涡轮流量计实时检测方法的研究与设计

  涡轮流量计具有精度高、功耗低、重量轻、抗干扰能力强、工作可靠、价格便宜、安装方便等特性,在环境工程、工业工程、生产制造、能源计量及储运、生物制药、航空航天等有着广泛的应用。随着技术的发展,人们对流量测量的实时性要求越来越高,传统的单位时间内对脉冲计数的涡轮流量计已经不能满足人们的需求,本文针对这一情况,首先研究并探讨了频率的各种检测方法,分别介绍了计数法、周期法和多周期同步测量法,通过对误差和使用条件的分析,在本系统中确定了使用周期法进行测量;在原来一周期测量的基础上,增加了半周期和四分之一周期测量方案并设计相应的软硬件模块;在相同的单位时间内,半周期和四分之一周期测量所得到的瞬时流量,分别是一周期所得瞬时流量的二倍和四倍,进一步提高了测量速度。

   其次,为了增强系统的抗干扰性,在本系统中,选用了ATMEL公司MEGA系列的高端单片机ATmega16作为本设计的微控制器。在硬件系统方面,详细介绍了系统的整体设计方案。设计了基于LM324的低通滤波电路和基于AD620的信号预处理放大电路。

   为了测量半周期设计了过零检测电路;为测量四分之一周期设计了整形电路;为了增强通讯抗干扰性,研究并改进了原通讯模块电路;为了满足不同数据的显示要求,设计了显示模块,采用LCD液晶显示。根据实际需要对原电源电路进行了研究和电路改进,增加了备用电源供电,进一步提高了电源模块的功能和可靠性。在硬件与软件的设计中融入多种抗干扰技术,使得系统的可靠性有一定程度的提高;最后,通过实验和测试,给出了部分实验数据和现场测试数据,并展望了系统接下来的设计与研究方向。