专利名称：流型在线显示装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种流型显示装置，尤其是涉及一种能直观地显示两相流型的流型在线显示装置。
目前，判别管道中气液两相流的流型的方法有，直接目测法，高速摄影法，X光透视或多束射线测量，接触式电导探针或光导探针以及间接测量法等。其中接触式电导探针是采用单根探针，两相流流过探针时产生的振荡信号，经处理加到示波器上，观察者根据示波器上显示的波形判断管道中的流型，上述各种方法或者不直观，或者不能进行在线测量。
本实用新型的目的是提供一种流型在线显示装置，它用于气液两相流(其中液相是导电的液体介质)的流型的在线测量。
以下结合附图加以说明
图1是流型在线显示装置的结构框图；图2是传感器的结构示意图；图3是前置信号处理电路原理图；图4是专用接口卡电路原理图；图5是微机系统采用APPLE－Ⅱ时的应用软件程序框图。
图1示出了流型在线显示装置结构框图。图中1为多探针传感器、2为前置信号处理器、3为专用接口卡、4为个人微型计算机、5为键盘、6为打印机、7为显示器、8为工艺管道。当气液两相流流过安装在工艺管道8上的传感器1时，传感器输出的信号(当探针接触液相时为±Vl，当探针接触气相时为±Vg，｜Vg｜＞＞｜Vl｜)传送给前置信号处理器2，转化为与探针接触到的介质一一对应的信号，即液相为高电平5V，气相为低电平0V。该信号通过专用接口卡3，加到个人微机4中的数据总线上，经计算机处理，便可在显示器7上直观地显示出工艺管道内气液两相流的流型图形。打印机6接到个人微机4，用于流型图形的硬拷贝。键盘5与个人微机相连，用于人工操作，操作人员按动有关按键，可以改变屏幕上流型图形的水平或垂直方向的放大倍数，图形的移动速度以及打印和存入软盘。
图2示出了传感器的结构示意图。图中9为探针，共6根、10为公共地极、11为支架。支架采用有机玻璃或其它绝缘材料制作，其纵、横向截面均为流线型，以减小对管道内流型的影响。6根探针在支架上迎着两相流流向安装，各探针间隔相同，长度相等。探针长度视管径而定(20寸管径时为20mm)，过短会影响测量精度，太长探针易产生变形。探针头部加工成针尖状，以便能分辨较小的气泡。探针除针尖外，其余部分外包高强度绝缘漆。探针的引线通过支架内部引出。支架上还固定有公共地极10。传感器与管道以法兰形式连接，并采用幅值为±5V的对称方波脉冲电源供电，以防止探针极化，同时又简化了电源电路。
图3示出了前置信号处理电路原理图。前置信号处理器包括6个相同的处理电路，分别对6个探针信号VT进行处理。图3中，运算放大器IC构成比较器电路，它由单端电源＋V供电。探针信号VT加在电阻R1的一端，R1的另一端与二极管D1负极、D2正极相连，D1的正极接IC的同相输入端，D2的负极接IC的反相输入端。电阻R2、R6和R5串联构成分压电路，R2的另一端接正电源＋V，R5的另一端接负电源－V，R2和R6接点处电压VA通过R3加到IC的同相端，R6与R5接点处电压V
通过R4加到IC的反相端。R2～R6构成的电阻网络目的是提供阈值电压±VS(VS＝VA－VD1、－VS＝－V
＋VD2)，调R6的阻值大小可以改变±VS的大小。当输入电压VT的绝对值大于VS的绝对值时，即｜VT｜＞｜VS｜时，输出电压VP＝0；当｜VT｜＜｜VS｜时VP＝5V。这也就是说，当探针接触气相时，前置信号处理电路的输出电压VP为低电平(0V)；而当探针接触液相时，VP为高电平(5V)，这样前置信号处理电路的输出电压就与探针接触到的介质有一一对应的关系。
图4示出了为专用接口卡电路原理图，其作用是把前置信号处理器的输出信号滤波，整形后，加到计算机的数据总线上，以便计算机采样并处理。图中U1为六史密特触发反相器，U2为八缓冲器，由前置信号处理器输出的6个信号VP1～VP6，通过6个电阻R7～R12分别接到U1的输入端，6个电容C1～C6接在U1输入端与地之间。U1的输出接到U2的6个输入端，U2的输出接在微型计算机数据总线的D0～D5上，U2的控制端G与微机插槽的地址空间选择信号(DEVICE SELECT)相连。微机在采样时，只要读取相应的地址，使缓冲器打开，便可把VP1～VP6读入微机。
图5示出了微机系统采用APPLE－Ⅱ时的应用软件程序框图。应用软件由主程序、非屏蔽中断和可屏蔽中断服务程序三部分组成。图中a)为主程序框图时钟卡设置，它由BASIC程序段和汇编程序段二部分构成。微机上电开始运行时，先执行BASIC程序段，进行初始化、设置各类参数，时钟卡设置、初始铭牌显示、时钟采样显示等，然后等待，在接到开始测试的命令后，通过CALL语句转入汇编程序。汇编程序中，先进行初始化、请内存、设置垂直、水平放大倍数、分辨率的初值和各类指针，然后开中断，并执行相应的显示操作取六组数据，把此数据进行矩阵变换、数据处理、将屏幕流型图形左移7点行，再把新的显示数据送到屏幕上显示。显示后再返回取下六组数据，并重复上述过程，如此周而复始不断循环下去。图b)为非屏蔽中断服务程序框图。该程序每1ms执行一次，由时钟卡每1ms提供一个中断请求信号。微机中CPU响应中断后，自动转入非屏蔽中断的入口地址03FE和03FFH，执行本框图表示的程序。首先保护现场，将各工作寄存器的内容放入堆栈，然后对信号进行采样，把采样数据放入数据存贮区，并对存贮区进行判断，是否已放满，如果未放满则恢复现场，然后返回主程序；如果已放满，则进行要否把数据存入磁盘的判断。要存盘，则跳转以BASIC语言编写的存盘操作程序模块，存盘后再转主程序的汇编程序段；如果不存盘，则把数据指针回复为初始值，再恢复现场返回主程序。这里存盘程序模块用BASIC语言编写是因编程简单方便。图c)为可屏蔽中断服务程序框图。该程序每秒执行一次，由时钟卡每秒提供一个中断请求信号。微机中CPU响应中断，自动转入可屏蔽中断入口地址03FB～03FDH，开始执行此程序。首先保护现场，然后时钟卡采样，在屏幕的右上角显示一个电子钟(文本时钟显示和高分辨图形时钟显示)，调用键盘分析程序，最后恢复现场，返回主程序。这里键盘分析程序作为可屏蔽中断服务程序的一部分，即可使整个装置实现仪表化操作，又可对按键及时响应。
本实用新型的优点是①实现了气液两相流流型的在线、连续测量，流型显示直观，图形大小、移动速度以及分辨率均可调，并可打印输出和存入磁盘；②传感器并用多探针结构，并以正、负对称的方波脉冲电源供电，避免了探针极化；③软件采用高级语言和汇编语言混合编程，功能强，效率高；④程序设计中采用了智能仪表的设计思想和方法，装置操作简单。
权利要求1.一种流型在线显示装置，它是将传感器[1]输出的信号传送给前置信号处理器[2]，经专用接口卡[3]加到个人微机[4]中的数据总线上，经计算机处理后，即在显示器[7]上显示和打印机[6]上打印；其特征在于所说的前置信号处理器包括6个相同的处理电路，分别对6个探针信号VT进行处理；其处理电路为运算放大器IC构成比较器电路，它由单端电源+V供电；探针信号VT加在电阻R1的一端，R1的另一端与二极管D1负极，D2正极相连，D1的正极接IC的同相输入端，D2的负极接IC的反相输入端；电阻R2，R6和R5串联构成分压电路，R2的另一端接正电源+V，R5的另一端接负电源-V，R2和R6接点处电压VA通过R3加到IC的同相端，R6与R5接点处电压VA通过R4加到IC的反相端；所说的专用接口卡为U1为六史密特触发反相器，U2为八缓冲器，由前置信号处理器输出的6个信号VP1～VP6，通过6个电阻R7～R12分别接到U1的输入端，6个电容C1～C6接在U1输入端与地之间；U1的输出接到U2的6个输入端，U2的输出接在微型计算机数据总线的Po-D5上，U2的控制端G与微机插槽的地址空间选择信号(DEVICE，SELECT)相连。
2.根据权利要求1所述的一种流型在线显示装置，其特征在于所说的传感器其结构为在纵横向截面均为流线型的支架〔11〕上设有公共地极〔10〕和探针〔9〕，探针共6根，各探针间隔相同，长度相等。
专利摘要本实用新型公开了一种流型在线显示装置，它是将传感器输出的信号传送给前置信号处理器经专用接口卡加到个人微机中的数据总线上，即在显示器上显示和打印机上打印。传感器采用多探针结构，并用正、负对称的方波脉冲电源供电。本实用新型用于气液两相流(其中液相是导电的液体介质)流型的在线测量。可以直接在微机的屏幕上显示出管道内的流型图形，流型图形可沿垂直和水平方向扩展，移动速度可调。
文档编号G01N27/00GK2091458SQ91204879
公开日1991年12月25日 申请日期1991年3月26日 优先权日1991年3月26日
发明者周泽魁, 胡赤鹰, 何明, 李海青 申请人:浙江大学