溫壓補(bǔ)償氣體流量計(jì) 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)物料管理、能源管理,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)過(guò)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)境的重要手段。氣體渦輪流量計(jì)是一種速度式儀表,它具有壓力損失小、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)。 目前國(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)顯示器,客戶無(wú)法直接從管路中氣體流動(dòng)狀況了解流量計(jì)實(shí)際運(yùn)行情況。
本文介紹了一種帶溫度壓力補(bǔ)償?shù)臍怏w渦輪流量計(jì)的設(shè)計(jì),通過(guò)溫壓補(bǔ)償,把工況的流量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)狀況的流量, 同時(shí)本裝置采用了低功耗的單片機(jī)以及液晶顯示等, 大大延長(zhǎng)了電池的使用壽命。
1、系統(tǒng)概述:溫壓補(bǔ)償氣體流量計(jì)
1.1、系統(tǒng)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)、 液晶顯示電路、存儲(chǔ)電路和軟件組成。 系統(tǒng)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,本系統(tǒng)采用 TI 的 MSP430F149 單片機(jī),其突出的優(yōu)點(diǎn)是超低功耗,能有效延長(zhǎng)供電電池的使用壽命[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),經(jīng)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)采用2 總線存儲(chǔ)到 2 存儲(chǔ)器中并顯示在液晶顯I C E PROM 示器上 。
圖 1 | 系統(tǒng)框架圖 |
系統(tǒng)軟件包括系統(tǒng)初始化模塊 , 信號(hào)檢測(cè)模塊 , 數(shù)據(jù)處理模塊 , 液晶顯示模塊 , 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊以及定時(shí)中斷服務(wù)模塊等 。
1.2、系統(tǒng)工作原理:
該設(shè)計(jì)能實(shí)時(shí)將氣體流速準(zhǔn)確地顯示出來(lái) 同, 時(shí)計(jì)算并顯示累計(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)計(jì)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 由于氣體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)狀況 (20 ,0.1013MPa 或者 0 ,0.1013MPa) 下的氣體流速 , 此過(guò)程是由單片機(jī)參考溫度和壓力傳感器所測(cè)的溫度和壓力值通過(guò)計(jì)算所實(shí)現(xiàn)的,同時(shí)每秒鐘進(jìn)行一次流量積累計(jì)算從而得出累計(jì)流量[2]。 將單片機(jī)計(jì)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)顯示在串口液晶顯示模塊上。