摘要： 渦輪(lun)流量計 廣泛應(ying)用于流量測量(liang)領域，針對渦輪(lún)流量計的特點(dian)🧡設計😄了一種基(ji)于DSP智能渦輪流(liu)量計，它能夠實(shi)時采集脈沖信(xìn)号，并顯示在液(ye)晶顯示屏上，同(tong)時還能🐅通過RS485通(tong)信将數據遠傳(chuán)至上位機。智能(néng)渦輪流量計 内(nèi)置儀表系數修(xiū)正算法，能夠消(xiāo)除流變化導緻(zhì)儀♋表系🏃🏻數變化(huà)而産生的誤差(cha)。
　　渦輪流量計廣(guang)泛用于流量測(ce)量領域，具有安(an)裝簡🧑🏾‍🤝‍🧑🏼便、精✉️度較(jiào)🐪高、能夠直接進(jìn)行脈沖輸出等(deng)特點，目前廣泛(fàn)☀️應用于工業及(jí)民用的流量計(jì)量等裝置中[1]。由(you)🐅于渦輪流量計(jì)能夠直接輸出(chu)脈沖，且渦輪流(liu)量計🐅的儀表系(xi)數會随流🆚速的(de)變化而變化，易(yi)于使智能📐儀表(biao)對其脈沖流量(liàng)信号進行現場(chǎng)處理，如果智能(néng)🛀🏻儀表不能實時(shí)對儀表系數進(jin)行修正，則需要(yao)對渦輪流量計(jì)進行标定，否則(zé)将産生較大測(cè)量誤差[2]。
1渦輪流(liu)量計功能概況(kuang)
　　渦輪流量計屬(shu)于速度式流量(liang)測量計，其工作(zuo)原理是在流體(ti)管道内安裝渦(wo)輪，利用流體流(liu)動時産生的推(tui)力使渦輪葉片(pian)轉動，渦輪的轉(zhuǎn)速和流體的流(liú)速将成🔴正比例(li)關系[3]，同時，安裝(zhuang)在計量儀表殼(ke)體的電磁感應(ying)🛀🏻接收器實時接(jiē)收由葉輪轉動(dòng)引起的磁場變(bian)化而産生的脈(mo)沖，智能儀表收(shōu)集到脈沖之後(hou)進行濾波放大(da)🔞，即可通過簡單(dan)的比例關系計(ji)算出管道的實(shí)時流量👉。渦輪流(liu)量計其内部機(jī)械機構見圖‼️1。
　　智(zhi)能儀表以DSP爲處(chù)理器，它采集到(dào)渦輪流量傳感(gǎn)器傳送的🐪脈沖(chong)信号後通過濾(lü)波放大後在處(chù)理器内進行運(yùn)算㊙️，并将♋運算結(jié)果顯示在液晶(jīng)屏上，同時還能(néng)夠通過RS485通信向(xiàng)上位機遠傳流(liú)量信息。圖2爲渦(wō)輪流量智能✉️儀(yí)表的内💚部功能(neng)模塊結構圖。


2智能渦輪流(liú)量計的硬件設(she)計
2.1渦輪脈沖輸(shū)入調理電路
　　由(yóu)于渦輪流量傳(chuan)感器産生的電(diàn)脈沖信号有一(yi)定💞的噪聲信号(hào)，并且電壓隻有(yǒu)幾十毫伏，所以(yǐ)在将信号輸入(rù)到DSP處理器之前(qian)進行濾波、整形(xing)和放大。第82頁圖(tú)3爲渦輪脈沖輸(shū)入調理電路。
2.2液(ye)晶顯示
　　液晶選(xuǎn)擇12864點陣式液晶(jīng)，它能夠動态顯(xiǎn)示各種圖形、漢(hàn)字以及各種符(fu)号信息，爲各種(zhǒng)電子産品提供(gong)了友好✊的人機(ji)界面，點陣式圖(tú)形液晶顯示屏(ping)具有工作電壓(ya)低、功耗低、可視(shì)面積大、體積小(xiǎo)🏃🏻、無電磁幹擾、數(shu)字接口、使用壽(shòu)命長等特點。圖(tú)4爲液晶顯示電(dian)路原理圖。


2.3RS485通信
　　RS485接口組成(chéng)半雙工網絡，選(xuǎn)擇兩線制與上(shang)位機電腦相♉連(lián)，采用屏蔽雙絞(jiǎo)線傳輸。通信系(xi)統整體爲總線(xiàn)式結構，這樣1台(tái)上位機最多可(ke)以和現場32台智(zhì)能儀表相連。采(cǎi)用MAX485芯片完成電(diàn)壓轉換，圖5爲RS485通(tōng)信電路原理圖(tú)。

2.4DSP微處理器
　　TMS320F28335具有(yǒu)150MHz高速處理能力(lì)，具備32位浮點處(chu)理單元，6個直接(jie)内存🔞存☂️取通道(dao)，支持EMIF，McBSP和ADC，配備總(zong)計18路PWM波輸出端(duan)口，其中有6路爲(wei)專用超高精度(dù)的PWM輸出，12位16通道(dao)模拟數字轉換(huàn)單元。由于TMS320F28335具備(bei)浮點運算單元(yuán)，用戶可快速編(biān)🔞寫控制算法而(er)無需在處理小(xiao)✔️數操作上耗費(fèi)過多時間和精(jing)力，與其他DSP相比(bi)，整體性能提高(gao)了一倍，并與定(ding)點C28x控制器軟件(jian)兼容，從而簡化(huà)了軟件開發，縮(suō)短了開發周期(qī)，降低了開發成(cheng)本。
3智能渦輪流(liú)量計的程序設(shè)計
3.1微處理器功(gong)能程序設計
　　上(shang)電後程序對DSP的(de)硬件資源進行(háng)初始化，包括中(zhong)斷🤩系統、GPIO口、定時(shi)器/計數器、通信(xin)端口及基本的(de)時鍾設置。程序(xù)每秒對接收到(dào)的脈沖進行計(ji)數，其除以儀👣表(biǎo)系數🐅後的結🥰果(guo)作爲瞬時流量(liàng)，同時🏃在時間上(shang)對瞬時流量進(jin)行累積，計算出(chu)兩🌈種流量後，将(jiāng)其實時顯示在(zài)液晶顯示屏上(shàng)，同時将數據保(bao)存，随時等待上(shàng)位機電腦對數(shù)據的讀取。通💰信(xin)采用MODBUS協議，波特(tè)率爲9600b/s，無校驗，8位(wèi)數據位，1位停止(zhǐ)位。圖6爲微處理(lǐ)器功能設計流(liú)程圖。

3.2流速修正(zhèng)算法
　　渦輪流量(liang)計中流速對儀(yi)表系數有着很(hěn)大的影響，這🙇🏻部(bu)分誤差會極大(dà)影響最終計量(liàng)的精度，傳統的(de)⚽做法是當流速(su)👄發生較大的持(chi)續變化時，需對(duì)渦輪流量計進(jìn)行重🔆新标定。針(zhen)對這個問題，在(zai)不同流速下，測(ce)量了渦輪流量(liàng)計的儀表系數(shù)（見表1）。

繼續增大(dà)流量，儀表系數(shu)基本保持不變(bian)，故對0.4～1L/s内的數據(jù)進行參⚽數拟合(hé)，得到拟合函數(shù)
Y=5+52.16X+16.9X2-116.22X3+83.34X4.（1）
　　其中自變量爲(wèi)流量，因變量爲(wei)儀表系數。當流(liú)量介于0.4～1L/s時，采用(yòng)式（1）進行計算；當(dāng)流量超過1.1L/s時，保(bao)持儀表系數恒(heng)爲69.9。
4結論
　　一種基(jī)于DSP的智能渦輪(lún)流量計，它能夠(gou)将渦輪流量傳(chuan)感💰器🐕的脈沖信(xìn)号經過調理電(dian)路輸入到微處(chù)理器中，并在現(xiàn)場實時顯示經(jīng)過系統修正的(de)瞬時流♋量和累(lèi)積流量，同時還(hái)可以将數據遠(yuǎn)🙇🏻傳至上位機。此(ci)智能渦輪流量(liang)計功能強大，測(ce)量精度高，有廣(guǎng)闊的應用前景(jǐng)👌。

以上内容來源(yuan)于網絡，如有侵(qin)權請聯系即删(shān)除!