摘要：介紹了一(yī)種脈沖式渦街(jiē)流量計 計數檢(jian)測方法以ARM爲核(he)心軟硬件二次(ci)濾波後計量☎️脈(mò)沖數量♉。同時對(duì)脈沖幅值、脈沖(chòng)周期及脈沖輸(shū)入規律等進行(háng)綜🔞合對比判斷(duan)脈沖輸入的狀(zhuàng)态是否正常從(cong)而确保脈沖計(ji)量正确。
　　由于 渦(wō)街流量計 "具有(you)測量精度高、量(liang)程寬、測量介質(zhi)廣泛、工作溫度(dù)高㊙️(介質🏃溫㊙️度可(ke)達.350℃)、耐腐蝕以及(ji)可靠性高等特(tè)點廣泛應👈用于(yu)石油、化工、輕工(gong)及動力供熱等(děng)行業工業管道(dào)介質(如氣體、液(yè)體及蒸汽等)流(liu)體流量的測量(liang)多種介質❤️。渦街(jie)流量計一般測(ce)🌍蒸汽、水等🌈介質(zhi)的比較多比如(rú)熱電廠發電會(huì)産生蒸汽而蒸(zhēng)汽可以供暖和(he)生産重複使用(yong)這樣熱電廠就(jiù)可以對外售賣(mai)蒸汽。所以要安(ān)裝流量計來測(cè)量輸出給用戶(hu)多少蒸汽，也就(jiù)是得測蒸📧汽的(de)流量因此測💃🏻量(liàng)必須正确。渦街(jiē)流量🐇計的檢測(cè)結果有模拟信(xìn)号,也有數字脈(mò)沖信号輸出而(ér)脈沖式渦街流(liu)量計的檢🌍測結(jie)果以脈沖方式(shì)輸出傳統的計(jì)量方法采用濾(lü)波器濾波後由(yóu)計數器來計量(liàng)脈沖⭐數量從而(er)計算流量。但這(zhe)♍種方式隻能計(ji)量脈沖數量對(dui)脈♻️沖出💰現的異(yì)常情🌏況(如設備(bèi)故障☔或者人爲(wèi)原因)等不能進(jin)行判别🔞更不能(néng)及時反饋。而脈(mò)沖出現異🤟常将(jiang)導緻流量計量(liang)不正确最終直(zhí)接影響雙方利(li)益。因此迫♊切需(xū)要一種全新的(de)方☎️法不僅可以(yi)計量脈沖數量(liang)而且當脈♉沖出(chu)現異常狀況時(shi)也可以及時發(fā)現✏️。
1檢測方法
　　脈(mò)沖式渦街流量(liang)計計數檢測方(fang)法采用A/D采樣配(pèi)合軟件處理的(de)方法對脈沖進(jìn)行計數和判别(bié)。利用高✔️速A/D采集(jí)脈沖輸入口的(de)電壓幅值和平(ping)均值軟件濾波(bō)後根🚶據采集結(jie)果統計脈沖數(shù)量;将--段時間内(nèi)采集的電壓幅(fu)值和平🍓均值與(yu)渦街流量計最(zui)初安裝✊時的正(zhèng)常電壓幅值和(he)平均值進行對(duì)比以判斷脈沖(chong)輸出電壓是否(fou)正常;保存一年(nián)的計量數據每(mei)次計量結果與(yu)-年前同期相比(bi)看脈沖數量是(shì)否異常🥵。通過電(diàn)壓值和用量的(de)綜合對比來判(pàn)斷渦街流量計(ji)輸出是否正常(cháng)。
2方案簡介
2.1硬件(jian)方案
　　爲了完成(cheng)脈沖計量及檢(jiǎn)測，必須有一定(dìng)的硬件作爲支(zhī)撐。本🔱方法的檢(jiǎn)測裝置構成如(ru)圖1虛線部分所(suo)🔞示,由濾波✂️電路(lù)、電源模塊、存儲(chǔ)單元、時鍾、遠程(cheng)通信模塊、人🈲機(ji)交互界面和ARM組(zǔ)成。
 
　　濾波電路采(cai)用無源濾波電(dian)路主要濾除幹(gàn)擾信号使輸❌出(chū)電壓紋波系數(shu)降低提高檢測(ce)正确率。電源👉模(mo)塊🆚采用多組電(dian)源供整個檢測(ce)裝置工作特别(bie)注意的是給A/D采(cai)集♻️供電的是1%精(jing)度電源，以保證(zheng)采集精度。
　　存儲(chu)模塊采用鐵電(diàn)存儲器和Flash相結(jie)合的方式。由于(yú)♊要存儲一年的(de)流量數據數據(ju)量很大。而且采(cai)樣數據實時采(cai)集、實🧑🏾‍🤝‍🧑🏼時保📧存讀(du)寫也相當頻繁(fan)。Flash空間大,但讀寫(xie)次❄️數有限;鐵電(dian)讀寫速度快、次(cì)數多但容量小(xiǎo)。因此采用Flash和鐵(tiě)電相結合的方(fang)🈲式實時數據先(xiān)存放在鐵電中(zhōng)定時将鐵電中(zhōng)的數據轉移至(zhì)Flash中。
時鍾單元需(xu)自備電池防止(zhǐ)終端斷電後時(shí)鍾錯誤。
　　遠程通(tōng)信模塊用來與(yǔ)數據中心進行(hang)信息交互将檢(jiǎn)測結果以☂️及異(yi)常信息等及時(shí)傳送給數據中(zhong)心。.
人機交互界(jiè)面則用于現場(chang)顯示和設置。
　　CPU是(shi)32位ARM硬件平台,自(zi)帶12bitA/D采集采集時(shi)間5μs3]。采集結束後(hòu)CPU對采集的數✊據(ju)🈲進行綜合處理(li)。
2.2軟件方案
　　軟件(jian)主要流程如圖(tu)2所示系統初始(shǐ)化之後,主要進(jìn)行數據采集、脈(mo)沖計數、脈沖檢(jian)測的循環。
 
2.2.1采集(jí)數據:
　　5μs采集1個點(diǎn)采集10個點後除(chú)去-一個最.大值(zhi)和一個最小值(zhi)[4]然後計算平均(jun1)值。采集值≤(0.3x脈沖(chong)基準幅值),計1;采(cǎi)集值≥(0.7x脈沖基準(zhǔn)㊙️幅值)計2;其他情(qing)況計0。采集一個(gè)有效數據所需(xu)時間♻️爲10x5μs=50μus,1s可采集(jí)20000個有效數據。每(mei)分鍾對上述檢(jiǎn)測爲2的電壓值(zhi)取平均計算脈(mò)沖幅值，對所有(you)電壓值取平均(jun)計算脈沖平均(jun)值安裝調試完(wán)成後💋需保存脈(mo)沖幅值和平均(jun1)值的基準值。
2.2.2脈(mo)沖計數
　　由于數(shu)據處理時間爲(wèi)1s與渦街流量計(jì)的輸出脈沖周(zhōu)期可🏃🏻能不一緻(zhì)。每秒采集時有(yǒu)些脈沖可能被(bei)截斷爲了避免(mian)少計脈沖需要(yao)對脈沖進行處(chu)理。将上一秒最(zuì)後一段連續爲(wei)2的數字🔞段及之(zhi)🙇🏻後所有的數字(zi)與本次數據合(he)并📧-起進行處💛理(lǐ)。爲避免多計脈(mo)沖,對本次最後(hou)🥵一段連續爲2及(jí)之後所有的數(shù)字不做☔處理留(liú)待下🛀🏻一秒處理(lǐ)。
　　脈沖統計時遍(bian)曆數據記錄找(zhao)出并記錄每段(duàn)連續爲2的數字(zì)段中的2的數量(liàng)和整條數據記(jì)錄中爲2的👣數字(zi)段的總段數;取(qu)出一段數據段(duàn)記爲基準對比(bi)段用其他數據(jù)段中數字2的數(shu)量與之對比記(jì)錄兩🍓段數字2數(shu)量的差值在3個(gè)之内的總段數(shù)然後用每--段數(shù)據段爲基準對(duì)比段✊重複本次(cì)操作;找到差值(zhi)在3個之内的個(ge)數最多的數據(ju)段,首先将此段(duàn)與所有差值在(zài)3個之内的數據(jù)段都計一個有(yǒu)效脈沖并對這(zhè)些數據段中2的(de)數量做平均平(píng)均值作爲基準(zhun)數量并以此計(jì)算脈沖周期然(ran)後對不滿足差(cha)值爲3的數據段(duan)進行處🔞理。處理(li)方法如下:
a.如果(guǒ)數據段中2的數(shù)量少于基準數(shu)量但落在應爲(wèi)高電平的時間(jiān)段内認爲是一(yī)個有效脈沖否(fǒu)則認爲是♌幹擾(rǎo)信号🔴;
b.如果數據(jù)段中2的數量多(duo)于基準數量先(xiān)判斷這些☀️數據(jù)🥵段🤞落在多少個(gè)周期内,有多少(shao)個周期計多少(shao)個有♊效脈沖。
得(dé)出有效脈沖後(hòu),對上述所有有(yǒu)效脈沖的周期(qī)進行判🈲斷🛀🏻判🐉斷(duan)和相鄰的數據(ju)段是否落在相(xiang)同周期内。如果(guǒ)相⛷️同則應減去(qu)相同周期的個(ge)數最終得出有(you)效脈✔️沖總數即(jí)爲這一-秒的脈(mo)沖數。
2.2.3脈沖檢測(cè)
　　脈沖檢測包括(kuò)電壓值對比和(hé)流量的保存與(yǔ)對比兩部分。
　　每(měi)分鍾對上述檢(jiǎn)測爲2的電壓值(zhi)取平均與初始(shi)記錄的‼️每分鍾(zhong)🌈幅值對比如果(guo)當前幅值介于(yú)初始幅🔅值的0.85~1.15倍(bèi)之間認爲脈💃沖(chong)幅🤩值正常否則(ze)記一次異常連(lián)續5次異常,則認(ren)爲脈沖幅值異(yì)常;每分鍾對上(shàng)述所有的電💘壓(yā)值取平均然後(hou)與初始記錄✍️的(de)每分鍾⛱️均值作(zuo)對比,如果當前(qian)均值介于初始(shi)均值的0.85~1.15倍之間(jiān)認爲脈沖.均☎️值(zhí)正常,否則記一(yi)次異常。連續5次(ci)異常則認爲✨脈(mò)沖均值異常。
　　設(she)備保存一年的(de)流量記錄每秒(miǎo)流量計量出來(lai)之後與一💁年前(qian)同期的流量對(dui)比如果變化不(bú)多則用🐉當前流(liu)量值替換前一(yī)年的流量值。如(rú)果變化較大計(ji)一次流量異常(chang)。連續3min流量異常(cháng)則認爲流量異(yi)常。流量異常時(shi)暫不替換前一(yi)年流量待人工(gōng)确認。如果是正(zheng)常使用則替換(huàn)前一年流量否(fǒu)則保持前一年(nian)流量不變。
3結束(shu)語
　　該方法檢測(ce)脈沖式渦街流(liu)量計的脈沖數(shù)量,通過軟硬件(jian)二次濾波可有(yǒu)效濾除幹擾脈(mò)沖保證檢測正(zhèng)确。通過對檢測(ce)結果的綜合判(pàn)斷可了解脈沖(chòng)輸入的情🌂況依(yi)此了解脈沖式(shi)渦街流量計的(de)工作狀态确保(bao)脈沖式渦街流(liú)量計工作在狀(zhuang)态保證系統檢(jiǎn)測的正确率。發(fa)現異常情況後(hòu)及時進行提示(shì),可✔️确保各方的(de)㊙️合法利益不受(shou)侵✏️害。

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