摘要：介紹了一種(zhǒng)脈沖式渦街流量(liang)計 計數檢測方法(fǎ)以ARM爲核心軟硬件(jiàn)二次濾波後計量(liang)脈沖數量。同⁉️時對(dui)脈沖幅值、脈沖周(zhōu)期及脈沖輸入規(guī)律等進行綜合對(dui)比判斷脈沖輸入(rù)的狀态是否正常(cháng)從而确保脈沖計(jì)量正确。
　　由于 渦街(jiē)流量計 "具有測量(liang)精度高、量程寬、測(cè)量介質廣泛、工作(zuò)溫度高🙇‍♀️(介質溫度(du)可達.350℃)、耐腐蝕以及(jí)可靠性高等特點(diǎn)廣🧑🏽‍🤝‍🧑🏻泛應用于石油(yóu)、化工、輕工🌂及動力(li)供熱等行業工業(ye)管道介質(如氣體(tǐ)、液體🏃🏻‍♂️及蒸汽等)流(liú)體流量的測量多(duō)種介質。渦街流量(liang)🔱計一般測蒸汽、水(shuǐ)等介質的比較多(duo)比如熱👈電廠發電(diàn)會📧産生蒸汽而⚽蒸(zheng)汽可以供暖和生(shēng)産重複使用這樣(yang)熱電廠就可以對(dui)外售賣蒸汽。所以(yi)要安裝流量計來(lái)測量輸出給用戶(hu)多少蒸汽，也就是(shi)得測蒸汽的流量(liang)因此測量必須正(zheng)确。渦街流量計的(de)檢測結㊙️果有模🥰拟(nǐ)信号,也有數字脈(mò)沖信号輸出而脈(mò)沖式渦⭐街流量計(jì)的檢測結果以脈(mo)沖方式輸出傳統(tǒng)的計量方法采用(yòng)濾波器濾波後由(yóu)計數器來計量脈(mò)沖數量💔從而計算(suàn)流量。但這🎯種方式(shì)隻能計量脈沖數(shu)量對脈沖出現的(de)異常情況(如設備(bèi)故障☁️或者人爲原(yuán)因)等不能進行判(pan)别更不能及時反(fǎn)饋。而脈沖出現異(yì)常将導緻流量計(ji)量不正确最終直(zhi)接影響雙方利益(yì)。因此迫🚶‍♀️切需要一(yi)種全新的方♍法不(bu)僅可以計量♉脈沖(chong)數量而且當脈沖(chòng)出現異常狀況時(shi)也可以及時發現(xian)。
1檢測方法
　　脈沖式(shì)渦街流量計計數(shù)檢測方法采用A/D采(cai)樣配合軟💋件🔴處理(li)的方法對脈沖進(jìn)行計數和判别。利(lì)用高速A/D采集脈沖(chòng)輸入口的電壓幅(fu)值和平均值軟件(jiàn)濾波後根據采集(jí)結果統💔計脈沖數(shù)量;将💯--段時間内采(cai)集的電壓✔️幅值和(hé)平均值與渦街流(liu)量計最初安裝🏒時(shí)的正常電壓幅值(zhí)和平👄均值進行對(dui)比以判斷脈沖輸(shū)出電壓是否正常(chang);保存一🌐年的計量(liang)數據每次計量結(jie)果與-年前同期相(xiàng)比看脈沖數量是(shì)否異常。通過電壓(yā)值和用量的綜合(hé)對比來判斷渦街(jie)流量計輸出是💯否(fǒu)正常。
2方案簡介
2.1硬(ying)件方案
　　爲了完成(cheng)脈沖計量及檢測(ce)，必須有一定的硬(yìng)件作♊爲支撐。本方(fāng)法的檢測裝置構(gou)成如圖1虛線部分(fèn)所示,由濾波電路(lu)、電源🔞模塊、存儲單(dān)元、時鍾、遠程通信(xìn)模塊、人機交互界(jie)面和ARM組成。
 
　　濾波電(diàn)路采用無源濾波(bō)電路主要濾除幹(gàn)擾信号使輸出電(diàn)壓紋波系數降低(dī)提高檢測正确率(lü)。電源模塊采用多(duō)組🚶電源供整個檢(jiǎn)測裝置工作特别(bie)注意的是給A/D采集(ji)供電的是1%精度電(diàn)源，以保證采集精(jing)度。
　　存儲模塊采用(yòng)鐵電存儲器和Flash相(xiang)結合的方式。由于(yu)🤩要㊙️存儲一年的流(liú)量數據數據量很(hen)大。而且采樣數據(jù)實時采集、實時保(bao)存讀寫也相當頻(pin)繁。Flash空間大,但讀寫(xiě)次數有限;鐵電讀(dú)寫速度快、次數多(duo)但容量小。因此采(cǎi)用㊙️Flash和鐵電相結合(he)的方式實時數據(ju)先存放🤟在鐵電中(zhong)定時将鐵電中🌈的(de)數據轉移至Flash中。
時(shi)鍾單元需自備電(diàn)池防止終端斷電(dian)後時鍾錯誤。
　　遠程(cheng)通信模塊用來與(yu)數據中心進行信(xìn)息交互将檢測結(jié)✉️果以及異常信息(xī)等及時傳送給數(shu)據中心🐉。.
人機交互(hu)界面則用于現場(chang)顯示和設置。
　　CPU是32位(wèi)ARM硬件平台,自帶12bitA/D采(cǎi)集采集時間5μs3]。采集(ji)結束後CPU對采集🌈的(de)數據進行綜合處(chù)理。
2.2軟件方案
　　軟件(jian)主要流程如圖2所(suo)示系統初始化之(zhī)後,主要進行數據(jù)采集、脈沖計數、脈(mo)沖檢測的循環。
 
2.2.1采(cai)集數據:
　　5μs采集1個點(dian)采集10個點後除去(qu)-一個最.大值和一(yī)個最📞小值[4]然後😘計(jì)算平均值。采集值(zhi)≤(0.3x脈沖基準幅值),計(ji)1;采集值≥(0.7x脈沖基準(zhǔn)😘幅值)計2;其🌏他情況(kuang)計0。采集一個有效(xiao)🔴數據所需時間爲(wèi)10x5μs=50μus,1s可采🐪集20000個有效數(shù)據。每分鍾對上述(shu)檢測爲2的電壓值(zhí)🐉取平均計算脈沖(chong)幅🌈值，對所有電壓(yā)值取平🎯均計算脈(mò)沖平均值安裝調(diao)試完成後需保存(cún)脈沖幅🆚值和平均(jun1)值的基準值。
2.2.2脈沖(chòng)計數
　　由于數據處(chù)理時間爲1s與渦街(jiē)流量計的輸出脈(mo)沖周期🔴可能不一(yi)緻。每秒采集時有(you)些脈沖可能被截(jie)斷爲了避免少計(ji)脈沖需要對脈沖(chong)進行處理。将上一(yī)秒最💰後一段連續(xu)爲2的數字段及之(zhī)後所有的數字與(yǔ)本次數據合并-起(qi)進行處理。爲避免(mian)多計脈沖,對本次(ci)最後㊙️一段連續爲(wèi)2及之後所有的數(shù)字不做處理留待(dai)下🌂一秒處理。
　　脈沖(chòng)統計時遍曆數據(jù)記錄找出并記錄(lu)每段連續爲2的數(shu)字段中的2的數量(liàng)和整條數據記錄(lù)中爲2的數字段的(de)總段數;取出一段(duan)數據段記爲基準(zhun)對比段用其他數(shu)據段中數字2的數(shù)🔞量與之對比記錄(lù)兩段數字2數🔞量的(de)差值在3個之内的(de)總段數然後用每(měi)🚩--段數據段爲基準(zhǔn)對比段重複本次(ci)操作;找到差值在(zai)3個之内的個數最(zui)多的數據段,首先(xiān)将此段與所有差(chà)值在3個之内的數(shù)據段都計一個有(yǒu)效脈沖并💯對🔞這些(xie)數據段中2的數量(liang)做平均平均值作(zuo)爲基準數量并以(yǐ)此計算脈沖周期(qi)然後對不滿足差(chà)🐕值爲♌3的數據段進(jin)行處🙇🏻理。處理方法(fǎ)如下:
a.如果數據段(duan)中2的數量少于基(jī)準數量但落在應(yīng)爲高電平的時間(jiān)段内認爲是一個(ge)有效脈沖否則認(ren)爲是幹擾信号🈲;
b.如(rú)果數據段中2的數(shu)量多于基準數量(liàng)先判斷這些數🌐據(ju)段落🚩在多少個周(zhōu)期内,有多少個周(zhou)期計多少😄個有效(xiao)脈沖。
得出有效脈(mo)沖後,對上述所有(yǒu)有效脈沖的周期(qī)進行判斷判斷和(hé)相鄰的數據段是(shì)否落在相同周期(qi)内。如果相同則🥰應(yīng)減🏒去相同周期的(de)個數最終得出有(you)效脈沖總數即爲(wei)這㊙️一-秒的脈沖數(shù)。
2.2.3脈沖檢測
　　脈沖檢(jiǎn)測包括電壓值對(duì)比和流量的保存(cun)與對比兩部分。
　　每(mei)分鍾對上述檢測(cè)爲2的電壓值取平(píng)均與初始記錄的(de)💚每分💁鍾幅值對比(bǐ)如果當前幅值介(jie)于初始幅值的0.85~1.15倍(bei)之間認爲脈沖幅(fu)值正常否則記一(yi)次異常🏃‍♂️連續5次異(yì)常,則認爲脈沖幅(fu)值異常;每分鍾對(duì)上述所有的電壓(yā)值取平均然後與(yu)初始記錄的每分(fen)鍾均值作對比🐪,如(rú)果當前均值介于(yú)初始均值的0.85~1.15倍之(zhi)間認爲脈沖.均🔞值(zhí)正常,否則記📐一次(cì)異常。連續5次異常(cháng)則認爲脈沖均值(zhí)異常。
　　設備保存一(yī)年的流量記錄每(měi)秒流量計量出來(lai)之後與一年前✌️同(tong)期的流量對比如(ru)果變化不多則用(yòng)🚩當前流量值替🏃🏻‍♂️換(huàn)前🏃‍♂️一年的流量值(zhi)。如果變化較大計(ji)一次流量異常。連(lián)續3min流量異常則認(ren)爲流量異常。流量(liang)異常時暫不替換(huan)前一年🔴流量待人(ren)工确認。如♻️果是正(zhèng)常使💛用則替換前(qian)一年流量否則保(bǎo)持前一🌐年流量不(bú)變。
3結束語
　　該方法(fa)檢測脈沖式渦街(jie)流量計的脈沖數(shu)量,通過軟硬件二(èr)次濾波可有效濾(lü)除幹擾脈沖保證(zheng)檢測🐉正确。通過對(duì)檢測結果的綜合(hé)判斷可了解脈沖(chòng)輸入的情況依此(cǐ)了解脈🐉沖式渦街(jie)流量🐪計的工作狀(zhuang)态确保脈✌️沖式渦(wō)街流量計工🔴作在(zài)狀态保證系統🈚檢(jiǎn)測的正确率。發現(xiàn)異常情況後及時(shi)進行提示,可💋确保(bǎo)各方的❄️合法利益(yi)不受侵害。

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