一种自动化工业计量系统

摘要

本发明涉及工业计量技术领域，提出了一种自动化工业计量系统，包括主控单元、通信电路、涡街流量传感器、电荷放大电路和整形电路，电荷放大电路的输入端连接涡街流量传感器，电荷放大电路的输出端连接整形电路的输入端，整形电路的输出端连接主控单元，通信电路连接主控单元。通过上述技术方案，解决了现有技术中流量计结构复杂和精度低的问题。

权利要求

1.一种自动化工业计量系统，其特征在于，包括主控单元、通信电路、涡街流量传感器、电荷放大电路和整形电路，所述电荷放大电路的输入端连接所述涡街流量传感器，所述电荷放大电路的输出端连接所述整形电路的输入端，所述整形电路的输出端连接所述主控单元，所述通信电路连接所述主控单元，所述电荷放大电路包括电阻R1、电容C4、电容C5、运放U1、电阻R2、电容C2、N沟道场效应管Q1、电容C3、电阻R3、二极管D3、二极管D4、电阻R22和P沟道场效应管Q2，所述运放U1的反相输入端通过所述电容C4连接涡街流量传感器探头U8的第一端，所述运放U1的同相输入端连接Vref电源，所述涡街流量传感器探头U8的第二端通过所述电容C5连接所述运放U1的同相输入端，所述电阻R1的第一端连接所述运放U1的反相输入端，所述电阻R1的第二端连接所述运放U1的同相输入端，所述运放U1的输出端通过所述电阻R2连接所述运放U1的反相输入端，所述运放U1的输出端通过所述电容C2连接所述运放U1的反相输入端，所述运放U1的输出端连接所述整形电路的输入端，电容C3的第一端用于连接驱动信号，所述驱动信号为方波信号，且与涡街流量传感器探头U8的输出信号相位相同，所述电容C3的第二端通过所述电阻R3连接所述N沟道场效应管Q1的栅极，所述电容C3的第二端通过所述电阻R22连接所述P沟道场效应管Q2的栅极，所述N沟道场效应管Q1的漏极连接所述运放U1的输出端，所述N沟道场效应管Q1的源极连接所述运放U1的反相输入端，所述P沟道场效应管Q2的漏极连接所述运放U1的输出端，所述P沟道场效应管Q2的源极连接所述运放U1的反相输入端，所述二极管D3的阴极连接所述N沟道场效应管Q1的栅极，所述二极管D3的阳极连接Vref电源，所述二极管D4的阴极连接Vref电源，所述二极管D4的阳极连接所述P沟道场效应管Q2的栅极。

2.根据权利要求1所述的一种自动化工业计量系统，其特征在于，所述电荷放大电路还包括电阻R23、电阻R24和运放U9，所述运放U9的同相输入端通过所述电阻R24连接所述涡街流量传感器探头U8的第一端，所述运放U9的反相输入端通过所述电阻R23连接所述涡街流量传感器探头U8的第二端，所述运放U9的输出端作为所述驱动信号，连接所述电容C3的第一端。

3.根据权利要求1所述的一种自动化工业计量系统，其特征在于，所述整形电路包括变阻器RP2、电容C17、电阻R14、电阻R15和运放U6，所述电容C17的第一端连接所述运放U1的输出端，所述电容C17的第二端连接所述运放U6的同相输入端，所述运放U6的同相输入端通过所述电阻R15连接2.5V电源，所述运放U6的反相输入端连接所述变阻器RP2的第一端，所述变阻器RP2的第二端连接2.5V电源，所述运放U6输出端通过所述电阻R14连接所述运放U6的反相输入端，所述运放U6的输出端连接所述主控单元。

4.根据权利要求3所述的一种自动化工业计量系统，其特征在于，还包括第二放大电路，所述第二放大电路包括电容C11、电阻R5、变阻器RP1、电阻R4、运放U3和电阻R6，所述电容C11的第一端连接所述运放U1的输出端，所述电容C11的第二端连接所述运放U3的同相输入端，所述运放U3的同相输入端通过所述电阻R5连接2.5V电源，所述运放U3的反相输入端通过所述电阻R4连接所述变阻器RP1的第一端，所述变阻器RP1的第二端连接5V电源，所述运放U3的输出端通过所述电阻R6连接所述运放U3的运放U3的反相输入端，所述运放U3的输出端连接所述电容C17的第一端。

5.根据权利要求4所述的一种自动化工业计量系统，其特征在于，还包括滤波电路，所述滤波电路包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C12、电容C13、电阻R10、运放U4、电容C14、电阻R11、电容C16、电阻R12、电阻R13、电容C15和运放U5，所述电阻R7的第一端连接所述运放U3的输出端，所述电阻R7的第二端通过所述电阻R9连接所述运放U4的反相输入端，所述电阻R7的第二端通过所述电容C12接地，所述运放U4的同相输入端通过所述电阻R10接地，所述运放U4的输出端通过所述电容C13连接所述运放U4的反相输入端，所述运放U4的输出端通过所述电阻R8连接所述电阻R7的第二端，所述运放U4的输出端连接所述电容C14的第一端，所述电容C14的第二端通过所述电容C16连接所述运放U5的反相输入端，所述电容C14的第二端通过所述电阻R11接地，所述运放U5的同相输入端通过所述电阻R12接地，所述运放U5的输出端通过所述电阻R13连接所述运放U5的反相输入端，所述运放U5的输出端通过所述电容C15连接所述电容C14的第二端，所述运放U5的输出端连接所述电容C17的第一端。

6.根据权利要求3所述的一种自动化工业计量系统，其特征在于，还包括限幅电路，所述限幅电路包括电阻R16、电阻R17、电阻R18、运放U7、二极管D1和二极管D2，所述运放U7的反相输入端通过所述电阻R16连接所述运放U6的输出端，所述运放U7的同相输入端通过所述电阻R18接地，所述运放U7的输出端通过所述电阻R17连接所述运放U7的反相输入端，所述运放U7的输出端连接所述二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极连接所述运放U7的反相输入端，所述运放U7的输出端连接所述二极管D2的阴极，所述二极管D2的阳极连接所述运放U7的反相输入端，所述运放U7的输出端连接所述主控单元。

说明书

一种自动化工业计量系统

技术领域

[0001] 本发明涉及工业计量技术领域，具体的，涉及一种自动化工业计量系统。

背景技术

[0002] 工业计量是指工业生产领域里的计量工作，为获得准确可靠的测量数据，以满足企业生产经营要求的各项活动。流量作为工业过程控制中的四大被测量之一，流量计量在工业计量中占有不可或缺的位置，对流体流量进行正确测量和调节是保证生产过程安全经济运行、提高产品质量、降低物质消耗、提高经济效益、实现科学管理的基础。

[0003] 根据测量方法的不同，目前常用的流量计分为：容积式流量计、质量式流量计和速度式流量计等。容积式流量计计量精度高，但结构复杂、体积大、笨重、尤其较大口径容积式流量计体积庞大，故一般只适用于中小口径；质量式流量计计量的流体范围广泛，压力损失较大，不能用于大管径测量；速度式流量计以直接测量管道内的流体速度作为流量测量的依据，测量结果容易受温度以及被测流体压力的影响。

发明内容

[0004] 本发明提出一种自动化工业计量系统，解决了现有技术中流量计结构复杂和精度低的问题。

[0005] 本发明的技术方案如下：

[0006] 一种自动化工业计量系统，包括主控单元、通信电路、涡街流量传感器、电荷放大电路和整形电路，所述电荷放大电路的输入端连接所述涡街流量传感器，所述电荷放大电路的输出端连接所述整形电路的输入端，所述整形电路的输出端连接所述主控单元，所述通信电路连接所述主控单元，

[0007] 所述电荷放大电路包括电阻R1、电容C4、电容C5、运放U1、电阻R2、电容C2、N沟道场效应管Q1、电容C3、电阻R3、二极管D3、二极管D4、电阻R22和P沟道场效应管Q2，[0008] 所述运放U1的反相输入端通过所述电容C4连接涡街流量传感器探头U8的第一端，所述运放U1的同相输入端连接Vref电源，所述涡街流量传感器探头U8的第二端通过所述电容C5连接所述运放U1的同相输入端，所述电阻R1的第一端连接所述运放U1的反相输入端，所述电阻R1的第二端连接所述运放U1的同相输入端，所述运放U1的输出端通过所述电阻R2连接所述运放U1的反相输入端，所述运放U1的输出端通过所述电容C2连接所述运放U1的反相输入端，所述运放U1的输出端连接所述整形电路的输入端，

[0009] 电容C3的第一端用于连接驱动信号，所述驱动信号为方波信号，且与涡街流量传感器探头U8的输出信号相位相同，所述电容C3的第二端通过所述电阻R3连接所述N沟道场效应管Q1的栅极，所述电容C3的第二端通过所述电阻R22连接所述P沟道场效应管Q2的栅极，所述N沟道场效应管Q1的漏极连接所述运放U1的输出端，所述N沟道场效应管Q1的源极连接所述运放U1的反相输入端，所述P沟道场效应管Q2的漏极连接所述运放U1的输出端，所述P沟道场效应管Q2的源极连接所述运放U1的反相输入端，所述二极管D3的阴极连接所述N沟道场效应管Q1的栅极，所述二极管D3的阳极连接Vref电源，所述二极管D4的阴极连接Vref电源，所述二极管D4的阳极连接所述P沟道场效应管Q2的栅极。

[0010] 进一步，本发明中所述电荷放大电路还包括电阻R23、电阻R24和运放U9，所述运放U9的同相输入端通过所述电阻R24连接所述涡街流量传感器探头U8的第一端，所述运放U9的反相输入端通过所述电阻R23连接所述涡街流量传感器探头U8的第二端，所述运放U9的输出端作为所述驱动信号，连接所述电容C3的第一端。

[0011] 进一步，本发明中所述整形电路包括变阻器RP2、电容C17、电阻R14、电阻R15和运放U6，所述电容C17的第一端连接所述运放U1的输出端，所述电容C17的第二端连接所述运放U6的同相输入端，所述运放U6的同相输入端通过所述电阻R15连接2.5V电源，所述运放U6的反相输入端连接所述变阻器RP2的第一端，所述变阻器RP2的第二端连接2.5V电源，所述运放U6输出端通过所述电阻R14连接所述运放U6的反相输入端，所述运放U6的输出端连接所述主控单元。

[0012] 进一步，本发明中还包括第二放大电路，所述第二放大电路包括电容C11、电阻R5、变阻器RP1、电阻R4、运放U3和电阻R6，所述电容C11的第一端连接所述运放U1的输出端，所述电容C11的第二端连接所述运放U3的同相输入端，所述运放U3的同相输入端通过所述电阻R5连接2.5V电源，所述运放U3的反相输入端通过所述电阻R4连接所述变阻器RP1的第一端，所述变阻器RP1的第二端连接5V电源，所述运放U3的输出端通过所述电阻R6连接所述运放U3的运放U3的反相输入端，所述运放U3的输出端连接所述电容C17的第一端。

[0013] 进一步，本发明中还包括滤波电路，所述滤波电路包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C12、电容C13、电阻R10、运放U4、电容C14、电阻R11、电容C16、电阻R12、电阻R13、电容C15和运放U5，所述电阻R7的第一端连接所述运放U3的输出端，所述电阻R7的第二端通过所述电阻R9连接所述运放U4的反相输入端，所述电阻R7的第二端通过所述电容C12接地，所述运放U4的同相输入端通过所述电阻R10接地，所述运放U4的输出端通过所述电容C13连接所述运放U4的反相输入端，所述运放U4的输出端通过所述电阻R8连接所述电阻R7的第二端，所述运放U4的输出端连接所述电容C14的第一端，

[0014] 所述电容C14的第二端通过所述电容C16连接所述运放U5的反相输入端，所述电容C14的第二端通过所述电阻R11接地，所述运放U5的同相输入端通过所述电阻R12接地，所述运放U5的输出端通过所述电阻R13连接所述运放U5的反相输入端，所述运放U5的输出端通过所述电容C15连接所述电容C14的第二端，所述运放U5的输出端连接所述电容C17的第一端。

[0015] 进一步，本发明中还包括限幅电路，所述限幅电路包括电阻R16、电阻R17、电阻R18、运放U7、二极管D1和二极管D2，所述运放U7的反相输入端通过所述电阻R16连接所述运放U6的输出端，所述运放U7的同相输入端通过所述电阻R18接地，所述运放U7的输出端通过所述电阻R17连接所述运放U7的反相输入端，所述运放U7的输出端连接所述二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极连接所述运放U7的反相输入端，所述运放U7的输出端连接所述二极管D2的阴极，所述二极管D2的阳极连接所述运放U7的反相输入端，所述运放U7的输出端连接所述主控单元。

[0016] 本发明的工作原理及有益效果为：

[0017] 本发明中，通过涡街流量传感器检测被测流体流量，涡街流量传感器基于卡门涡街效应，是由设计在流场中的旋涡发生体、检测探头组成。当液体流经旋涡发生体时，它的两侧就成了交替变化的两排旋涡，这种旋涡被称为卡门涡街，这些交替变化的旋涡就形成了一系列交替变化的负压力，该压力作用在涡街流量传感器探头U8上形成电荷。被测流体的流量越大，则涡街流量传感器探头U8上形成的电荷量越大，即电荷量与被测流体的流量成正比。电荷放大电路用于将涡街流量传感器探头U8形成的电荷转为电压并放大后输出，整形电路用于将电荷放大电路输出的电信号整形后送至主控单元，主控单元通过通信单元将该流量检测数据送至上位机，以便实时在线检测流量数据。

[0018] 具体的，电荷放大电路用于放大涡街流量传感器探头U8形成的电荷信号；输出一个正比于电荷的电压信号，同时将涡街流量传感器的高输入阻抗变为低输入阻抗。其工作原理为：

[0019] 运放U1构成差分放大电路，差分放大电路可以提高输入级的共模抑制能力，涡街流量传感器探头U8的输出端并联电阻R1，是为了避免本应输送到反馈电容C2上有限的电荷被运放U1的输入电阻分流，造成电荷泄漏，而导致零漂。涡街流量传感器探头U8的输出为交变的电流信号，电容C4和电容C5用于滤除涡街流量传感器探头U8中的直流分量，将涡街流量传感器探头U8的输出分别送至运放U1的同相输入端和反相输入端。运放U1将涡街流量传感器探头U8形成的电荷信号变为电压信号并放大后，送至整形电路。

[0020] 为防止电荷放大电路因积分饱和导致输出信号失真影响最终流量检测的精度，在运放U1的反馈回路上并联放电复位电路，在涡街流量传感器探头U8的输出信号过零点时强制对电容C2放电复位，放电复位电路由N沟道场效应管Q1、电容C3、电阻R3、二极管D3、二极管D4、电阻R22和P沟道场效应管Q2构成。其中，Va为驱动信号，该信号为与涡街流量传感器探头U8输出信号同相位、同频率的矩形波。当涡街流量传感器探头U8输出信号由负变正过零时，Va由低电平变高电平，并通过电容C3耦合至N沟道场效应管Q1和P沟道场效应管Q2的栅极；此时，N沟道场效应管Q1的栅源电压为正，且高于开启电压，N沟道场效应管Q1导通，将反馈电容C2短路，泄放掉多余的电荷，使得运放U1输出强制“过零”。此后涡街流量传感器探头U8输出信号进入正半周，运放U1输出信号相应进入负半周，则N沟道场效应管Q1漏源电压为负，N沟道场效应管Q1断开，电路恢复为正常状态。同理，当涡街流量传感器探头U8输出信号由正变负过零时，Va由高电平变低电平，P沟道场效应管Q2的栅源电压为负，且低于开启电压，P沟道场效应管Q2导通，将反馈电容C2短路，泄放掉多余电荷；此后运放U1输出信号进入正半周，P沟道场效应管Q2漏源电压为正，P沟道场效应管Q2断开。如此往复，确保电荷放大电路正常工作。

[0021] 本发明中，在原有电荷放大电路的基础上加入了放电复位电路，减小电荷放大电路输出信号的失真，这将更有利于后级信号的调理，从而提高了流量的检测精度。

[0022] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

[0023] 图1为本发明中电荷放大电路的电路图；

[0024] 图2为本发明中过零检测电路的电路图；

[0025] 图3为本发明中整形电路的电路图；

[0026] 图4为本发明中第二放大电路的电路图；

[0027] 图5为本发明中滤波电路的电路图；

[0028] 图6为本发明中限幅电路的电路图。

具体实施方式

[0029] 下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

[0030] 实施例1

[0031] 如图1所示，本实施例中提出了一种自动化工业计量系统，包括主控单元、通信电路、涡街流量传感器、电荷放大电路和整形电路，电荷放大电路的输入端连接涡街流量传感器，电荷放大电路的输出端连接整形电路的输入端，整形电路的输出端连接主控单元，通信电路连接主控单元，电荷放大电路包括电阻R1、电容C4、电容C5、运放U1、电阻R2、电容C2、N沟道场效应管Q1、电容C3、电阻R3、二极管D3、二极管D4、电阻R22和P沟道场效应管Q2，运放U1的反相输入端通过电容C4连接涡街流量传感器探头U8的第一端，运放U1的同相输入端连接Vref电源，涡街流量传感器探头U8的第二端通过电容C5连接运放U1的同相输入端，电阻R1的第一端连接运放U1的反相输入端，电阻R1的第二端连接运放U1的同相输入端，运放U1的输出端通过电阻R2连接运放U1的反相输入端，运放U1的输出端通过电容C2连接运放U1的反相输入端，运放U1的输出端连接整形电路的输入端，电容C3的第一端用于连接驱动信号，驱动信号为方波信号，且与涡街流量传感器探头U8的输出信号相位相同，电容C3的第二端通过电阻R3连接N沟道场效应管Q1的栅极，电容C3的第二端通过电阻R22连接P沟道场效应管Q2的栅极，N沟道场效应管Q1的漏极连接运放U1的输出端，N沟道场效应管Q1的源极连接运放U1的反相输入端，P沟道场效应管Q2的漏极连接运放U1的输出端，P沟道场效应管Q2的源极连接运放U1的反相输入端，二极管D3的阴极连接N沟道场效应管Q1的栅极，二极管D3的阳极连接Vref电源，二极管D4的阴极连接Vref电源，二极管D4的阳极连接P沟道场效应管Q2的栅极。

[0032] 涡街流量传感器设置在工业生产系统的被测流体管道上，涡街流量传感器用于检测流体流量，被测流体可以是液体，也可以是气体。

[0033] 涡街流量传感器基于卡门涡街效应，是由设计在流场中的旋涡发生体、检测探头组成。当液体流经旋涡发生体时，它的两侧就成了交替变化的两排旋涡，这种旋涡被称为卡门涡街，这些交替变化的旋涡就形成了一系列交替变化的负压力，该压力作用在涡街流量传感器探头U8上形成电荷。被测流体的流量越大，则涡街流量传感器探头U8上形成的电荷量越大，即电荷量与被测流体的流量成正比。电荷放大电路用于将涡街流量传感器探头U8形成的电荷转为电压并放大后输出，整形电路用于将电荷放大电路输出的电信号整形后送至主控单元，主控单元通过通信单元将该流量检测数据送至上位机，以便实时在线检测流量数据。

[0034] 具体的，电荷放大电路用于放大涡街流量传感器探头U8形成的电荷信号；输出一个正比于电荷的电信号，同时将涡街流量传感器的高输入阻抗变为低输入阻抗。其工作原理为：

[0035] 运放U1构成差分放大电路，差分放大电路可以提高输入级的共模抑制能力，运放U1采用单电源的形式，因此，在运放U1的同相输入端叠加直流Vref电源，将涡街流量传感器探头U1的输出转换为正电压之后，输入到运放U1。涡街流量传感器探头U8的输出端并联电阻R1，是为了避免本应输送到反馈电容C2上有限的电荷被运放U1的输入电阻分流，造成电荷泄漏，而导致零漂。涡街流量传感器探头U8的输出为交变的电流信号，电容C4和电容C5用于滤除涡街流量传感器探头U8中的直流分量，将涡街流量传感器探头U8的输出分别送至运放U1的同相输入端和反相输入端。运放U1将涡街流量传感器探头U8形成的电荷信号变为电压信号并放大后，送至整形电路。

[0036] 为防止电荷放大电路因积分饱和导致输出信号失真影响最终流量检测的精度，在运放U1的反馈回路上并联放电复位电路，在涡街流量传感器探头U8的输出信号过零点时强制对电容C2放电复位，放电复位电路由N沟道场效应管Q1、电容C3、电阻R3、二极管D3、二极管D4、电阻R22和P沟道场效应管Q2构成。其中，Va为驱动信号，该信号为与涡街流量传感器探头U8输出信号同相位、同频率的矩形波。

[0037] 当涡街流量传感器探头U8输出信号由负变正过零时，Va由低电平变高电平，并通过电容C3耦合至N沟道场效应管Q1和P沟道场效应管Q2的栅极；此时，N沟道场效应管Q1的栅源电压为正，且高于开启电压，N沟道场效应管Q1导通，将反馈电容C2短路，泄放掉多余的电荷，使得运放U1输出强制“过零”。此后涡街流量传感器探头U8输出信号进入正半周，运放U1输出信号相应进入负半周，则N沟道场效应管Q1漏源电压为负，N沟道场效应管Q1断开，电路恢复为正常状态。

[0038] 同理，当涡街流量传感器探头U8输出信号由正变负过零时，Va由高电平变低电平，P沟道场效应管Q2的栅源电压为负，且低于开启电压，P沟道场效应管Q2导通，将反馈电容C2短路，泄放掉多余电荷；此后运放U1输出信号进入正半周，P沟道场效应管Q2漏源电压为正，P沟道场效应管Q2断开。如此往复，确保电荷放大电路正常工作。

[0039] 由于流量计表多安装于户外，在与上位机进行通讯时，较长的信号线极易引入雷电，故在涡街流量传感器探头U8输出端反相并联两个用防雷二极管Z1和Z2，对电路的输入端进行了静电和雷击保护。

[0040] 本实施例中，在原有电荷放大电路的基础上加入了放电复位电路，减小电荷放大电路输出信号的失真，这将更有利于后级信号的调理，从而提高了流量的检测精度。

[0041] 如图2所示，本实施例中电荷放大电路还包括电阻R23、电阻R24和运放U9，运放U9的同相输入端通过电阻R24连接涡街流量传感器探头U8的第一端，运放U9的反相输入端通过电阻R23连接涡街流量传感器探头U8的第二端，运放U9的输出端作为驱动信号，连接电容C3的第一端。

[0042] 为了保证Va信号与涡街流量传感器探头U8输出信号同相位、同频率，加入过零检测电路，过零检测电路由电阻R23、电阻R24、运放U9和电阻R25构成。

[0043] 在涡街流量传感器探头U8输出信号的正半周，运放U9的同相输入端电压高于运放U9反相输入端电压，运放U9输出高电平至电容C3的第一端；当涡街流量传感器探头U8输出信号由正变为负时，运放U9反相输入端电压高于运放U9同相输入端电压，运放U9输出低电平信号至电容C3的第一端。其中电阻R25和电容C8构成滤波电路，用于滤除运放U9输出矩形波中的高频杂波信号。

[0044] 如图3所示，本实施例中整形电路包括变阻器RP2、电容C17、电阻R14、电阻R15和运放U6，电容C17的第一端连接运放U1的输出端，电容C17的第二端连接运放U6的同相输入端，运放U6的同相输入端通过电阻R15连接2.5V电源，运放U6的反相输入端连接变阻器RP2的第一端，变阻器RP2的第二端连接2.5V电源，运放U6输出端通过电阻R14连接运放U6的反相输入端，运放U6的输出端连接主控单元。

[0045] 变阻器RP2、电容C17、电阻R14、电阻R15和运放U6构成施密特触发器，通过电路内部的正反馈过程使输出电压波形的边缘变得很陡。利用这个特点，我们不仅可以将边缘变化缓慢的信号波形整形为边缘陡峭的矩形脉冲，而且可以将叠加于矩形脉冲信号高、低电平上的噪声有效地清除，主控单元通过在单位时间内接收到整形电路输出的脉冲个数，判断被测流体的流量大小。

[0046] 如图4所示，本实施例中还包括电容C11、电阻R5、变阻器RP1、电阻R4、运放U3和电阻R6，电容C11的第一端连接运放U1的输出端，电容C11的第二端连接运放U3的同相输入端，运放U3的同相输入端通过电阻R5连接2.5V电源，运放U3的反相输入端通过电阻R4连接变阻器RP1的第一端，变阻器RP1的第二端连接5V电源，运放U3的输出端通过电阻R6连接运放U3的运放U3的反相输入端，运放U3的输出端连接电容C17的第一端。

[0047] 电荷放大电路虽然对涡街流量传感器探头U8产生的电荷进行了放大，但运放U1的输出电压仅在几十毫伏左右，仍是比较微弱，因此还需对其进一步进行电压放大。

[0048] 在电荷放大电路和整形电路之间加入第二放大电路，其中，电容C11、电阻R5、变阻器RP1、电阻R4、运放U3和电阻R6构成第二放大电路，运放U1输出的是交变的信号，运放U3组成了具有深度负反馈的交流放大器。电阻R5作为平衡电阻，由于同相放大器的输入电阻比较高，在不接同相端平衡电阻R5时，运放U3的输入电阻在10MΩ 100MΩ之间，接了同相端平~衡电阻R5后，输入电阻主要由电阻R5的值决定，第二放大电路是对交流信号的放大，它利用耦合电容C11和运放U3同相端输入电阻组成高通滤波器，起到隔直耦合和低频滤波的作用。
通过调节变阻器RP1的阻值即可改变运放U3的输出电压幅值，满足流量计检测不同介质的流量时，通过调节变阻器RP1来得到理想的放大输出。从而提高流量计量程范围。

[0049] 如图5所示，本实施例中还包括滤波电路，滤波电路包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C12、电容C13、电阻R10、运放U4、电容C14、电阻R11、电容C16、电阻R12、电阻R13、电容C15和运放U5，电阻R7的第一端连接运放U3的输出端，电阻R7的第二端通过电阻R9连接运放U4的反相输入端，电阻R7的第二端通过电容C12接地，运放U4的同相输入端通过电阻R10接地，运放U4的输出端通过电容C13连接运放U4的反相输入端，运放U4的输出端通过电阻R8连接电阻R7的第二端，运放U4的输出端连接电容C14的第一端，电容C14的第二端通过电容C16连接运放U5的反相输入端，电容C14的第二端通过电阻R11接地，运放U5的同相输入端通过电阻R12接地，运放U5的输出端通过电阻R13连接运放U5的反相输入端，运放U5的输出端通过电容C15连接电容C14的第二端，运放U5的输出端连接电容C17的第一端。

[0050] 涡街信号随被测流体的流量变化而变化，在不同的管径和介质下，其值在1~2000Hz之间，而干扰信号频率也会随着涡街信号频率的变化而变化，当被测流体的流量越小，则流体的流速越小，当流速越小，信号越弱时，所受的干扰就越明显。此时干扰信号可能会完全覆盖被测信号，若不对干扰信号进行处理，将会影响流量检测的精度。因此在第二放大电路和整形电路之间加入滤波电路，用于滤除干扰信号。

[0051] 其中，电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C12、电容C13、电阻R10和运放U4构成二阶低通滤波电路，用于滤除流量检测过程中的高频杂波；电容C14、电阻R11、电容C16、电阻R12、电阻R13、电容C15和运放U5构成二阶高通滤波电路，在电信号的转换和传输过程中，电阻可能会引入噪声干扰，二阶高通滤波电路用于滤除电路中的噪声干扰信号。

[0052] 如图6所示，本实施例中还包括限幅电路，限幅电路包括电阻R16、电阻R17、电阻R18、运放U7、二极管D1和二极管D2，运放U7的反相输入端通过电阻R16连接运放U6的输出端，运放U7的同相输入端通过电阻R18接地，运放U7的输出端通过电阻R17连接运放U7的反相输入端，运放U7的输出端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接运放U7的反相输入端，运放U7的输出端连接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极连接运放U7的反相输入端，运放U7的输出端连接主控单元。

[0053] 由于主控单元所承受电信号的能力有限，当输入主控单元的电信号幅值超过其自身所能承受极限时，可能会对主控单元造成永久性的损坏，因此在滤波电路和主控单元之间加入限幅电路。

[0054] 限幅电路用于对运放U5输出的信号电平进行钳位，从而进一步消除干扰，提高电路的信噪比。运放U7的反馈电阻R17上反相并联稳压管D1和稳压管D2，从而构成了限幅电路，当运放U7的输出达到稳压管的稳定电压时，稳压管将使反馈电阻R17失去作用，因此运放U7的输出被限制。为了得到双极性限幅，本实施例中采用的是两个稳压管。

[0055] 以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。