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溫壓補(bǔ)償氣體渦輪流量計(jì)量表

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廠家報(bào)價(jià)：15222906608

作者：流量計(jì)廠家發(fā)布日期：2018-11-02 點(diǎn)擊：人次

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在物資量計(jì)量領(lǐng)域中，流體流量的檢測(cè)與控制是各行各業(yè)加強(qiáng)物料辦理、能源辦理，進(jìn)行物資交接、財(cái)務(wù)結(jié)算，經(jīng)濟(jì)核算，效益分析與評(píng)價(jià)及至決策的重要依據(jù)；也是企業(yè)監(jiān)控生產(chǎn)進(jìn)程，使其保護(hù)優(yōu)質(zhì)、高效、安全、平穩(wěn)運(yùn)行和改善環(huán)境的重要手法。溫壓補(bǔ)償氣體渦輪流量計(jì)是一種速度式儀表，它具有壓力丟失小、精確度高、始動(dòng)流量低、抗振與抗脈動(dòng)流性能好等特點(diǎn)。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)所生產(chǎn)的渦輪流量計(jì)產(chǎn)品大多只有簡(jiǎn)單的計(jì)數(shù)顯現(xiàn)器，客戶無(wú)法直接從管路中氣體流動(dòng)情況了解流量計(jì)實(shí)際運(yùn)行情況。

本文《溫壓補(bǔ)償氣體渦輪流量計(jì)》介紹了一種帶溫度壓力補(bǔ)償?shù)臍怏w渦輪流量計(jì)的規(guī)劃，通過(guò)溫壓補(bǔ)償，把工況的流量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)情況的流量，同時(shí)本裝置選用了低功耗的單片機(jī)以及液晶顯現(xiàn)等，大大延伸了電池的運(yùn)用壽命。

溫壓補(bǔ)償氣體渦輪流量計(jì)

1、溫壓補(bǔ)償氣體渦輪流量計(jì)體系概述：

1．1、體系組成：

氣體渦輪流量計(jì)由霍爾傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、MSP430F149單片機(jī)、液晶顯現(xiàn)電路、存儲(chǔ)電路和軟件組成。體系框架圖如圖 1所示，其中單片機(jī)為氣體渦輪流量計(jì)的核心，本體系選用 TI的 MSP430F149 單片機(jī)，其zui杰出的優(yōu)點(diǎn)是超低功耗，能有用延伸供電電池的運(yùn)用壽命［1］。氣體渦輪流量計(jì)的渦輪旋轉(zhuǎn)一周霍爾傳感器產(chǎn)生一個(gè)電脈沖信號(hào)，通過(guò)信號(hào)處理電路輸入單片機(jī)，溫度和壓力傳感器采集的信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理電路同樣輸入單片機(jī)，單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理。所得的流速和流量數(shù)據(jù)選用2 總線存儲(chǔ)到2存儲(chǔ)器中并顯現(xiàn)在液晶顯I CE PROM示器上。

圖 1 體系框架圖

溫壓補(bǔ)償氣體渦輪流量計(jì)體系框架圖

體系軟件包括體系初始化模塊，信號(hào)檢測(cè)模塊，數(shù)據(jù)處理模塊，液晶顯現(xiàn)模塊，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊以及守時(shí)中止服務(wù)模塊等。

1．2、體系工作原理：

該規(guī)劃能實(shí)時(shí)將氣體流速精確地顯現(xiàn)出來(lái)同，時(shí)核算并顯現(xiàn)累計(jì)流量。氣體流過(guò)渦輪流量計(jì)推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)渦輪每旋轉(zhuǎn)一次霍爾傳感器輸出一個(gè)，電脈沖電脈沖信號(hào)經(jīng)處理電路輸入單片機(jī)，由單片機(jī)核算出流速而此時(shí)的流速為工況非標(biāo)準(zhǔn)狀，（況）下的流速因?yàn)闅怏w密度受氣體溫度和壓力影響，不同的溫度和壓力環(huán)境下所測(cè)氣體體積會(huì)有差別，所以必須轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)情況（20，0．1013MPa或者0 ，0．1013MPa）下的氣體流速，此進(jìn)程是由單片機(jī)參閱溫度和壓力傳感器所測(cè)的溫度和壓力值通過(guò)核算所完成的，同時(shí)每秒鐘進(jìn)行一次流量積累核算從而得出累計(jì)流量［2］。將單片機(jī)核算得出的標(biāo)況下的流速和流量存儲(chǔ)到串口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，并將流速實(shí)時(shí)顯現(xiàn)在串口液晶顯現(xiàn)模塊上。

2、體系硬件規(guī)劃：

2．1、單片機(jī)的選擇：

單片機(jī)為本體系的核心，因此選擇合適的單片機(jī)至關(guān)重要，考慮到流量計(jì)體系低能耗方面的要求，本體系選用 TI 公司的 MSP430F149 單片機(jī)，它是一款專門(mén)為低功耗而規(guī)劃的高性能 16 位單片機(jī)，體系中有一種活動(dòng)形式 AM 和 5 種低功耗形式LPM0～LPM4，根據(jù)體系運(yùn)行時(shí)運(yùn)用的功用模塊不同，選用不同的工作形式，它支持多種中止源，用中止請(qǐng)求將 CPU 喚醒只需要 6μs。通過(guò)對(duì)單片機(jī)編程可有用降低體系的功耗。 MSP430F149 單片機(jī)結(jié)合了TI的高性能模擬技能，含有豐厚的片內(nèi)外設(shè)包，括：看門(mén)狗（WDT），守時(shí)器A（Timer－A），守時(shí)器B（Timer－B），模擬比較器A，硬件乘法器，12位ADC，串口0，1（USART0，1），直接數(shù)字存?。―MA），根本守時(shí)器（Basic Timer）等。如此豐厚的片內(nèi)外設(shè)為系

統(tǒng)的單片解決方案提供了極大便利。

2．2溫度、壓力傳感器的選擇

溫度和壓力傳感器選擇的原則是：在保證精度的前提下，zui大限度降低功耗。本體系選用壓力傳感器芯片 MS5535B，它是一個(gè)集成度高，功用強(qiáng)大的集成芯片，由一個(gè)硅壓阻傳感器和一個(gè)集成傳感器接口電路組成，測(cè)壓范圍為（0～14）bar，供電電壓2．2V～3．6V，工作溫度（－40～125）℃ ，具有低供電電壓、低功耗的特點(diǎn)。溫度傳感器選用 TI 公司的TMP102 低功耗數(shù)字傳感芯片，在－25 ～＋85 的量程內(nèi)精度為 0．5 ，要求輸入電壓為 1．4V～3．6V，丈量信號(hào)由雙線串行接口輸出，它有很低的工作電流，工作狀態(tài)供電電流為 10μA，休眠形式下電流為 1μA，完全符合本規(guī)劃低功耗的要求。

2．3、溫壓補(bǔ)償氣體渦輪流量計(jì)存儲(chǔ)電路和液晶顯現(xiàn)電路：

本規(guī)劃中將所核算出的流速、流量等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，選用 I2C 總線的 E2PROM 存儲(chǔ)器24C16，24C16 是串行的 E2PROM 存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)容量達(dá)到 16K，SCL 為時(shí)鐘線，SDA 為數(shù)據(jù)線，原理圖如圖 2 所示，其中 SCL2 接單片機(jī) P4．6，SDA2 接單片機(jī) P4．5［3－4］。

圖 2 24C16 E2PROM 存儲(chǔ)器原理圖

為了達(dá)到低功耗的要求，本規(guī)劃選用 HT1620存儲(chǔ)器映射的多功用 LCD驅(qū)動(dòng)器，其操作電壓為 2．4V～3．3V，3V 時(shí)操作電流小于3μA，低操作電流有用地降低了液晶模塊的功耗，其顯現(xiàn)段數(shù)為 128（32×4），內(nèi)部集成有LCD 控制器，LCD 驅(qū)動(dòng)器和RAM。單片機(jī)和HT1620 的連線如圖3 所示，其中P2．3 連接HT1620 的片選端，P2．0 連接數(shù)據(jù)線，P2．1和 P2．2分別連接讀寫(xiě)控制線

圖 3 單片機(jī)與液晶顯現(xiàn)模塊連線圖

3、溫壓補(bǔ)償氣體渦輪流量計(jì)系統(tǒng)軟件規(guī)劃：

3．1、數(shù)據(jù)處理進(jìn)程：

此體系的應(yīng)用程序首要由主程序和中止處理程序組成。其中主程序和中止處理程序分別由多個(gè)子程序構(gòu)成。主程序首要包括：體系初始化程序，LED 顯現(xiàn)子程序等。中止處理程序首要包括：流量檢測(cè)子程序，溫度壓力檢測(cè)子程序，按鍵輸入子程序，流量補(bǔ)償算法子程序等。流量計(jì)初度上電時(shí)體系初始化，顯現(xiàn)歷史流量數(shù)據(jù)、當(dāng)前的時(shí)間、壓力、溫度和電池電量。在無(wú)操作的情況下延時(shí)一段時(shí)間后 LCD自動(dòng)封閉顯現(xiàn)，進(jìn)入低功耗形式 3（LPM3）狀態(tài)。當(dāng)體系發(fā)生中止事情時(shí)，CPU從低功耗的形式中被喚醒，并判斷是何種中止事情，進(jìn)而進(jìn)入中止處理程序。

3．2、程序軟件框圖：

體系上電開(kāi)機(jī)后首先進(jìn)入初始化模塊，然后進(jìn)入低功耗形式 3（LPM3）狀態(tài)并判斷有無(wú)中止，若無(wú)中止，體系自動(dòng)返回；如有中止，單片機(jī)運(yùn)行中止處理程序，進(jìn)行相應(yīng)處理，中止操作進(jìn)行完之后再一次進(jìn)入低功耗形式 3，進(jìn)而等待下一次終端操作。程序流程圖如圖 4所示。

圖 4 體系程序流程圖

4、溫壓補(bǔ)償氣體渦輪流量計(jì)實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析：

通過(guò)試驗(yàn)，本流量計(jì)的精度能保持在流量為 0．2Qmax（含0．2Qmax）～Qmax（Qmax 為zui大流量）時(shí)精度為±1．0％R（R為流量），Qmin～0．2Qmax（Qmin為zui小流量）時(shí)精度為±1．5％R，重復(fù)性小于等于根本誤差的 1/3，各項(xiàng)指標(biāo)根本滿足技能任務(wù)書(shū)的要求。

溫壓補(bǔ)償型氣體渦輪流量計(jì)的工作原理：

傳感器內(nèi)的渦輪在流體作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，使信號(hào)檢測(cè)器的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化，因此在信號(hào)檢測(cè)器的線圈中感應(yīng)出交變電壓，在通過(guò)放大器放大、濾波、整形輸出方波信號(hào)。此信號(hào)電壓的頻率與葉輪的轉(zhuǎn)速成正比，即與流體的流量（流速）成正比。

溫壓補(bǔ)償型氣體渦輪流量計(jì)的應(yīng)用：

溫壓補(bǔ)償型氣體渦輪流量計(jì)的應(yīng)用是80年代興起的一種丈量技能，其優(yōu)點(diǎn)在于量程范圍寬、維護(hù)簡(jiǎn)單、介質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)等?，F(xiàn)在，它在蒸汽和其它氣體丈量中逐步取代其它類型的流量計(jì)，得到廣泛應(yīng)用。hart協(xié)議是美于80年代提出的一種用于現(xiàn)場(chǎng)智能儀表和控制室設(shè)備通訊的協(xié)議，它具有兼容4~20ma模擬信號(hào)與數(shù)字通信的性質(zhì)。溫壓補(bǔ)償型氣體渦輪流量計(jì)是在現(xiàn)有渦輪流量計(jì)的基礎(chǔ)上，加入溫度和壓力參數(shù)的丈量，并將hart通訊協(xié)議引進(jìn)流量計(jì)中，規(guī)劃出集溫度、壓力、流量丈量于一體的帶有hart協(xié)議的溫壓補(bǔ)償型氣體渦輪流量計(jì)。經(jīng)研究表明，這種渦輪流量計(jì)不只具有溫壓補(bǔ)償功用，而且完成了與上位機(jī)的遠(yuǎn)程操作，具有廣闊的發(fā)展前景。

溫壓補(bǔ)償型氣體渦輪流量計(jì)特點(diǎn)：

優(yōu)質(zhì)合金渦輪，具有更高的穩(wěn)流和耐腐蝕作用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)專用軸承，運(yùn)用壽命長(zhǎng)計(jì)量室與通氣室隔絕，保證了儀表的行流安全性溫壓補(bǔ)償型氣體渦輪流量計(jì)可檢測(cè)被測(cè)氣體的溫度、壓力和流量，能進(jìn)量自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償，并顯現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（pb=101.325kpa,tb=293.15k）的氣體體積累積量；可實(shí)時(shí)查詢溫度壓力數(shù)值流量范圍寬（qmax/qmin≥20:1)，重復(fù)性好，精度高（可達(dá)1.0級(jí)），壓力丟失小，始動(dòng)流量低，可達(dá)0.6m3/h智能化儀表系數(shù)多點(diǎn)非線性修正。

內(nèi)置式壓力、溫度傳感器，安全性能高、結(jié)構(gòu)緊湊、外形漂亮溫壓補(bǔ)償型氣體渦輪流量計(jì)具有防爆及防護(hù)功用，防爆標(biāo)志為exiaⅱct6gb，防護(hù)等級(jí)為ip65體系低功耗工作，一節(jié)3.0v10ah鋰電池可連續(xù)運(yùn)用3年以上儀表系數(shù)、累計(jì)流量值掉電十年不丟。

溫壓補(bǔ)償型氣體渦輪流量計(jì)不只具有普通儀表的量程、零點(diǎn)、單位轉(zhuǎn)換等功用外，而且完全符合hart協(xié)議的要求，可與上二位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，由上位機(jī)遠(yuǎn)程讀取瞬時(shí)流量、累積流量等參數(shù)，或?qū)α砍?、零點(diǎn)、單位等進(jìn)行設(shè)置，便于實(shí)時(shí)監(jiān)控。同時(shí)，因?yàn)橐M(jìn)了溫度、壓力信號(hào)的補(bǔ)償。溫壓補(bǔ)償型氣體渦輪流量計(jì)的丈量精度大為提高。因此，這種帶有hart協(xié)議的溫壓補(bǔ)償型氣體渦輪流量計(jì)在國(guó)內(nèi)必將具有杰出的發(fā)展前景。

5、寫(xiě)在zui后：

本文介紹了基于 MSP430單片機(jī)的氣體渦輪流量計(jì)的規(guī)劃方法，因?yàn)樵摲桨笍挠布?、軟件兩方面進(jìn)行低功耗的規(guī)劃，因而體系功耗明顯降低，有用延伸了供電電池的運(yùn)用壽命。

以上就是氣體流量計(jì) 渦輪流量計(jì) 產(chǎn)品全部?jī)?nèi)容，歡迎您來(lái)電咨詢氣體流量?jī)x渦輪流量?jī)x 的選型、報(bào)價(jià)。

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