摘(zhāi)要： 渦輪(lun)流量計(jì) 廣泛應(ying)用于流(liu)量測量(liàng)領域，針(zhēn)對渦輪(lun)流量計(jì)的特點(diǎn)設計了(le)一種基(ji)于DSP智能(neng)渦輪流(liu)量計，它(tā)能夠實(shí)時采集(jí)♋脈沖信(xìn)号，并顯(xiǎn)♌示在液(yè)晶顯示(shì)屏上，同(tóng)時還能(neng)📞通過RS485通(tōng)❓信将數(shù)據遠傳(chuan)至上位(wèi)機。智能(néng)渦輪流(liú)量計 内(nèi)置儀表(biǎo)系數修(xiū)正算法(fǎ)，能夠消(xiao)除流變(biàn)化導緻(zhì)儀表系(xì)數變化(huà)而産生(sheng)的誤差(cha)。
　　渦輪流(liú)量計廣(guang)泛用于(yú)流量測(ce)量領域(yu)，具有安(an)裝簡便(biàn)、精🧡度💋較(jiao)高、能夠(gòu)直接進(jìn)行脈沖(chòng)輸出等(děng)特點，目(mù)前廣泛(fan)應用于(yu)工業及(ji)民用的(de)流量計(jì)量等裝(zhuāng)置中[1]。由(you)于渦輪(lun)流量計(jì)⛱️能夠直(zhí)接輸出(chu)❗脈沖，且(qie)渦輪流(liú)量計的(de)儀表系(xi)數會随(suí)流速的(de)變化而(er)變化，易(yì)于使智(zhi)能儀表(biao)對其脈(mò)沖流量(liang)信号進(jìn)行現場(chǎng)處理，如(ru)果智能(neng)♋儀表不(bu)能實時(shi)對儀表(biǎo)系數進(jin)行修正(zhèng)，則需要(yao)對渦輪(lún)流量計(ji)⁉️進行标(biāo)定，否則(ze)将産生(shēng)較大測(ce)量誤差(chà)[2]。
1渦輪流(liu)量計功(gōng)能概況(kuang)
　　渦輪流(liu)量計屬(shǔ)于速度(du)式流量(liàng)測量計(ji)，其工作(zuò)原理是(shì)在💁流體(tǐ)管道内(nei)安裝渦(wo)輪，利用(yòng)流體流(liú)動時産(chǎn)生的推(tui)力使渦(wo)輪葉片(pian)轉動，渦(wo)輪的轉(zhuǎn)速和流(liu)體的流(liu)速将成(chéng)正比例(li)關系[3]，同(tong)時，安裝(zhuang)在計量(liang)儀表殼(ké)體的電(dian)磁感應(yīng)接收器(qi)實時接(jie)收由💋葉(ye)輪轉動(dong)引起的(de)磁☂️場變(biàn)化而産(chǎn)生的脈(mo)沖，智能(neng)儀表收(shou)集到脈(mo)沖之後(hòu)進行濾(lü)波放❤️大(da)💚，即可通(tong)過簡單(dān)的比例(lì)關系計(jì)算出管(guan)道的實(shi)時流量(liang)。渦輪流(liu)量計其(qi)内部機(jī)械機構(gòu)見圖1。
　　智(zhì)能儀表(biao)以DSP爲處(chu)理器，它(tā)采集到(dao)渦輪流(liu)量傳感(gan)器傳🧑🏽‍🤝‍🧑🏻送(sòng)的脈✔️沖(chong)信号後(hou)通過濾(lü)波放大(da)後在處(chù)理器内(nei)進行運(yun)算，并将(jiang)運算結(jie)果顯示(shì)在液晶(jīng)屏上，同(tong)時還能(néng)夠通過(guo)RS485通信向(xiang)上位機(jī)遠傳流(liú)量信息(xī)。圖2爲渦(wo)輪流量(liàng)智能儀(yí)表的内(nei)👅部功能(néng)模💜塊結(jié)構圖。


2智能(neng)渦輪流(liú)量計的(de)硬件設(shè)計
2.1渦輪(lun)脈沖輸(shū)入調理(li)電路
　　由(yóu)于渦輪(lun)流量傳(chuan)感器産(chǎn)生的電(diàn)脈沖信(xìn)号有一(yī)定的噪(zao)聲🈚信号(hao)，并且電(diàn)壓隻有(yǒu)幾十毫(háo)伏，所以(yǐ)在将信(xin)号輸入(ru)到DSP處理(lǐ)器之前(qian)進行濾(lǜ)波、整形(xíng)和放大(da)。第82頁💔圖(tu)3爲渦💚輪(lun)脈沖輸(shu)入調✍️理(lǐ)電路。
2.2液(yè)晶顯示(shi)
　　液晶選(xuǎn)擇12864點陣(zhèn)式液晶(jing)，它能夠(gou)動态顯(xiǎn)示各種(zhǒng)圖形、漢(han)字以及(jí)各種符(fu)号信息(xi)，爲各種(zhong)電子産(chan)品提供(gong)了友好(hao)❗的人機(ji)界面，點(dian)陣式圖(tu)形液晶(jīng)顯示屏(píng)具有工(gong)㊙️作電壓(yā)低、功耗(hào)低、可視(shi)面積大(da)、體積小(xiao)、無電磁(cí)幹擾👅、數(shù)字接口(kǒu)、使用壽(shou)命🌈長等(deng)特點💯。圖(tu)4爲液晶(jing)顯示電(dian)路原理(li)圖。


2.3RS485通信
　　RS485接(jiē)口組成(chéng)半雙工(gōng)網絡，選(xuan)擇兩線(xiàn)制與上(shang)位機電(dian)腦相連(lián)，采用屏(ping)🐆蔽雙絞(jiao)線傳輸(shū)。通信系(xi)統整體(tǐ)爲總線(xian)式結構(gòu)，這樣1台(tai)上位機(jī)最多可(kě)以和現(xiàn)場32台智(zhi)能儀表(biao)相連。采(cǎi)用MAX485芯片(piàn)完成電(diàn)壓轉❌換(huàn)，圖5爲🙇‍♀️RS485通(tong)信電路(lu)原理圖(tú)。

2.4DSP微處理(li)器
　　TMS320F28335具有(you)150MHz高速處(chù)理能力(li)，具備32位(wei)浮點處(chu)理單元(yuan)，6個直接(jie)内存存(cun)取通道(dào)，支持EMIF，McBSP和(hé)ADC，配備總(zǒng)計18路PWM波(bō)輸出端(duan)口，其✂️中(zhōng)有6路爲(wei)專用📞超(chao)高精度(dù)的PWM輸出(chu)，12位16通道(dào)模拟數(shu)字轉換(huan)單元。由(yóu)于TMS320F28335具備(bei)浮點運(yun)算單元(yuán)，用🏃🏻‍♂️戶可(ke)快速編(bian)寫控制(zhi)算法而(er)無需💃在(zài)處理小(xiǎo)數操作(zuò)上耗費(fèi)過多🌐時(shí)間和精(jing)力，與其(qi)他DSP相比(bǐ)，整體性(xìng)能提高(gāo)了一倍(bèi)，并與定(ding)點C28x控制(zhì)器軟件(jiàn)兼容，從(cóng)而☔簡化(huà)了軟件(jiàn)開發，縮(suo)短了開(kāi)發周期(qī)，降低了(le)開發成(cheng)本。
3智能(neng)渦輪流(liú)量計的(de)程序設(she)計
3.1微處(chù)理器功(gong)能程序(xu)設計
　　上(shang)電後程(chéng)序對DSP的(de)硬件資(zi)源進行(hang)初始化(huà)，包括中(zhōng)斷⭕系統(tong)、GPIO口、定🛀時(shi)器/計數(shù)器、通信(xin)端口及(jí)基本的(de)時鍾設(shè)♉置。程序(xu)每秒對(duì)接收到(dao)的脈沖(chòng)進行計(jì)數，其除(chú)以儀表(biao)系數後(hou)的結果(guo)作爲瞬(shun)時流🌈量(liàng)，同時在(zài)時間上(shàng)對瞬時(shí)流量進(jin)行累積(ji)🔱，計算出(chu)兩種流(liu)量後，将(jiāng)其實時(shí)♈顯示在(zai)液晶‼️顯(xiǎn)示屏上(shàng)，同時将(jiang)數據保(bǎo)存，随時(shi)等待上(shang)位機電(diàn)腦對💁數(shù)據的讀(du)取。通信(xin)采用MODBUS協(xie)議，波特(tè)率爲9600b/s，無(wu)校驗，8位(wèi)數據位(wei)，1位停止(zhi)位。圖6爲(wei)微處理(li)器功能(neng)設計流(liu)程圖。

3.2流(liú)速修正(zheng)算法
　　渦(wō)輪流量(liang)計中流(liú)速對儀(yí)表系數(shu)有着很(hen)大的影(ying)響♍，這部(bu)分誤🈲差(chà)會極大(dà)影響最(zuì)終計量(liang)的精度(dù)，傳統的(de)💯做法是(shi)當🔞流速(sù)🔱發生較(jiào)大的持(chi)續變化(hua)時，需對(duì)渦輪流(liú)量計進(jìn)行重新(xīn)标定😄。針(zhēn)對這個(ge)問題，在(zài)不同流(liu)速🐆下，測(ce)量了渦(wo)輪流量(liang)計的儀(yi)表系數(shù)（見表⛷️1）。

繼(jì)續增大(da)流量，儀(yi)表系數(shu)基本保(bǎo)持不變(bian)，故對0.4～1L/s内(nèi)的🛀🏻數🔞據(ju)進🔴行參(cān)💯數拟合(he)，得到拟(ni)合函數(shu)
Y=5+52.16X+16.9X2-116.22X3+83.34X4.（1）
　　其中自(zi)變量爲(wèi)流量，因(yīn)變量爲(wei)儀表系(xi)數。當流(liú)量介🏃‍♀️于(yu)0.4～1L/s時，采用(yong)式（1）進行(hang)計算；當(dāng)流量超(chao)過1.1L/s時，保(bǎo)持儀表(biǎo)系數恒(heng)爲69.9。
4結論(lùn)
　　一種基(jī)于DSP的智(zhi)能渦輪(lun)流量計(jì)，它能夠(gòu)将渦輪(lún)流量傳(chuán)感器的(de)脈沖信(xìn)号經過(guò)調理電(dian)路輸入(ru)到微處(chù)理🌈器中(zhong)，并在現(xian)場實時(shi)顯示🏃‍♀️經(jīng)過系統(tǒng)修正的(de)瞬時流(liu)📱量和累(lei)積流量(liang)，同時還(hai)可以将(jiang)數據遠(yuan)傳至上(shàng)位機。此(cǐ)智能渦(wo)輪流量(liang)計功能(néng)強大，測(cè)量精度(du)高，有廣(guǎng)闊的應(yīng)用前景(jing)。

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