摘要：介(jiè)紹了一(yi)種脈沖(chòng)式渦街(jiē)流量計(ji) 計數檢(jian)測方法(fǎ)以ARM爲核(he)心軟硬(ying)件二次(ci)濾波後(hou)計量脈(mò)沖數🌈量(liang)。同時對(duì)脈沖幅(fú)值、脈沖(chòng)周期及(ji)脈沖輸(shū)入規律(lǜ)等進行(háng)綜合對(duì)比判斷(duan)脈沖輸(shu)入的狀(zhuàng)态是否(fǒu)正常從(cóng)而确保(bǎo)脈沖計(jì)量正确(què)。
　　由于 渦(wo)街流量(liàng)計 "具有(yǒu)測量精(jing)度高、量(liàng)程寬、測(ce)量介質(zhì)廣泛、工(gong)作溫度(du)🔆高(介質(zhì)溫度😘可(ke)達.350℃)、耐腐(fǔ)蝕以及(ji)可靠性(xing)高等特(tè)點廣泛(fàn)應用于(yú)石油👈、化(huà)工、輕工(gōng)✔️及動力(lì)供熱等(děng)行業工(gōng)業管道(dào)介質(如(rú)氣體、液(ye)體及蒸(zhēng)汽等)流(liu)體流量(liang)的測量(liang)♌多種介(jiè)質。渦街(jiē)流量🏃🏻‍♂️計(ji)一般測(cè)蒸汽、水(shuǐ)等介質(zhì)的比較(jiao)多比如(ru)熱電廠(chǎng)發電會(hui)産生蒸(zheng)汽而蒸(zhēng)汽可以(yi)供🚩暖和(he)生産重(zhong)複使用(yòng)這樣熱(re)電廠就(jiu)可以對(dui)外售賣(mài)蒸汽。所(suǒ)以要安(ān)裝流量(liàng)計來測(ce)量輸出(chu)給用戶(hu)多少🚶蒸(zheng)汽，也就(jiu)是得測(cè)蒸🛀汽的(de)流量因(yīn)此測量(liang)必須正(zhèng)确。渦街(jie)流量㊙️計(jì)的檢測(ce)結果有(you)模拟信(xin)号,也有(yǒu)數字脈(mo)沖信号(hao)輸出而(er)脈沖式(shì)渦街流(liu)量計的(de)檢測結(jié)果以脈(mò)沖方式(shi)輸🈲出傳(chuán)統的計(ji)量方法(fa)采用濾(lǜ)波器濾(lü)波後由(yóu)計數器(qì)來計量(liang)脈沖數(shu)量從㊙️而(er)計算流(liu)量。但這(zhe)種方式(shì)隻📞能計(jì)量脈沖(chong)數量對(duì)脈❗沖出(chu)現的異(yì)常情況(kuàng)(如設備(bèi)故障或(huò)者人爲(wèi)原因)等(děng)不能進(jin)行判别(bié)更不能(néng)及時反(fǎn)饋。而脈(mò)沖出現(xian)異常将(jiang)導緻流(liú)量計量(liàng)不正确(que)最終直(zhi)接影響(xiang)雙方利(li)益。因此(ci)迫切需(xu)要一種(zhǒng)全新的(de)方法不(bú)僅可以(yi)計量脈(mò)沖數量(liang)而且當(dang)脈沖出(chu)現異常(cháng)狀況時(shi)也可以(yǐ)及時發(fā)現。
1檢測(cè)方法
　　脈(mo)沖式渦(wo)街流量(liàng)計計數(shu)檢測方(fang)法采用(yong)A/D采樣配(pèi)合軟件(jian)🐇處🔞理的(de)方法對(dui)脈沖進(jìn)行計數(shu)和判别(bié)。利用高(gao)💞速A/D采集(ji)脈🔆沖輸(shu)入口的(de)電壓幅(fu)值和平(píng)均值軟(ruǎn)件濾🔱波(bo)後根據(jù)采集結(jie)果統計(ji)脈沖數(shù)量;将--段(duàn)時間内(nei)采集的(de)電壓幅(fú)值和平(ping)均值與(yǔ)渦街流(liu)量計最(zui)初安裝(zhuāng)時的正(zhèng)常電壓(ya)幅值和(hé)平均值(zhi)進行對(duì)比以判(pan)斷脈🌈沖(chong)輸出電(dian)壓是否(fou)正常;保(bǎo)存一年(nian)的計量(liàng)數據每(mei)次🚶‍♀️計量(liàng)結果與(yu)-年前同(tóng)期相♍比(bi)看脈沖(chong)數量是(shì)否異常(chang)。通過電(dian)壓值和(hé)用量的(de)綜合對(duì)比來判(pàn)斷渦街(jie)流量計(ji)輸出是(shi)否正常(chang)。
2方案簡(jiǎn)介
2.1硬件(jiàn)方案
　　爲(wèi)了完成(chéng)脈沖計(jì)量及檢(jiǎn)測，必須(xu)有一定(ding)的硬件(jian)作爲支(zhi)撐。本方(fang)法的檢(jiǎn)測裝置(zhì)構成如(ru)圖1虛線(xian)部分所(suo)示,由濾(lü)波電路(lù)、電源模(mo)塊、存儲(chu)單元、時(shi)鍾、遠程(chéng)通信模(mó)塊、人機(ji)交互界(jiè)面和ARM組(zǔ)成。
 
　　濾波(bo)電路采(cai)用無源(yuan)濾波電(diàn)路主要(yào)濾除幹(gàn)擾信号(hào)使㊙️輸出(chu)電壓紋(wén)波系數(shu)降低提(ti)高檢測(cè)正确率(lǜ)。電源模(mó)塊采用(yong)多組電(dian)源供整(zheng)個檢測(ce)裝置工(gong)作特别(bié)注意的(de)是給A/D采(cai)集供電(dian)的是1%精(jīng)度電源(yuán)，以保證(zhèng)采集精(jing)度。
　　存儲(chu)模塊采(cai)用鐵電(diàn)存儲器(qì)和Flash相結(jié)合的方(fang)式。由于(yú)🐅要🥰存儲(chǔ)㊙️一年的(de)流量數(shù)據數據(jù)量很大(dà)。而且采(cai)樣數據(ju)實時采(cai)📱集、實時(shí)保🚶存讀(dú)寫也相(xiang)當頻繁(fan)。Flash空間大(da),但讀寫(xiě)次數有(you)限🌏;鐵電(diàn)讀寫速(su)度快、次(cì)數🈚多但(dàn)容量小(xiǎo)🍉。因此采(cai)用Flash和鐵(tie)電相結(jié)合的方(fang)式實時(shi)數據先(xiān)存放在(zai)鐵電中(zhōng)定時将(jiang)鐵電中(zhong)的數據(jù)轉移至(zhì)Flash中。
時鍾(zhōng)單元需(xū)自備電(diàn)池防止(zhi)終端斷(duan)電後時(shí)鍾錯誤(wu)。
　　遠程通(tōng)信模塊(kuai)用來與(yǔ)數據中(zhong)心進行(hang)信息交(jiāo)互将♈檢(jiǎn)測結果(guǒ)以及異(yì)常信息(xī)等及時(shí)傳送給(gěi)數據中(zhōng)心。.
人機(jī)交互界(jiè)面則用(yong)于現場(chǎng)顯示和(he)設置。
　　CPU是(shì)32位ARM硬件(jiàn)平台,自(zi)帶12bitA/D采集(ji)采集時(shi)間5μs3]。采集(jí)結束後(hou)CPU對采集(jí)♈的數據(ju)進行綜(zōng)合處理(li)。
2.2軟件方(fang)案
　　軟件(jian)主要流(liu)程如圖(tú)2所示系(xì)統初始(shǐ)化之後(hou),主要進(jìn)📱行⁉️數據(jù)采🛀🏻集、脈(mò)沖計數(shu)、脈沖檢(jian)測的循(xun)環。
 
2.2.1采集(jí)數據:
　　5μs采(cǎi)集1個點(diǎn)采集10個(gè)點後除(chu)去-一個(gè)最.大值(zhí)和一個(ge)最小值(zhi)[4]然後計(ji)算平均(jun1)值。采集(ji)值≤(0.3x脈沖(chòng)基準幅(fu)值),計1;采(cai)集值≥(0.7x脈(mò)沖🏃‍♀️基準(zhǔn)幅值❤️)計(ji)2;其他情(qíng)況計0。采(cǎi)集一個(gè)有效數(shù)據所需(xū)時間爲(wèi)10x5μs=50μus,1s可采集(ji)20000個有👉效(xiào)數據。每(mei)分鍾對(duì)上述檢(jian)測爲🥰2的(de)電壓值(zhí)取平均(jun)計算脈(mo)沖幅值(zhí)，對所有(yǒu)電壓值(zhi)取平均(jun1)計算脈(mò)沖平均(jun)值安裝(zhuāng)🔴調試完(wan)成後🔞需(xu)保存脈(mo)沖幅值(zhí)和平均(jun)值的基(jī)準值。
2.2.2脈(mo)沖計數(shù)
　　由于數(shù)據處理(lǐ)時間爲(wei)1s與渦街(jie)流量計(ji)的輸出(chu)脈沖周(zhōu)期可能(néng)不一緻(zhì)。每秒采(cai)集時有(you)些脈沖(chong)可能被(bèi)截斷爲(wei)了避☁️免(miǎn)少計脈(mò)沖需要(yao)對脈沖(chòng)進行處(chu)理。将上(shàng)👅一秒最(zui)💋後一段(duàn)連續爲(wei)2的數字(zi)段及之(zhī)後所有(yǒu)的數字(zì)與本次(cì)數據合(he)并-起進(jìn)行處🌂理(li)。爲避免(mian)多計脈(mo)沖,對本(ben)次最後(hòu)一段連(lian)續爲2及(jí)之後所(suǒ)有的數(shù)字不做(zuo)🤩處理留(liú)待下一(yī)秒處理(li)。
　　脈沖統(tong)計時遍(bian)曆數據(jù)記錄找(zhǎo)出并記(ji)錄每段(duan)連續🔴爲(wei)2的數字(zì)段中的(de)2的數量(liang)和整條(tiáo)數據記(ji)錄中爲(wei)2的數字(zi)段的總(zong)段數;取(qu)❌出一段(duàn)數據段(duan)記爲基(jī)準對比(bǐ)🚶段用其(qi)他數據(jù)☎️段中數(shu)🐇字2的數(shu)量與之(zhi)對比記(jì)錄兩🏃🏻‍♂️段(duan)數字2數(shu)量的差(cha)值🥵在3個(ge)之内的(de)總段數(shù)然後用(yong)每--段數(shù)據段爲(wei)基準對(duì)比段重(zhòng)複本次(cì)操作;找(zhǎo)到差值(zhí)🏃‍♂️在3個之(zhī)内的個(ge)數最多(duo)的數據(jù)段,首先(xiān)将此段(duan)與所有(you)差值在(zai)3個之内(nèi)的數據(jù)段都計(jì)一個有(yǒu)效脈沖(chong)并對這(zhe)些數據(jù)段中2的(de)數量做(zuò)平均平(ping)均⁉️值作(zuò)爲基準(zhun)數量并(bìng)以❤️此計(jì)算脈沖(chòng)周期然(rán)🐆後對不(bu)滿足差(cha)值爲🏒3的(de)數據段(duàn)進行處(chu)理。處理(lǐ)方法如(rú)下:
a.如果(guǒ)數據段(duàn)中2的數(shù)量少于(yú)基準數(shu)量但落(luo)在應爲(wèi)高電平(píng)的時間(jiān)段内認(rèn)爲是一(yi)個有效(xiao)脈沖否(fou)則認爲(wei)是幹擾(rao)信号❤️;
b.如(rú)果數據(jù)段中2的(de)數量多(duo)于基準(zhǔn)數量先(xiān)判斷這(zhè)些數📧據(ju)段落在(zài)多少個(gè)周期内(nèi),有多少(shǎo)個周期(qi)計多少(shǎo)個有效(xiao)脈沖。
得(de)出有效(xiao)脈沖後(hou),對上述(shu)所有有(you)效脈沖(chòng)的周期(qi)進行判(pàn)斷㊙️判斷(duàn)和相鄰(lin)的數據(jù)段是否(fǒu)落在相(xiang)同周期(qi)内。如果(guǒ)相同則(ze)應減🈚去(qù)相🍓同周(zhōu)期的個(gè)數最終(zhong)得出有(yǒu)效脈沖(chong)總數即(ji)爲這一(yi)-秒的💋脈(mo)沖數。
2.2.3脈(mò)沖檢測(cè)
　　脈沖檢(jian)測包括(kuò)電壓值(zhí)對比和(he)流量的(de)保存與(yǔ)對比🐉兩(liang)部分🐇。
　　每(měi)分鍾對(duì)上述檢(jiǎn)測爲2的(de)電壓值(zhí)取平均(jun1)與初始(shi)記錄的(de)🔴每分✊鍾(zhong)幅值對(duì)比如果(guo)當前幅(fu)值介于(yu)初始幅(fú)值的0.85~1.15倍(bèi)之間認(rèn)爲脈沖(chong)幅值正(zhèng)常否則(zé)記一次(cì)異常🆚連(lian)續5次異(yi)常,則認(rèn)爲脈沖(chòng)幅值異(yì)常;每分(fen)鍾對上(shàng)述所有(you)的電壓(ya)值取平(píng)均然後(hòu)與初始(shi)記錄的(de)每分鍾(zhong)均值作(zuò)對比,如(rú)果當前(qian)均🍓值介(jiè)于初始(shǐ)均值的(de)0.85~1.15倍之🏃‍♀️間(jiān)認爲脈(mò)沖.均值(zhí)正常,否(fǒu)則記一(yi)次異常(chang)。連續5次(ci)異常則(zé)認爲脈(mo)沖均值(zhí)異常🔞。
　　設(shè)備保存(cún)一年的(de)流量記(ji)錄每秒(miǎo)流量計(jì)量出來(lái)之💃後與(yu)一年前(qián)💁同期的(de)流量對(dui)比如果(guǒ)變化不(bú)多則用(yòng)💔當前流(liu)量㊙️值替(ti)換前一(yi)年的流(liú)量值。如(rú)果變化(hua)較大計(jì)一次流(liu)量異常(chang)。連續3min流(liú)量異常(cháng)則認爲(wei)流量異(yì)常。流量(liang)異常時(shi)暫不替(ti)換前一(yī)年流量(liàng)待人✨工(gong)确認。如(ru)果是正(zheng)常使用(yong)則替換(huàn)前一年(nián)流量否(fǒu)則保持(chi)前一年(nián)流量不(bu)變。
3結束(shu)語
　　該方(fāng)法檢測(cè)脈沖式(shi)渦街流(liu)量計的(de)脈沖數(shu)量,通過(guò)💔軟硬件(jian)二次濾(lü)波可有(yǒu)效濾除(chu)幹擾脈(mò)沖保證(zheng)檢測正(zheng)确⭐。通過(guo)對檢測(cè)結果的(de)綜合判(pan)斷可了(le)解脈沖(chòng)輸入的(de)情況依(yi)此了解(jie)脈沖式(shì)渦🏃🏻‍♂️街流(liu)量計的(de)工作狀(zhuang)态确保(bao)脈沖式(shì)渦街⁉️流(liu)量計工(gong)作在狀(zhuang)态保證(zheng)系統🔞檢(jiǎn)測的正(zhèng)确率。發(fā)現異常(cháng)情況後(hòu)及時進(jìn)行提示(shì),可✉️确保(bǎo)各方的(de)合🈲法利(lì)益不受(shou)侵📞害。

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