摘要：介(jie)紹了一(yi)種脈沖(chong)式渦街(jie)流量計(jì) 計數檢(jiǎn)測方法(fǎ)以ARM爲核(hé)心軟硬(ying)件二次(ci)濾波後(hou)計量脈(mo)沖數量(liang)㊙️。同時對(duì)脈沖幅(fú)值、脈沖(chòng)周期及(ji)脈沖輸(shu)入規律(lǜ)等進行(háng)綜🧑🏾‍🤝‍🧑🏼合對(dui)比判斷(duan)脈沖輸(shu)入的狀(zhuang)态是否(fǒu)正常從(cong)㊙️而确保(bǎo)脈沖計(jì)量正确(què)。
　　由于 渦(wo)街流量(liang)計 "具有(you)測量精(jing)度高、量(liang)程寬、測(cè)量介質(zhì)廣泛、工(gong)作溫度(du)高(介質(zhì)㊙️溫度可(ke)達.350℃)、耐腐(fu)蝕以及(jí)可靠性(xing)高等特(tè)點廣泛(fan)應用于(yu)❓石油、化(hua)工、輕工(gōng)及動力(lì)供熱等(deng)行業工(gong)業管道(dào)介質(如(ru)氣體、液(ye)體及蒸(zheng)汽等)流(liu)體流量(liang)的測量(liàng)多種介(jiè)質。渦街(jie)流量計(jì)一般測(ce)🚩蒸汽、水(shuǐ)等介質(zhi)的比較(jiào)多比如(rú)熱電廠(chang)發電會(hui)産生蒸(zhēng)汽而🈲蒸(zheng)汽可以(yǐ)供暖和(hé)生産重(zhòng)複使用(yòng)這樣熱(re)電廠就(jiù)可以對(dui)外售賣(mai)蒸汽。所(suo)以要安(an)裝🥵流量(liang)計來測(ce)量輸出(chu)給用戶(hu)多少蒸(zheng)🌈汽，也就(jiu)是得測(cè)蒸💁汽的(de)流量因(yīn)此測量(liàng)🙇‍♀️必須正(zheng)确。渦街(jiē)流量♋計(jì)的檢測(ce)結果有(you)模拟信(xìn)号,也有(yǒu)數字脈(mo)沖信号(hào)輸出而(er)脈沖式(shì)渦街流(liu)量計的(de)檢測結(jie)果以🈲脈(mo)沖方式(shi)輸出傳(chuán)統的計(jì)量方法(fǎ)采用濾(lǜ)波器濾(lü)波後由(you)計數器(qi)來計量(liang)脈沖數(shù)量從♈而(er)計算流(liú)量。但這(zhe)種方式(shì)隻能計(ji)量脈沖(chong)數量對(duì)脈沖出(chū)現的異(yi)常情況(kuang)(如設備(bei)故障或(huò)者人爲(wèi)原因)等(deng)不能進(jìn)行判别(bié)更不能(néng)及時反(fǎn)饋。而脈(mò)🏃🏻沖出現(xiàn)異常将(jiang)導✂️緻流(liu)量計量(liàng)不正确(que)最終直(zhí)接影響(xiǎng)雙方利(lì)益。因此(ci)迫切需(xū)要一🈚種(zhǒng)全新的(de)方法不(bu)僅可以(yi)計量脈(mo)沖數量(liang)而且當(dāng)脈沖出(chū)現異常(cháng)狀況時(shi)👅也可以(yǐ)及時發(fā)現🚶。
1檢測(cè)方法
　　脈(mò)沖式渦(wo)街流量(liàng)計計數(shù)檢測方(fāng)法采用(yong)A/D采樣配(pei)合軟件(jian)✂️處理的(de)方法對(duì)脈沖進(jin)行計數(shù)和判别(bie)。利用高(gao)速A/D采🔞集(jí)脈沖輸(shū)入口✊的(de)電壓幅(fu)值和平(píng)均值軟(ruǎn)件濾波(bo)後根據(ju)采集結(jie)果統計(ji)脈沖數(shu)量;将--段(duan)時間内(nei)采🔱集的(de)電壓幅(fú)值和平(píng)均值與(yǔ)渦街流(liu)量計✔️最(zuì)初安裝(zhuāng)時的正(zheng)常電㊙️壓(ya)幅值和(hé)平均值(zhí)進行對(dui)比以判(pàn)斷脈🐉沖(chong)輸出電(diàn)壓是否(fou)正常;保(bǎo)存一年(nian)的計量(liang)數據🌐每(mei)次計量(liàng)結果與(yǔ)-年前❓同(tong)期相比(bi)看脈沖(chòng)數量是(shì)否異常(cháng)。通過電(dian)壓值和(hé)用量😄的(de)綜合對(duì)比來判(pàn)💛斷渦街(jiē)流量計(ji)輸出是(shi)否正常(chang)。
2方案簡(jian)介
2.1硬件(jian)方案
　　爲(wèi)了完成(cheng)脈沖計(ji)量及檢(jian)測，必須(xu)有一定(ding)的硬件(jian)作♉爲支(zhī)撐。本方(fāng)🍉法的檢(jian)測裝置(zhì)構成如(ru)圖1虛線(xiàn)部分所(suo)🎯示,由濾(lǜ)波電路(lù)、電源🏃‍♂️模(mó)塊、存儲(chu)單元、時(shí)鍾、遠程(cheng)通信模(mó)塊、人🈲機(ji)交互界(jiè)面和ARM組(zǔ)成。
 
　　濾波(bo)電路采(cǎi)用無源(yuan)濾波電(dian)路主要(yao)濾除幹(gan)擾信号(hào)使輸🎯出(chu)電壓紋(wén)波系數(shu)降低提(ti)高檢測(ce)正确率(lǜ)。電源模(mo)塊🤩采用(yòng)多組電(diàn)源供整(zheng)個檢測(cè)裝置工(gong)作特别(bie)注意的(de)是給A/D采(cai)集☔供電(dian)的是1%精(jing)度電源(yuan)，以保證(zhèng)采集精(jīng)🔱度。
　　存儲(chǔ)模塊采(cǎi)用鐵電(diàn)存儲器(qì)和Flash相結(jie)合的方(fang)式。由于(yú)要存儲(chǔ)一年的(de)流量數(shù)據數據(jù)量很大(da)。而且采(cǎi)樣數♋據(ju)實時采(cǎi)集、實🌈時(shí)保存讀(dú)寫也相(xiang)當頻繁(fan)。Flash空間大(dà),但讀寫(xie)次數有(you)限⚽;鐵電(diàn)讀✍️寫速(sù)度快、次(ci)數多但(dan)容量小(xiǎo)。因此采(cǎi)用Flash和鐵(tie)電相結(jié)合的方(fāng)式實時(shí)數❤️據先(xian)存放在(zài)鐵電中(zhong)定時将(jiang)鐵電中(zhong)☁️的數據(jù)轉移至(zhì)Flash中。
時鍾(zhong)單元需(xū)自備電(diàn)池防止(zhi)終端斷(duàn)電後時(shi)鍾錯誤(wu)。
　　遠程通(tong)信模塊(kuài)用來與(yǔ)數據中(zhōng)心進行(háng)信息交(jiāo)互将⭐檢(jian)測結果(guǒ)以及異(yi)常信息(xi)等及時(shí)傳送給(gěi)數據中(zhong)心。.
人機(ji)交互界(jie)面則用(yong)于現場(chang)顯示和(he)設置。
　　CPU是(shi)32位ARM硬件(jian)平台,自(zi)帶12bitA/D采集(ji)采集時(shí)間5μs3]。采集(ji)結束後(hou)CPU對采集(jí)的數據(ju)進行綜(zōng)合處理(li)。
2.2軟件方(fang)案
　　軟件(jiàn)主要流(liú)程如圖(tú)2所示系(xi)統初始(shi)化之後(hou),主要進(jin)行數據(jù)采集、脈(mo)沖計數(shù)、脈沖檢(jiǎn)測的循(xún)環。
 
2.2.1采集(ji)數據:
　　5μs采(cai)集1個點(dian)采集10個(gè)點後除(chú)去-一個(ge)最.大值(zhí)和一個(ge)最小值(zhí)[4]然後計(jì)算平均(jun1)值。采集(jí)值≤(0.3x脈沖(chong)基準幅(fú)值),計1;采(cǎi)集值≥(0.7x脈(mo)沖基準(zhun)幅值)計(jì)2;其他情(qíng)況計0。采(cai)集一個(ge)有效🌂數(shu)據所需(xu)時間爲(wei)10x5μs=50μus,1s可采🔞集(jí)20000個有⛱️效(xiào)數據🛀。每(měi)分鍾對(duì)上述檢(jiǎn)測爲2的(de)電壓值(zhi)❓取平均(jun)計算脈(mò)沖幅🚩值(zhi)，對所有(you)🚶‍♀️電壓值(zhi)取平均(jun1)計算脈(mo)沖平均(jun1)值安裝(zhuang)🌈調試完(wán)成後需(xu)保存脈(mo)沖幅🚶值(zhi)和平均(jun1)值的基(jī)準值。
2.2.2脈(mo)沖計數(shù)
　　由于數(shù)據處理(li)時間爲(wèi)1s與渦街(jie)流量計(ji)的輸出(chū)脈沖🔴周(zhou)期可能(néng)不🥵一緻(zhì)。每秒采(cǎi)集時有(yǒu)些脈沖(chong)可能被(bèi)截斷爲(wèi)了避免(miǎn)少✨計脈(mò)沖需要(yào)對脈沖(chòng)進行處(chu)理。将上(shàng)一秒最(zuì)🛀後一段(duàn)連續爲(wèi)2的數字(zì)⭕段及之(zhī)後所有(you)的數字(zì)與本次(cì)數據合(he)并-起進(jin)行處理(li)。爲避免(mian)多計脈(mo)沖,對本(ben)次最後(hòu)一段連(lian)續爲💘2及(jí)之後所(suo)有的數(shù)字不做(zuo)⛷️處理留(liu)待下一(yī)秒處理(li)。
　　脈沖統(tong)計時遍(biàn)曆數據(jù)記錄找(zhǎo)出并記(ji)錄每段(duàn)連續爲(wèi)2的🌂數字(zi)段💃🏻中的(de)2的數量(liàng)和整條(tiao)數據記(jì)錄中爲(wei)2的數字(zi)段的總(zong)段數;取(qu)出一段(duan)數據段(duàn)記爲基(jī)準對比(bǐ)段用其(qi)他數據(ju)段中數(shu)字2的數(shù)🙇‍♀️量與之(zhī)🏃對比記(ji)錄兩段(duan)數字2數(shù)量的差(cha)值👌在3個(ge)之内的(de)總段數(shu)✌️然後用(yòng)每--段數(shù)據段爲(wèi)基準對(duì)比段📱重(zhòng)複本次(ci)操作;找(zhǎo)到差值(zhi)在3個之(zhi)内的個(gè)數最多(duo)的數據(ju)段,首先(xian)将此段(duan)🌈與所有(you)差值在(zài)🌐3個之内(nèi)的數據(jù)段都計(ji)一個有(you)效脈沖(chong)并對這(zhe)些數據(ju)段中2的(de)🈲數量做(zuò)平均平(píng)均值作(zuo)爲基準(zhun)數量并(bing)以此計(ji)算脈沖(chòng)周期然(ran)後對不(bu)滿足差(chà)值爲3的(de)數據段(duan)進行處(chu)理。處理(li)方法如(ru)下:
a.如果(guo)數據段(duàn)中2的數(shu)量少于(yú)基準數(shù)量但落(luò)在應爲(wèi)高電平(píng)的🔞時間(jiān)段内認(ren)爲是一(yi)個有效(xiao)脈沖否(fǒu)則認❌爲(wèi)是幹擾(rao)信号;
b.如(ru)果數據(ju)段中2的(de)數量多(duo)于基準(zhǔn)數量先(xian)判斷這(zhe)些數據(jù)段🧡落在(zai)👌多少個(gè)周期内(nei),有多少(shao)個周期(qi)計多少(shǎo)個有效(xiào)脈沖。
得(dé)出有效(xiao)脈沖後(hou),對上述(shu)所有有(yǒu)效脈沖(chong)的周期(qī)進行判(pàn)斷💘判斷(duàn)和相鄰(lin)的數據(jù)段是否(fou)落在相(xiang)同周期(qī)😄内。如果(guǒ)相同則(ze)🔅應減🔞去(qù)相同周(zhōu)期的個(ge)數最終(zhōng)得出有(yǒu)效脈沖(chòng)總數即(jí)爲這一(yī)-秒的脈(mò)沖數。
2.2.3脈(mo)沖檢測(ce)
　　脈沖檢(jiǎn)測包括(kuo)電壓值(zhi)對比和(hé)流量的(de)保存與(yu)對比兩(liang)部分。
　　每(měi)分鍾對(duì)上述檢(jian)測爲2的(de)電壓值(zhí)取平均(jun1)與初始(shi)記⚽錄的(de)每分鍾(zhōng)幅值對(dui)比如果(guǒ)當前幅(fu)值介于(yu)初始幅(fu)值的0.85~1.15倍(bèi)之間認(rèn)爲脈🌈沖(chòng)幅值正(zheng)常否則(zé)記一次(cì)異常連(lian)續5次異(yi)常,則認(rèn)爲脈沖(chong)幅值異(yi)常;每分(fen)鍾對上(shang)述所有(you)的電壓(yā)值取平(ping)🔞均然後(hòu)與初始(shǐ)記錄的(de)每分鍾(zhong)🧡均值作(zuò)對比,如(ru)果當前(qián)均值介(jiè)于初始(shi)均值的(de)0.85~1.15倍之🔱間(jiān)認爲脈(mo)沖.均🌐值(zhi)正常,否(fou)則記一(yī)次異常(chang)。連續5次(ci)異常則(zé)認爲脈(mò)沖均值(zhi)異常🔆。
　　設(she)備保存(cún)一年的(de)流量記(ji)錄每秒(miao)流量計(ji)量出來(lai)之🏒後與(yǔ)一年前(qian)同期的(de)流量對(duì)比如果(guo)變化不(bu)多則用(yong)當前流(liú)量值替(tì)👨‍❤️‍👨換前一(yi)年✔️的流(liú)量值。如(rú)果變化(huà)較大計(ji)一次流(liú)量異🏃‍♂️常(cháng)。連續3min流(liu)量異常(chang)則認爲(wèi)流量異(yi)常。流量(liang)異常時(shi)暫不替(tì)換前一(yi)年🐆流量(liang)待人工(gōng)确認。如(rú)🤞果是正(zheng)常使用(yong)則替換(huan)前一年(nián)流量否(fou)則保持(chi)前一年(nián)流量不(bu)變。
3結束(shù)語
　　該方(fang)法檢測(cè)脈沖式(shi)渦街流(liu)量計的(de)脈沖數(shù)量,通過(guo)軟硬件(jiàn)☀️二次濾(lü)波可有(you)效濾除(chú)幹擾脈(mò)沖保證(zheng)檢測正(zheng)确。通過(guo)對檢測(ce)結果的(de)綜合判(pàn)斷可了(le)解脈沖(chong)輸入的(de)情況依(yi)此了解(jiě)脈沖式(shì)渦街流(liú)量計的(de)工作狀(zhuang)态确保(bao)脈🌂沖式(shì)渦街🤩流(liu)量計工(gong)作在狀(zhuàng)态保證(zheng)系統檢(jiǎn)測的正(zhèng)确率。發(fā)現異常(chang)情況後(hòu)及時進(jin)行提示(shi),可确保(bǎo)各方的(de)🌈合法利(lì)益不受(shòu)侵害。

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