金属管浮子流量计的智能处理

TDF-D型金属管浮子流量计的智能处理,2004.10.19,TDF-D型金属管浮子流量计的智能处理,产品背景功能需求计量原理硬件实现软件流程总结,产品背景,全数字式智能金属管浮子流量计的功能简介在线标定、流量计算、存储累计流量、手动置入内部参数、用户设置外部参数。,功能需求,通用性：适用于气体和液体测量介质以及不同流量范围、不同状态下（针对气体而言）的测量计算。液晶显示：单片机直接驱动。双向通讯：流量上限（即满度流量，对应于20mA）。内部参数四个：气液标志、浮子密度，最大流量，最小流量，比例修正系数。外部参数十个：被测介质密度，阻尼时间、显示精度、显示单位、修正公式选择，工况温度，工况压力，最大流量，最小流量，满度流量，下限切除，上限报警输出，下限报警输出。,全数字型与TDF-D型比较,计量原理,一、力的平衡流体作用在浮子上的动压力、浮子在流体中的浮力、浮子的重力。体积流量与浮子在锥形管中所处高度的关系：,计量原理,二、修正公式1、对于液体：,式中：Q1被测介质实际流量Q0标准流量0标定介质水的密度（1g/cm3）f转子密度（7.9g/cm3）1被测介质密度（g/cm3）,计量原理,2、对于气体（1）被测介质在标定状态下的体积流量公式：（2）被测介质在工作状态下的体积流量公式：,硬件实现,一、总体结构框图,硬件电路,二、电源模块本系统的电源供给由电压/电流转换芯片AM402完成。另外，为使单片机做到低功耗需3.3V供电，故在本模块中设定了一片将5V转变为3.3V的DC/DC转换器AAT3221。三、信号输入包括角位移传感器提供的浮子高度的位置信号和温度、压力传感器传输给单片机以实现气体流量修正公式的温压补偿信号。,硬件实现,四、数据处理及人机接口电路以MSP430为核心，完成了数据处理、存储累计、键盘管理以及现场显示功能。PORT1接用户界面可视的3键键盘，键盘设置是人机交互界面的主要组成部分。PORT3接外扩的EEPROM93LC66达到存储累计流量的目的。PORT4、PORT5接LCD，利用单片机内部集成的160段液晶驱动器驱动LCD，既充分利用了单片机的资源，又节省了外置液晶驱动器成本、缩小仪表体积。,硬件实现,硬件实现,按键功能：循环移位键，参数切换键，循环增加键（）内部参数设置：气液标志、浮子密度，最大流量，最小流量，比例修正系数。外部参数设置：被测介质密度，阻尼时间、显示精度、显示单位、修正公式选择，工况温度，工况压力，最大流量，最小流量，满度流量，下限切除，上限报警输出，下限报警输出。,F,F,F,硬件实现,五、报警电路设计的总体思想是利用计算得出的瞬时流量和用户所置入的上下限流量值作比较，若瞬时流量超出上限或低于下限流量，则单片机输出低电平（平时输出为高电平）启动继电器动作，从而停止继电器连接的负载工作。,硬件实现,软件流程,一、整体功能实现本系统软件设计实现的功能是：温压补偿修正流量、现场显示、存储累计、实时报警以及根据不同的工况参数进行调整达到适应于不同介质和环境的智能化效果。具体的说，主程序中采用查询的方式，循环查询系统所设的标志位，若无中断则为正常计算流量显示状态，每秒刷新流量；若有按键中断，则进入相应的参数设置模块。,软件流程,二、与转角的通讯采用异步串行通信的方式，波特率均选取2400bps。1、双向传送流量上限格式：2、接收瞬时流量格式：,三、正常流量计算子程序,内部参数,1、气液标志，浮子密度格式：.（5.1格式）；单位：浮子密度kg/m3说明：最高位表示气液标志，0液体，1气体，以后位为浮子密度（4.1格式）2、最大流量格式：.（7.1格式）；单位：升/小时3、最小流量格式：.（7.1格式）；单位：升/小时4、比例修正系数格式：.（5.3格式）；单位：无,外部参数,1、被测介质密度格式：.；单位：对于液体单位为kg/m3，对于气体单位为g/m32、阻尼时间，显示精度，显示单位，修正公式格式：.；说明：第一位阻尼时间，19s；第二位显示精度；第三位显示单位（0代表m3/h，1代表l/h,2代表t/h）；第四位被测介质流量修正公式的选择（0代表液体，1代表气体标准状态，2气体代表工作状态）3、工况温度格式：.；单位：4、工况压力格式：.；单位：Kpa，为表压,外部参数,5、最大流量格式：.（5.3格式）单位：随用户置入单位的不同而不同，默认使用m3/h6、最小流量格式：.（5.3格式）单位：随用户置入单位的不同而不同，默认使用m3/h7、满度流量格式：.（4.1格式）说明：满度仅为一个没有单位的常数。8、下限切除格式：.（5.3格式）说明：下限切除仅为一个没有单位的常数。,外部参数,9、上限报警输出格式：.（5.3格式）说明：随用户置入单位的不同而不同，默认使用m3/h10、下限报警输出格式：.（5.3格式）说明：随用户置入单位的