气体流量计生产厂家

专家指导选型 24小时售后服务
当前位置:网站首页 > 涡街资料 >

电容式涡街流量计 测量系统与规格参数

时间:2018/12/16来源:未知

摘要:灌溉水量的流量测试是现代农业的关键技术之一, 为了提高流量测试系统的测试精度, 对电容式涡街流量测试系统进行了研究, 设计了电容式涡街流量测试系统的二次仪表硬件电路部分, 其中包括由前置放大电路、滤波电路、整形电路组成的信号调理电路、以低功耗微处理器MSP430F149单片机为核心的按键接口电路、LCD显示接口电路以及二次仪表供电电路。此外, 开发了电容式涡街流量测试系统的软件部分, 包括监控系统程序设计、键盘中断服务子程序设计、液晶显示子程序组成的人机界面程序设计、信号采集与处理程序设计。试验结果表明, 该电容式涡街流量信号测试系统能够精确地实现流量信号的测试与处理, 在农业生产中有广泛的实用价值。

  电容式涡街流量计具有精度高、量程比较宽、线性度较好、压力损失小、性能可靠、测量元件结构简单、使用寿命长、安装维护方便、适用于各种介质等一系列优点, 在农业的计量检测中正在发挥越来越大的作用, 有着广泛的应用前景, 因此研究电容式涡街流量计将具有重要的意义[1,2,3,4]。

本研究设计了灌溉用的电容式涡街流量测试系统, 该系统的硬件电路包括信号处理电路、接口电路、供电电路, 软件部分由主程序、键盘中断服务子程序、液晶显示子程序、信号采集与处理程序组成。测试结果表明, 该系统具有低功耗、高精度的特点, 在农业领域具有广阔的市场应用前景。

1、硬件部分的设计:

流量传感器将检测到的涡街信号经信号调理后传送到单片机, 读入捕获的时间, 获得信号频率, 再根据仪表参数, 可以计算出瞬时流量值、累积流量值, 送到指定的RAM数据缓冲区供LCD实时显示。

1. 1、信号处理电路:

  环行电路输出的信号低于m V级, 若直接采用此信号, 则不能满足单片机输入信号要求, 因此须要对采集到的信号进行放大处理。具体电路是一个恒流源式双入单出差动放大电路, 这种电路对抑制零点漂移更为有利。传感器得到的信号中往往夹杂着许多噪声信号, 为了尽可能消除噪声的干扰以获得频率为 ω 的近似正弦波, 设计滤波电路采用的是无限增益多路反馈二阶滤波电路, 该电路与其他有源二阶的过渡带相比变窄, 衰减斜率的值加大, 有助于改善 ω 附近的频率特性。信号由上述放大滤波电路后, 得到的信号并不是理想的方波信号, 为了便于单片机计数, 需要对信号进行整形处理。在电路设计中采用施密特触发器对信号波形进行整形, 整形电路通过施密特触发器电路产生方波信号。电路中通过设置可调电位器的阻值, 可以设定门限电压, 将输入信号转换成脉冲信号输入MSP430F149 单片机的P1. 1 端口, 利用P1. 1 端口可以设置为捕获方式以获取流量信号频率。

1. 2、键盘接口电路:

  采用独立式键盘来修改流量测试现场的相关参数值, 利用MSP430 单片机的I/O端口来设计键盘电路。它的6 组端口的8 个I/O管脚都可以单独设置成输入和输出, P2 端口可以单独设置为中断或只读口分别与P2. 0 ~ P2. 4 连接。键盘由返回键、右移键、增1 键、左移键、修改键组成。当修改键有按键动作时, 触发键盘中断, 其他按键不响应中断。当进入中断后, 按下其他任意键使得对应P2 口由100 Ω 和1 kΩ 2 个电阻对3. 3 V分压为高电平3 V, 弹起键时对应P2 口为低电平0, 以此作为键盘扫描判断。

1. 3、显示电路:

  采用低功耗点阵式字符液晶显示器NOKIA5110, 此液晶具有低电压供电方式, 可选择3. 3Vcc和5Vcc的电压供电。液晶内部采用PCD8544, 设计为48 行84 列的图形显示, 所有的显示功能集成在1 块芯片上, 包括LCD电压及偏置电压发生器, 只需很少外部元件且功耗小, 正常显示时的工作电流在200 μA以下, 且具有掉电模式。芯片的2、3、4 脚同单片机P4. 0、P4. 1、P4. 2 相连, 使用内部振荡器时令6 脚接高电平, 8引脚所接电容是起延时作用, 由于它影响掉电时屏幕上信息消失速度的快慢, 通常选0. 1 ~ 10. 0 μF。

1. 4、电源电路:

该单片机的工作电源一般是1. 8 ~ 3. 6 V, 并且功耗极低, 电池电压通过W7805 转换成+ 5 V电源。该芯片输入5 V, 输出电压为3. 3 V, 电流为800 m A, 能满足大多数低功耗应用场合的要求。

2、系统的软件设计:

系统的软件包括主程序、各中断服务子程序。系统开机后进入初始化, 分别对MSP430 的看门狗和晶振、键盘I/O口中断、定时器A和定时器B初始化。当有中断触发时, 由中断服务子程序完成响应, 否则系统一直处于低功耗模式的休眠状态[5]。

2. 1、键盘中断服务子程序:

键盘在系统中的作用是根据不同的情况对相关参数进行修改, 实现人机对话, 本系统键盘中共采用5 个按键: key0: 返回键, key1: 右移键, key2: 增1 键, key3: 左移键, key4: 修改键。键盘中断子程序流程见图1, 由修改键触发键盘中断, 响应中断后, 系统关闭其他的所有中断, 进入系统设置界面。扫描键盘是否有键按下, 如有键按下, 查询键码; 如果是左移键, 光标进行左移操作; 如果是右移键, 光标进行右移操作; 如果是增加键, 当前位进行加1 操作; 如果是返回键, 保存修改参数, 返回正常显示页面, 打开所有中断, 中断返回。

流程图

 

2. 2 液晶显示子程序

液晶显示用来显示相关信息给用户, 它也是实现人机对话的重要部分。本系统液晶显示的主要信息是流速、流量、管道直径、雷诺数Re、仪表系数K等。首先初始化液晶I/O口和液晶, 读取相关要显示的数据, 保存至缓冲区, 并送入液晶显示, 最后中断返回。

2. 3 信号采集与处理程序设计

信号经过前置放大后接入P1. 1 口, 该端口具有定时器A捕获中断作用, 主要用来捕获脉冲周期, 2 个上升沿为1 个周期, 1 个周期有2 次捕获, 用N来标志测量的周期次数, 用F0来标志测量是某个周期的第1 个上升沿还是第2 个上升沿。为保证测量的精确性, 捕获定时器A 10 个周期, 并对10 个周期进行平均。定时器A程序流程如图2 所示。开定时器A捕获中断服务程序, 查询捕获次数标志F0, 如果捕获标志F0 = 1, 清空定时器A, 并开启定时器A; 如果捕获标志F0 =2, 记录定时器A值, 判断测量周期标志数N是否为10, 不为10, 继续开启定时器A, 为10, 关闭定时器A中断。定时器B中断服务程序工作流程是开定时器B中断服务程序, 提取缓冲区数据, 并进行数据处理与转换, 定时刷新液晶屏显示, 清空数据缓冲区, 初始化定时器A, 开启定时器A中断, 让定时器A捕获脉冲。

流程图

   涡街流量计 主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。涡街流量计的特点是压力损失小,量程范围大,精度高,涡街流量计在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。涡街流量计无可动机械零件,因此可靠性高,维护量小。仪表参数能长期稳定。
     在实际应用中,往往***大流量远低于仪表的上限值,随着负荷的变化,***小流量又往往会低于仪表的下限值,仪表并非工作在它的***佳工作段,为了解决这一问题,通常采用在测量处缩径提高测量处的流速,并选用较小口径的仪表以利于仪表的测量,但是这种变径方式必须在变径管与仪表间有长度为15D以上的直管段进行整流,使加工、安装都不方便。我公司研制的纵断面形状为圆弧的LGZ变径整流器,涡街流量计具有整流、提高流速及改变流速分布多重作用,其结构尺寸小,仅为工艺管内径的1/3,与涡街流量计作成一体,不仅不需要另外附加一段直管段,还可以降低对工艺管直管段的要求,安装非常方便。
涡街流量计为了使用方便,电池供电的本地显示型涡街流量计采用微功耗高新技术,采用锂电池供电可不间断运行一年以上,节省了电缆和显示仪表的采购安装费用,可就地显示瞬时流量、累积流量等。温度补偿一体型涡街流量计还带有温度传感器,涡街流量计可以直接测量出饱和蒸汽的温度并计算出压力,从而显示饱和蒸汽的质量流量。温压补偿一体型带有温度、压力传感器,用于气体流量测量可直接测量出气体介质的温度和压力,从而显示气体的标况体积流量。
测量介质: 气体、液体、蒸气
口径规格 法兰卡装式口径选择 25,32,50,80,100,气体***小可做到15.
法兰连接式口径选择 100,150,200
流量测量范围 正常测量流速范围 雷诺数1.5×104~4×106;气体5~50m/s; 液体0.5~7m/s
正常测量流量范围 液体、气体流量测量范围见表2; 蒸气流量范围见表3
测量精度 1.0级 1.5级
被测介质温度:常温–25℃~100℃
高温–25℃~150℃ -25℃~250℃
输出信号 脉冲电压输出信号 高电平8~10V 低电平0.7~1.3V
脉冲占空比约50%,传输距离为100m
脉冲电流远传信号 4~20 mA,传输距离为1000m
仪表使用环境 温度:-25℃~+55℃ 湿度:5~90% RH50℃
材质 不锈钢, 铝合金
电源 DC24V或锂电池3.6V
防爆等级 本安型iaIIbT3-T6
防护等级 IP65
涡街流量计产品选型

涡街流量计代号 涡街流量计通径 涡街流量计       流量范围㎡/h
LUGB-25 DN25 1~10(液体) 25~60(气体) 蒸汽流量请查看说明书,DN300以上推荐使用 插入式涡街流量计
LUGB-32 DN32 1.5~18(液体) 15~150(气体)
LUGB-40 DN40 2.2~27(液体) 22.6~150(气体)
LUGB-50 DN50 4~55(液体) 35~350(气体)
LUGB-80 DN80 9~135(液体) 90~900(气体)
LUGB-100 DN100 14~200(液体) 140~1400(气体)
LUGB-150 DN150 32~480(液体) 300~3000(气体)
LUGB-200 DN200 56~800(液体) 550~5500(气体)
  代号 功能                                                                               涡街流量计             
N 无温压补偿                                                                        涡街流量计
Y 有温压补偿                                                                            涡街流量计
  代号 输出型号                                                涡街流量计
F1 4-20mA输出(二线制)                            涡街流量计
F2 4-20mA输出(三线制)                                 涡街流量计
F3 RS485通讯接口                                                涡街流量计
  代号 被测介质
J1 液体
J2 气体
J3 蒸汽
  代号 连接方式
L1 法兰卡装式
L2 法兰连接式
       
     
                 

气体涡街流量计
气体涡街流量计

摘要:涡街流量计是根据涡街原理制备的测量气体和液体流量计量仪器, 自上世纪八十年代以来被广泛使用, 其技...

查看气体涡街流量计

内螺纹连接温压补偿涡街流量计
内螺纹连接温压补偿涡街流量计

内螺纹连接温压补偿涡街流量计中文显示主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质...

查看内螺纹连接温压补偿涡街流量计

温压补偿一体化涡街流量计
温压补偿一体化涡街流量计

压补偿一体化涡街流量计(新款中文显示法兰卡装式)主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸...

查看温压补偿一体化涡街流量计

不锈钢衬四氟表体涡街流量计
不锈钢衬四氟表体涡街流量计

产品型号: LUGB 四氟表体涡街流量计的产品外观图产品参数: 公称通径:DN10 - DN150 连接形式:四氟(304不...

查看不锈钢衬四氟表体涡街流量计

新款法兰卡装式涡街流量计
新款法兰卡装式涡街流量计

新款法兰卡装式涡街流量计采用先进的差动技术,价格850元配合隔离、屏蔽、滤波等措施,克服了同类产品抗震...

查看新款法兰卡装式涡街流量计

LUGB流量计
LUGB流量计

一、概述: JYLUGB系列智能型涡街流量计是利用液体振动原理而开发的一种新型流量计,广泛应用在石油、化工...

查看LUGB流量计

3、结论:

  本研究设计了灌溉用的电容式涡街流量测试系统, 其中硬件电路包括信号处理电路、微处理器系统接口电路、电源电路; 软件部分由主程序、键盘中断服务子程序、液晶显示子程序、信号采集与处理程序组成。试验验证了该系统设计的正确性和可靠性。该系统还具有结构简单、价格低廉、测试精度高的优点, 在农业领域具有广阔的市场应用前景。


常见问题推荐
资料查询
价格咨询
江苏华云仪表有限公司
销售电话:0517-86996066
公司传真:0517-86883033
手 机:18915186518
E-mail:[email protected]
公司地址:江苏省淮安市金湖县工业园同泰大道99号