专利名称：应用于科里奥利质量流量计中的变送器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及质量流量测量领域，特别涉及一种应用于科里奥利质量流量计中的变送器结构。
背景技术：
科里奥利质量流量计是根据科里奥利力原理进行工作的。其主要由传感器部分和变送器部分组成，其中传感器部分包括两个速度传感器，用于测量两路速度信号；由科里奥利力原理可知，流体的质量流量与传感器的两路信号之间的时间差成正比。科里奥利质量流量计的变送器部分就是用于对传感器的两路信号的时间差进行测量，从而计算出液体的质量流量。随着传感器技术的进步，传感器的两路信号之间的时间差已由几十微秒减小到了十微秒以内。测量方法也由传统的模拟及插值技术进步到了采用数字信号处理器(DSP)进行FFT (快速傅里叶)变换。要实现这极小时间差的测量，需要对传感器两路信号按照预定的间隔(通常是等间隔)重复采样，用来存储、计算分析或其它处理。FFT变换的精度不仅取决于算法本身，更重要的是取决于采样时钟的准确性。在低精度FFT算法上，采样时钟准确与否，对测量结果的影响不是很大。而对于高精度FFT算法上，采样时钟的准确性就显得尤为重要。传统技术中的科里奥利质量流量计的变送器结构框图如图I所示，其包括顺次相连的时钟单元、分频处理单元、A/D采样单元、数字信号处理器；其工作原理是时钟单元为变送器系统提供采样时钟，该时钟信号经过分频处理单元的分频处理后得到一个低频的采样信号，此低频的采样信号用作对传感器两路信号进行A/D采样的同步起始信号；A/D采样后的结果送到数字信号处理器进行分析处理，最后通过FFT算法计算出液体的质量流量。传统技术中的科里奥利质量流量计的变送器结构中时钟单元采样时钟信号的精度和稳定度不能满足高精度FFT算法的需求，而分频处理单元一般采用分频电路，采样频率单一，无法得到随动控制。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提出一种新型的应用于科里奥利质量流量计中的变送器结构，解决传统技术中，采样时钟信号精度和稳定度不能满足高精度FFT算法的需求的问题。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是应用于科里奥利质量流量计中的变送器，包括顺次相连的时钟单元、分频处理单元、A/D采样单元、数字信号处理器；所述时钟单元采用晶体振荡器。进一步，所述晶体振荡器为温度补偿晶体振荡器或恒温晶体振荡器。进一步，所述分频处理单元采用可编程分频器，所述可编程分频器连接数字信号处理器。此可编程分频器可以是现成的，也可以是PLD，FPGA之类的可编程逻辑器件。[0011]本实用新型的有益效果是时钟单元采用温度补偿晶体振荡器或恒温晶体振荡器，可以保证采样时钟信号的高精度和高稳定性，进一步，分频处理单元采用可编程分频器，并与数字信号处理器相连，可以在数字信号处理器的控制下获取极小阶差的任意采样频率，从而保证了采样时钟的品质，进而满足变送器系统中高精度FFT算法的需求。
图I为传统技术中的应用于科里奥利质量流量计中的变送器的结构框图；图2为本实用新型实施例中的应用于科里奥利质量流量计中的变送器的结构框图。
具体实施方式
针对传统技术中采样时钟信号精度和稳定度不能满足高精度FFT算法的需求的问题，本实用新型提出一种新型的应用于科里奥利质量流量计中的变送器结构传统技术中的时钟单元一般采用晶体+振荡电路的形式，而本实用新型选用温度补偿晶体振荡器(TCXO)或恒温晶体振荡器(OCXO)作为时钟单元，可以保证采样时钟信号的高精度和高稳定性；而在分频处理单元的选型上我们采用可编程分频器，并与数字信号处理器相连(DSP)，可以在DSP的控制下获取极小阶差的任意采样频率从而保证了采样时钟的品质，最大限度的减小频偏泄漏，进而满足变送器系统中高精度FFT算法的需求。为使得本实用新型的方案更加清晰、完整，
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步的描述。实施例如图2所示，本例中的应用于科里奥利质量流量计中的变送器结构包括TCXO/0CX0、可编程分频器、A/D采样单元、DSP ;其中，TCX0/0CX0、可编程分频器、A/D采样单元与DSP顺次相连，可编程分频器与DSP也相连。其工作原理是TCX0/0CX0为变送器系统提供高精度、高稳定性的采样时钟，该时钟信号经过可编程分频器的分频处理(可编程分频器受DSP的控制)后得到一个低频的采样信号，此低频的采样信号用作对传感器两路信号(同一传感器的左、右速度信号IN1、IN2)进行A/D采样的同步起始信号；A/D采样后的结果送到DSP进行分析处理，最后通过FFT算法计算出流体的质量流量。下面以一个表格来说明传统技术中的时钟单兀与本实施例中的TCX0/0CX0对系统时间基准的稳定性对比情况
传统技术TCXOOCXO
温度\稳定i____
0°C-70 °C100.10.005
-20 °C-70 °C250.30.01
-40°C~85°C300.50.03[0021]注因厂家及批次不同，可能略有差异，但数量级不会变。由此可见，采用本例中的TCX0/0CX0作为时钟单元后，频率稳定度有着数量级的 提高，从而保证了 FFT算法的精度，实现了极小时间差条件下的高精度测量。
权利要求1.应用于科里奥利质量流量计中的变送器，包括顺次相连的时钟单元、分频处理单元、A/D采样单元、数字信号处理器，其特征在于，所述时钟单元采用晶体振荡器。
2.如权利要求I所述的应用于科里奥利质量流量计中的变送器，其特征在于，所述晶体振荡器为温度补偿晶体振荡器。
3.如权利要求I所述的应用于科里奥利质量流量计中的变送器，其特征在于，所述晶体振荡器为恒温晶体振荡器。
4.如权利要求1-3任意一项所述的应用于科里奥利质量流量计中的变送器，其特征在于，所述分频处理单元采用可编程分频器，所述可编程分频器连接数字信号处理器。
专利摘要本实用新型涉及质量流量测量领域，其公开了一种新型的应用于科里奥利质量流量计中的变送器结构，解决传统技术中采样时钟信号精度和稳定度不能满足高精度FFT算法的需求的问题。本实用新型中的应用于科里奥利质量流量计中的变送器结构包括顺次相连的时钟单元、分频处理单元、A/D采样单元、数字信号处理器；所述时钟单元采用晶体振荡器。本实用新型适用于科里奥利质量流量计中。
文档编号G01F1/84GK202533123SQ20122015272
公开日2012年11月14日 申请日期2012年4月12日 优先权日2012年4月12日
发明者刘缙林, 沈一民, 谢湘南, 赵普俊, 郭建蓉 申请人:四川中测流量科技有限公司
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