摘要： 渦輪(lun)流量計 廣(guang)泛應用于(yú)流量測量(liàng)領域，針對(duì)渦輪流量(liang)計的特🙇🏻點(diǎn)設計了👌一(yi)種基于DSP智(zhì)能渦輪流(liu)量計，它能(neng)夠實時采(cǎi)集脈沖信(xin)号，并顯示(shì)在液晶顯(xiǎn)示屏上，同(tong)時還能通(tong)過RS485通信将(jiang)數據遠傳(chuan)至上位機(ji)。智能渦輪(lun)流量計 内(nei)置儀表系(xì)數修正算(suan)法，能夠消(xiao)除流變化(hua)導緻儀表(biǎo)系💁數💘變化(hua)而産生的(de)誤差。
　　渦輪(lun)流量計廣(guang)泛用于流(liú)量測量領(lǐng)域，具有安(ān)裝簡✌️便、精(jing)度較🏒高🐇、能(neng)夠直接進(jìn)行脈沖輸(shu)出等特點(diǎn)，目前廣泛(fàn)應用于工(gong)業及民用(yong)的流量計(ji)量等裝置(zhì)中[1]。由于渦(wō)輪流量計(jì)能夠直接(jiē)輸出脈沖(chong)，且渦輪流(liú)量計的儀(yí)表系數會(huì)随流速的(de)變化而變(bian)化，易于使(shi)智能儀表(biǎo)對其脈沖(chòng)流量信号(hao)進行現場(chang)處理，如果(guǒ)智能♌儀表(biao)不能實時(shi)對儀表系(xi)數進行修(xiu)正，則需要(yao)對渦輪流(liu)量計進行(háng)标☔定，否則(zé)将産生較(jiao)大測量誤(wù)差[2]。
1渦輪流(liu)量計功能(néng)概況
　　渦輪(lún)流量計屬(shǔ)于速度式(shì)流量測量(liàng)計，其工作(zuò)原理♻️是在(zai)流體💁管道(dào)内安裝渦(wō)輪，利用流(liu)體流動時(shí)産生♉的推(tuī)力使渦輪(lún)🤟葉片轉動(dong)，渦輪的轉(zhuǎn)速和流體(tǐ)的流♉速将(jiang)成‼️正比例(li)關系[3]，同時(shi)，安裝💔在計(jì)量儀表殼(ké)體的電磁(cí)感應💃🏻接收(shou)器實時接(jiē)收由葉輪(lún)轉動引起(qi)的磁場變(bian)化而産生(shēng)的脈沖，智(zhi)能儀表收(shōu)集到脈沖(chòng)之後進行(hang)濾波放大(da)，即可通過(guo)簡單的比(bǐ)例關系計(ji)算出管道(dào)的實💞時流(liú)量。渦輪流(liu)量計其内(nei)部機械機(jī)構見圖㊙️1。
　　智(zhì)能儀表以(yi)DSP爲處理器(qì)，它采集到(dào)渦輪流量(liàng)傳感器傳(chuán)送的脈沖(chong)信号後通(tong)過濾波放(fang)大後在處(chu)理器内進(jìn)行運算，并(bìng)将運算🚩結(jié)果顯示在(zài)液晶屏上(shàng)，同時還能(neng)夠通過RS485通(tong)信向上位(wei)機遠傳流(liú)量信🎯息。圖(tú)2爲渦輪流(liú)量智能儀(yi)表的内部(bu)功能模塊(kuài)結構圖。


2智(zhi)能渦輪流(liú)量計的硬(yìng)件設計
2.1渦(wo)輪脈沖輸(shū)入調理電(dian)路
　　由于渦(wō)輪流量傳(chuan)感器産生(shēng)的電脈沖(chong)信号有一(yī)定的噪聲(sheng)信号，并且(qie)電壓隻有(yǒu)幾十毫伏(fú)，所以在将(jiāng)信号輸入(ru)到DSP處理器(qi)之前進行(háng)濾波、整形(xing)和放大。第(di)82頁圖3爲渦(wo)輪脈沖輸(shū)入調理電(diàn)路。
2.2液晶顯(xiǎn)示
　　液晶選(xuan)擇12864點陣式(shì)液晶，它能(néng)夠動态顯(xiǎn)示各種圖(tú)形、漢字以(yi)及各種符(fú)号信息，爲(wei)各種電子(zǐ)産品提供(gòng)了友好的(de)人機界面(mian)，點‼️陣式圖(tu)形液晶顯(xiǎn)示屏具有(yǒu)工🔴作電壓(yā)低、功耗低(di)、可視👈面積(ji)大、體積小(xiao)、無電磁幹(gàn)擾、數字接(jiē)口、使用壽(shou)命長等特(te)點。圖4爲液(ye)晶顯示電(diàn)路原理圖(tu)。


2.3RS485通信
　　RS485接口(kǒu)組成半雙(shuang)工網絡，選(xuǎn)擇兩線制(zhi)與上位機(ji)電腦❗相連(lian)🆚，采用屏蔽(bi)雙絞線傳(chuán)輸。通信系(xì)統整體爲(wei)總線式結(jie)構，這✔️樣1台(tai)上位🧑🏽‍🤝‍🧑🏻機最(zuì)👈多可以和(he)現場32台智(zhi)能儀表相(xiang)連🚶‍♀️。采用MAX485芯(xīn)😍片完成電(dian)壓轉換，圖(tú)5爲RS485通信電(diàn)路原理圖(tú)。

2.4DSP微處理器(qì)
　　TMS320F28335具有150MHz高速(su)處理能力(lì)，具備32位浮(fu)點處理單(dan)元，6個直接(jiē)内🙇🏻存存取(qu)🔱通道，支持(chi)EMIF，McBSP和ADC，配備總(zǒng)計18路PWM波輸(shū)出端口，其(qí)中有6路爲(wèi)專用超高(gao)📱精度🌍的PWM輸(shu)出，12位16通道(dào)模拟數字(zì)🐪轉換單元(yuan)。由于TMS320F28335具備(bèi)浮點運算(suàn)單元，用戶(hù)可快速編(bian)👌寫控制算(suàn)法而無需(xu)在處理小(xiao)數操作上(shang)耗費過多(duō)時間和精(jing)力，與其他(ta)DSP相比，整體(tǐ)性能提高(gao)了一倍，并(bìng)😘與定點C28x控(kòng)制🛀🏻器軟件(jian)兼容，從而(er)簡化了軟(ruǎn)件開發，縮(suō)🐪短了開發(fa)周期，降🏒低(di)了開發成(cheng)本。
3智能渦(wo)輪流量計(jì)的程序設(shè)計
3.1微處理(li)器功能程(cheng)序設計
　　上(shàng)電後程序(xù)對DSP的硬件(jiàn)資源進行(hang)初始化，包(bao)括中斷系(xì)統、GPIO口、定💯時(shi)器/計數器(qì)、通信端口(kou)及基本的(de)時鍾設📧置(zhi)。程序每秒(miǎo)對接收到(dao)的脈沖進(jin)行計數，其(qi)除以儀表(biǎo)系數☂️後的(de)結果作爲(wei)瞬時流量(liàng)，同時🚶在時(shí)間上對🐪瞬(shun)時流量進(jìn)行累積，計(jì)算出兩💚種(zhong)流量後，将(jiang)其實時顯(xiǎn)示在液晶(jing)顯示屏上(shàng)，同時将數(shù)據保🌈存，随(suí)時等待上(shang)位機電腦(nǎo)👅對數據的(de)讀取。通信(xin)采用MODBUS協議(yi)，波特率爲(wèi)9600b/s，無校驗，8位(wei)數據位，1位(wei)停止位。圖(tu)6爲微處理(lǐ)器功能設(shè)計流程圖(tú)。

3.2流速修正(zheng)算法
　　渦輪(lun)流量計中(zhōng)流速對儀(yí)表系數有(yǒu)着很大的(de)影響，這部(bù)分👣誤差會(hui)極大影響(xiǎng)最終計量(liàng)的精度，傳(chuán)統的🐕做法(fa)是當流速(sù)發生較大(da)的持續變(biàn)化時，需對(duì)渦輪流量(liàng)計進行重(zhòng)新标定。針(zhen)對這個問(wèn)題，在不同(tóng)流速下，測(cè)量了✊渦輪(lún)流量計的(de)儀表系數(shù)（見表1）。

繼續(xù)增大流量(liàng)，儀表系數(shù)基本保持(chí)不變，故對(dui)0.4～1L/s内的數據(jù)進行參數(shù)拟合，得到(dao)拟合函數(shu)
Y=5+52.16X+16.9X2-116.22X3+83.34X4.（1）
　　其中自變(bian)量爲流量(liàng)，因變量爲(wei)儀表系數(shu)。當流量介(jie)😘于0.4～1L/s時，采用(yong)式（1）進行計(ji)算；當流量(liang)超過1.1L/s時，保(bao)持儀表系(xi)數恒爲69.9。
4結(jie)論
　　一種基(jī)于DSP的智能(neng)渦輪流量(liàng)計，它能夠(gou)将渦輪流(liu)量傳感💃🏻器(qi)的脈沖信(xin)号經過調(diao)理電路輸(shū)入到微處(chù)理器中，并(bìng)在現場實(shí)時顯示經(jing)過系統修(xiu)正的瞬時(shí)流量和累(lei)積流量🤩，同(tong)時還可以(yǐ)将數據遠(yuǎn)傳至上位(wei)機。此智能(néng)渦♉輪流量(liang)計功能強(qiáng)大🏒，測量精(jīng)度高，有廣(guang)闊的應用(yòng)前景。

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