)算放大器，其負(fù)向輸入端接入所述第一運(yùn)算放大器輸出信號(hào)，所述第二運(yùn)算放大器正向輸入端一方面通過第六電阻接地，一方面通過第七電阻接入所述供電電路，另一方面通過第五電阻接入所述第二運(yùn)算放大器輸出的反饋信號(hào)；所述整形電路將接收到的流量信號(hào)整形成方波電壓信號(hào)；
[0007]所述V/Ι轉(zhuǎn)換電路包括:正極接地、負(fù)極接入所述第二運(yùn)算放大器輸出端的第十三穩(wěn)壓二極管、第十四穩(wěn)壓二極管；第二三極管，其基極通過第四電阻接入所述第二運(yùn)算放大器的輸出，其發(fā)射極接地，其集電極一方面輸出電流脈沖，另一方面通過第一電阻接入24V+ ;所述V/Ι轉(zhuǎn)換電路將電壓方波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流脈沖信號(hào)；
[0008]所述供電電路包括:第一三極管，由第十穩(wěn)壓二極管、第十一穩(wěn)壓二極管、第十二穩(wěn)壓二極管和電容并聯(lián)組成的第二本安保護(hù)電路，由第三電容、第一電容、第八穩(wěn)壓二極管、第七穩(wěn)壓二極管、第九穩(wěn)壓二極管并聯(lián)組成的第三本安保護(hù)電路；所述第二本安保護(hù)電路一端接地，另一端通過第三電阻接24V+，為所述第一三極管基極提供基準(zhǔn)電壓；所述第一三極管的集電極通過第二電阻接24V+，其發(fā)射極一方面為所述整形電路、所述信號(hào)采集電路供電，另一方面通過第六電容接24V+ ;所述第三本安保護(hù)電路一端接地，另一端接入第一三極管的發(fā)射極。
[0009]本發(fā)明電路簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，測(cè)量精度高，可靠性高，安裝與拆卸方便，可遠(yuǎn)距離傳送流量信號(hào)，特別適用于需要本安防爆的場(chǎng)合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]附圖1為本發(fā)明的電原理圖；
[0011]附圖2為本發(fā)明安裝于殼體內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]附圖3為本發(fā)明的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例1:參見附圖1，一種電流脈沖型本質(zhì)安全防爆前置放大器，它包括:信號(hào)采集電路1、整形電路2、￥/1轉(zhuǎn)換電路3以及供電電路4 ;
[0014]所述信號(hào)采集電路I包括:帶有磁鋼的感應(yīng)線圈L，由正反向并聯(lián)在所述感應(yīng)線圈L兩端的第一二極管到第六二極管D1-D6所組成的第一本安保護(hù)電路，以及第一運(yùn)算放大器UlA ;所述感應(yīng)線圈L完成流量信號(hào)的采集，輸出毫伏級(jí)電壓信號(hào)；所述第一運(yùn)算放大器UlA的正向輸入端一方面通過第四電容C4接地，一方面通過第八電阻R8接地，另一方面通過第九電阻R9接入所述感 應(yīng)線圈L的一端，所述第一運(yùn)算放大器UlA的負(fù)向輸入端一方面通過第五電容C5接地，一方面通過第十電阻RlO接地，一方面通過第十二電阻R12接入所述感應(yīng)線圈L的另一端，另一方面通過第十一電阻Rll接入所述第一運(yùn)算放大器UlA的輸出反饋信號(hào)，所述第一運(yùn)算放大器UlA的供電端接入所述供電電路4 ;所述第一運(yùn)算放大器UlA將流量信號(hào)放大到伏級(jí)，并進(jìn)行濾波、降噪；
[0015]所述整形電路2包括:第二運(yùn)算放大器U1B，其負(fù)向輸入端接入所述第一運(yùn)算放大器UlA輸出信號(hào),所述第二運(yùn)算放大器UlB正向輸入端一方面通過第六電阻R6接地,一方面通過第七電阻R7接入所述供電電路4，另一方面通過第五電阻R5接入所述第二運(yùn)算放大器UlB輸出的反饋信號(hào)；所述整形電路2將接收到的流量信號(hào)整形成方波電壓信號(hào)；
[0016]所述V/Ι轉(zhuǎn)換電路3包括:正極接地、負(fù)極接入所述第二運(yùn)算放大器UlB輸出端的第十三穩(wěn)壓二極管D13、第十四穩(wěn)壓二極管D14 ;第二三極管BG2，其基極通過第四電阻R4接入所述第二運(yùn)算放大器UlB的輸出，其發(fā)射極接地，其集電極一方面輸出電流脈沖，另一方面通過第一電阻Rl接入24V+ ;所述V/Ι轉(zhuǎn)換電路3將電壓方波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流脈沖信號(hào);
[0017]所述供電電路4包括:第一三極管BG1，由第十穩(wěn)壓二極管D10、第十一穩(wěn)壓二極管D11、第十二穩(wěn)壓二極管D12和電容C2并聯(lián)組成的第二本安保護(hù)電路，由第三電容C3、第一電容Cl、第八穩(wěn)壓二極管D8、第七穩(wěn)壓二極管D7、第九穩(wěn)壓二極管D9并聯(lián)組成的第三本安保護(hù)電路；所述第二本安保護(hù)電路一端接地，另一端通過第三電阻R3接24V+，為所述第一三極管BGl基極提供基準(zhǔn)電壓；所述第一三極管BGl的集電極通過第二電阻R2接24V+，其發(fā)射極一方面為所述整形電路2、所述信號(hào)采集電路I供電，另一方面通過第六電容C6接24V+ ;所述第三本安保護(hù)電路一端接地，另一端接入第一三極管BGl的發(fā)射極。
[0018]實(shí)施例2:參見附圖2，如實(shí)施例1所述的電流脈沖型本質(zhì)安全防爆前置放大器，其特征是:它安裝在設(shè)有頂蓋10、下端外部設(shè)有螺紋的殼體5內(nèi)，所述感應(yīng)線圈L以及導(dǎo)磁銜鐵6安裝于所述殼體5下端內(nèi)部，所述殼體5內(nèi)部填充有硅橡膠7，上端側(cè)面設(shè)有電連接器8 ;所述殼體5通過所述螺紋連接于渦輪流量計(jì)，并由鎖緊螺母9固定。
[0019]實(shí)施例3:參見附圖3，如實(shí)施例2所述的電流脈沖型本質(zhì)安全防爆前置放大器，通過螺紋安裝在危險(xiǎn)區(qū)的渦輪流量計(jì)上，安全區(qū)的檢測(cè)電路通過齊納式安全柵隔離后由2線制測(cè)量電纜給前置放大器提供工作電源。當(dāng)流體流經(jīng)渦輪流量計(jì)時(shí)，前置放大器產(chǎn)生與流量成正比的電流脈沖信號(hào)，該脈沖電流信號(hào)在4?20mA之間變化。電流脈沖經(jīng)齊納式安全柵隔離后在負(fù)載電阻上產(chǎn)生電壓脈沖信號(hào)，由檢測(cè)電路進(jìn)行計(jì)數(shù)處理，實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的防爆隔離。
【權(quán)利要求】
1.一種電流脈沖型本質(zhì)安全防爆前置放大器，其特征是:它包括:信號(hào)采集電路(I)、整形電路⑵、v/Ι轉(zhuǎn)換電路(3)以及供電電路⑷； 所述信號(hào)采集電路(I)包括:帶有磁鋼的感應(yīng)線圈(L)，由正反向并聯(lián)在所述感應(yīng)線圈(L)兩端的第一二極管到第六二極管(D1-D6)所組成的第一本安保護(hù)電路，以及第一運(yùn)算放大器(UlA);所述感應(yīng)線圈(L)完成流量信號(hào)的采集，輸出毫伏級(jí)電壓信號(hào)；所述第一運(yùn)算放大器(UlA)的正向輸入端一方面通過第四電容(C4)接地，一方面通過第八電阻(R8)接地，另一方面通過第九電阻(R9)接入所述感應(yīng)線圈(L)的一端，所述第一運(yùn)算放大器(UlA)的負(fù)向輸入端一方面通過第五電容(C5)接地,一方面通過第十電阻(RlO)接地,一方面通過第十二電阻(R12)接入所述感應(yīng)線圈(L)的另一端，另一方面通過第十一電阻(Rll)接入所述第一運(yùn)算放大器(UlA)的輸出反饋信號(hào)，所述第一運(yùn)算放大器(UlA)的供電端接入所述供電電路(4);所述第一運(yùn)算放大器(UlA)將流量信號(hào)放大到伏級(jí)，并進(jìn)行濾波、降噪； 所述整形電路(2)包括:第二運(yùn)算放大器(UlB)，其負(fù)向輸入端接入所述第一運(yùn)算放大器(UlA)輸出信號(hào)，所述第二運(yùn)算放大器(UlB)正向輸入端一方面通過第六電阻(R6)接地，一方面通過第七電阻(R7)接入所述供電電路(4)，另一方面通過第五電阻(R5)接入所述第二運(yùn)算放大器(UlB)輸出的反饋信號(hào)；所述整形電路(2)將接收到的流量信號(hào)整形成方波電壓信號(hào)； 所述V/Ι轉(zhuǎn)換電路(3)包括:正極接地、負(fù)極接入所述第二運(yùn)算放大器(UlB)輸出端的第十三穩(wěn)壓二極管(D13)、第十四穩(wěn)壓二極管(D14);第二三極管(BG2)，其基極通過第四電阻(R4)接入所述第二運(yùn)算放大器(UlB)的輸出，其發(fā)射極接地，其集電極一方面輸出電流脈沖，另一方面通過第一電阻(Rl)接入24V+;所述V/Ι轉(zhuǎn)換電路(3)將電壓方波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流脈沖信號(hào)； 所述供電電路(4)包括:第一三極管(BGl)，由第十穩(wěn)壓二極管(DlO)、第十一穩(wěn)壓二極管(Dll)、第十二穩(wěn)壓二極管(D12)和電容(C2)并聯(lián)組成的第二本安保護(hù)電路，由第三電容(C3)、第一電容(Cl)、第八穩(wěn)壓二極管(D8)、第七穩(wěn)壓二極管(D7)、第九穩(wěn)壓二極管(D9)并聯(lián)組成的第三本安保護(hù)電路；所述第二本安保護(hù)電路一端接地，另一端通過第三電阻(R3)接24V+，為所述第一三極管(BGl)基極提供基準(zhǔn)電壓；所述第一三極管(BGl)的集電極通過第二電阻(R2)接24V+，其發(fā)射極一方面為所述整形電路(2)、所述信號(hào)采集電路(I)供電，另一方面通過第六電容(C6)接24V+;所述第三本安保護(hù)電路一端接地，另一端接入第一三極管(BGl)的發(fā)射極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流脈沖型本質(zhì)安全防爆前置放大器，其特征是:它安裝在設(shè)有頂蓋(10)、下端外部設(shè)有螺紋的殼體(5)內(nèi)，所述感應(yīng)線圈(L)以及導(dǎo)磁銜鐵(6)安裝于所述殼體(5)下端內(nèi)部，所述殼體(5)內(nèi)部填充有硅橡膠(7)，上端側(cè)面設(shè)有電連接器(8);所述殼體(5)通過所述螺紋連接于渦輪流量計(jì)，并由鎖緊螺母(9)固定。
【文檔編號(hào)】H03K5/02GK103595375SQ201310567056
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】楊金巖, 李華, 劉福君, 許啟興, 王玉森 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍第二炮兵裝備研究院第三研究所