渦輪流量計實(shí)時檢測方法的研究與設(shè)計

  渦輪流量計具有精度高、功耗低、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、工作可靠、價格便宜、安裝方便等特性,在環(huán)境工程、工業(yè)工程、生產(chǎn)制造、能源計量及儲運(yùn)、生物制藥、航空航天等有著廣泛的應(yīng)用。隨著技術(shù)的發(fā)展,人們對流量測量的實(shí)時性要求越來越高,傳統(tǒng)的單位時間內(nèi)對脈沖計數(shù)的渦輪流量計已經(jīng)不能滿足人們的需求,本文針對這一情況,首先研究并探討了頻率的各種檢測方法,分別介紹了計數(shù)法、周期法和多周期同步測量法,通過對誤差和使用條件的分析,在本系統(tǒng)中確定了使用周期法進(jìn)行測量;在原來一周期測量的基礎(chǔ)上,增加了半周期和四分之一周期測量方案并設(shè)計相應(yīng)的軟硬件模塊;在相同的單位時間內(nèi),半周期和四分之一周期測量所得到的瞬時流量,分別是一周期所得瞬時流量的二倍和四倍,進(jìn)一步提高了測量速度。

   其次,為了增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性,在本系統(tǒng)中,選用了ATMEL公司MEGA系列的高端單片機(jī)ATmega16作為本設(shè)計的微控制器。在硬件系統(tǒng)方面,詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的整體設(shè)計方案。設(shè)計了基于LM324的低通濾波電路和基于AD620的信號預(yù)處理放大電路。

   為了測量半周期設(shè)計了過零檢測電路;為測量四分之一周期設(shè)計了整形電路;為了增強(qiáng)通訊抗干擾性,研究并改進(jìn)了原通訊模塊電路;為了滿足不同數(shù)據(jù)的顯示要求,設(shè)計了顯示模塊,采用LCD液晶顯示。根據(jù)實(shí)際需要對原電源電路進(jìn)行了研究和電路改進(jìn),增加了備用電源供電,進(jìn)一步提高了電源模塊的功能和可靠性。在硬件與軟件的設(shè)計中融入多種抗干擾技術(shù),使得系統(tǒng)的可靠性有一定程度的提高;最后,通過實(shí)驗(yàn)和測試,給出了部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場測試數(shù)據(jù),并展望了系統(tǒng)接下來的設(shè)計與研究方向。