基于渦輪流量傳感器的測量酒精的流量計設(shè)計
點擊次數(shù):1679 發(fā)布時間:2020-08-15 05:43:36
摘要:我國資源在總量上是一個大國,而在人均占有量上卻是一個名副其實的小國。我國資源總量約占**資源總量的6%。但是我國的人口數(shù)量太大,我國人均占有量只有**平的1/4,是名副其實的資源貧乏**之一。因此,節(jié)約用在我國更具有現(xiàn)實意義。節(jié)約用離不開流量檢測技術(shù)的支持,渦輪式的流量測量技術(shù)精確度高,可重復(fù)性好,且更適于對潔凈的介質(zhì)進(jìn)行測量,廣泛應(yīng)用于流量測量領(lǐng)域內(nèi)?;诖耍疚奶岢隽嘶跍u輪流量傳感器的測量酒精的流量計設(shè)計。
引言
測量酒精的流量計,通常指用于進(jìn)行測量管道中的流體流量的一種儀表。測量酒精的流量計量屬于計量科學(xué)技術(shù)的一個分支,也是其中一個不可或缺的組成部分,因為它與國民經(jīng)濟(jì)、國防建設(shè)以及科學(xué)研究密切聯(lián)系。在工業(yè)中,測量酒精的流量計量的作用至關(guān)重要,因為準(zhǔn)確的測量酒精的流量計量與工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率密切相關(guān)。本設(shè)計主要是基于渦輪流量傳感器的測量酒精的流量計設(shè)計,可實時顯示的瞬時流量和累積流量,通過對EEPROM中參數(shù)的設(shè)置可調(diào)整系統(tǒng)測量時的環(huán)境參數(shù),以適應(yīng)各種不同條件下的流量測量。
1 測量酒精的流量計總體設(shè)計
本文所設(shè)計的測量酒精的流量計主要由ARM微處理器,串口通信模塊,數(shù)據(jù)存儲模塊,液晶顯示屏模塊以及按鍵模塊組成??傮w框架如圖1所示。系統(tǒng)初始上電,等待用戶按鍵選擇,讀寫EEPROM中的儀表系數(shù),密度,線性修正參數(shù)等具體參數(shù),接收傳感器所傳入的脈沖并對其計數(shù),內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)處理計算出脈沖的頻率,按照傳感器提供的測量酒精的流量計算公式和參數(shù)計算出瞬時流量和累計流量并顯示于LCD12864液晶顯示屏上。
2 測量酒精的流量計硬件設(shè)計
2.1 微處理器*小系統(tǒng)
本設(shè)計中采用的微處理器為NXP公司的M3系列LPC1766,它具有三級流線和哈佛結(jié)構(gòu),功耗低,性能高,并且包含了眾多外設(shè)。此外,M3內(nèi)核還為LPC1766提供了一個能夠降低中斷延時和實現(xiàn)高效處理中斷的嵌套向量中斷處理器。
2.2 串口通信模塊
單片機串口為TTL電平標(biāo)準(zhǔn),即+5V和0V分別代表邏輯“1”和“0”。由于TTL和RS232高低電平的邏輯和范圍不同,故這兩種標(biāo)準(zhǔn)串口之間的連接*先應(yīng)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。本設(shè)計中采用sp3232芯片轉(zhuǎn)換LPC1766串口的TTL電平與上位機串口相連,進(jìn)行RS232通信。TTL到RS232電平轉(zhuǎn)換電路。注意,RS232電平較高,接通瞬間可能會產(chǎn)生非常高的瞬時電涌,這個電涌電流可能會擊毀SP3232,所以在使用這個芯片時應(yīng)拔插之前進(jìn)行斷電操作,避免熱拔插。
2.3 數(shù)據(jù)存儲模塊
EEPROM主要是用來存儲一些與測量相關(guān)的參數(shù)和測量的數(shù)據(jù)。所選的是串行EEPROM存儲芯片93C66,大小512B,可配置成8位或者16位結(jié)構(gòu),它通過SPI總線和LPC1766相連,對流量測量參數(shù)進(jìn)行保存。當(dāng)系統(tǒng)開始運行時,通過按鍵向存儲芯片寫入相關(guān)的參數(shù),從而保證流量測量結(jié)果的正確。這些參數(shù)與實際運行環(huán)境是相關(guān),通過重新寫入相應(yīng)參數(shù)以適應(yīng)新的運行環(huán)境。
2.4? LCD液晶顯示模塊
本設(shè)計的顯示模塊選擇的是LCD12864,用于實時顯示測量酒精的流量計所測量的瞬時流量和累計流量。LCD12864是由128*64個液晶顯示點組成的一個128列*64行的陣列,自帶中文字庫,既可以顯示字母也可以顯示漢字及圖形。
3 測量酒精的流量計軟件設(shè)計
3.1 軟件設(shè)計總流程
軟件的總體設(shè)計主要包括這幾個方面:系統(tǒng)初始化程序,LCD顯示程序,流量測量數(shù)據(jù)處理,數(shù)據(jù)存儲程序以及基于modbus協(xié)議的RS232串口通信程序。這里*先介紹軟件設(shè)計的總體流程圖,如圖2所示。
系統(tǒng)初始化程序主要用于微處理器各GPIO功能引腳的選擇、系統(tǒng)時鐘配置、中斷初始化及優(yōu)先級配置以及LCD液晶屏初始化。微處理器LPC1766在modbus主從通信協(xié)議中處于從機地位,為了實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的modbus協(xié)議,采用了移植freemodbus源代碼的方式。因此串口通信程序所做的只是根據(jù)LPC1766的芯片手冊對串口通信方式進(jìn)行設(shè)置和開啟串口中斷。按鍵程序主要作用是為了實現(xiàn)人機交互功能,本設(shè)計主要用了四個按鍵,分別用于參數(shù)設(shè)置時的確認(rèn),返回,增大和減小功能。
3.2 流量測量程序
渦輪式流量傳感器輸出脈沖信號的頻率與其流量大小相關(guān),并在一般情況下,有f=Kqv
式中,K為傳感器的儀表系數(shù),并在其測量范圍內(nèi),對qv而言,K相當(dāng)于一個常數(shù),通常由流量儀表廠商經(jīng)過多次實驗測得并由提供給用戶直接使用。qv為通過傳感器流體的體積流量。由此可以看出,對于流量的測量只須要測量傳感器輸出的脈沖數(shù)。脈沖信號的采集采用兩個定時器,一個用作計數(shù)模式用于對脈沖計數(shù),另一個用作重復(fù)定時器,得到單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)。單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)乘以儀表系數(shù)再乘以相應(yīng)的補償系數(shù),便得到了瞬時流量。*后,將瞬時流量累加到累積流量中,并在顯示屏上顯示出來。此程序流程圖如圖3所示。
3.3 液晶屏顯示程序
該程序主要用于實時更新流量信息,微處理器與上位機通過RS232接口以modbus協(xié)議進(jìn)行通信。*后,該設(shè)計液晶屏上所顯示的流量信息與上位機軟件所顯示的數(shù)據(jù)如圖4所示。
4 總結(jié)
測量酒精的流量計量在**生活的各種方面都有著廣泛應(yīng)用,從工業(yè)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)到國防經(jīng)濟(jì)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、從科學(xué)技術(shù)的理論研究到環(huán)境保護(hù),從資源節(jié)約到與人民生活中用到的生活資源的計量,都有著測量酒精的流量計量的參與。本設(shè)計通過實現(xiàn)對流量的檢測,可使人們進(jìn)一步提高的利用效率,從而達(dá)到節(jié)約用的目的。
工業(yè)酒精流量計選型指南
酒精渦街流量計不準(zhǔn)處理方法
酒精浮子流量計安裝注意事項
酒精流量計二次表接線圖
防爆酒精流量計不走數(shù)的原因分析
酒精流量計測量精度下降原因分析
酒精流量計怎么讀數(shù)
酒精流量計選型注意事項
酒精流量計常見故障及排除
酒精渦輪流量計參數(shù)設(shè)置
酒精流量計的結(jié)構(gòu)組成
酒精流量計安裝方法與注意事項
酒精流量計使用方法
制藥廠酒精流量計,酒精流量計廠家
衛(wèi)生型酒精流量計,酒精流量計價格
測酒精流量用什么流量計
酒精專用流量計價格
酒精罐流量計,酒精流量計價格
酒精渦輪流量計,酒精用什么流量計
測量酒精的流量計,消毒酒精流量計
工業(yè)酒精流量計,酒精流量計廠家
酒精專用流量計,衛(wèi)生型酒精流量計
制藥廠酒精流量計,耐高溫酒精用流量計
酒精計量儀,不銹鋼酒精流量計
防爆酒精流量計,測酒精流量用什么流量計
酒精專用流量計,酒精流量計廠家
酒精專用流量計,測量酒精流量計
酒精用什么流量計,耐高溫酒精用流量計
醫(yī)用酒精流量計,酒精專用流量計
酒精渦輪流量計,酒精流量計價格
引言
測量酒精的流量計,通常指用于進(jìn)行測量管道中的流體流量的一種儀表。測量酒精的流量計量屬于計量科學(xué)技術(shù)的一個分支,也是其中一個不可或缺的組成部分,因為它與國民經(jīng)濟(jì)、國防建設(shè)以及科學(xué)研究密切聯(lián)系。在工業(yè)中,測量酒精的流量計量的作用至關(guān)重要,因為準(zhǔn)確的測量酒精的流量計量與工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率密切相關(guān)。本設(shè)計主要是基于渦輪流量傳感器的測量酒精的流量計設(shè)計,可實時顯示的瞬時流量和累積流量,通過對EEPROM中參數(shù)的設(shè)置可調(diào)整系統(tǒng)測量時的環(huán)境參數(shù),以適應(yīng)各種不同條件下的流量測量。
1 測量酒精的流量計總體設(shè)計
本文所設(shè)計的測量酒精的流量計主要由ARM微處理器,串口通信模塊,數(shù)據(jù)存儲模塊,液晶顯示屏模塊以及按鍵模塊組成??傮w框架如圖1所示。系統(tǒng)初始上電,等待用戶按鍵選擇,讀寫EEPROM中的儀表系數(shù),密度,線性修正參數(shù)等具體參數(shù),接收傳感器所傳入的脈沖并對其計數(shù),內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)處理計算出脈沖的頻率,按照傳感器提供的測量酒精的流量計算公式和參數(shù)計算出瞬時流量和累計流量并顯示于LCD12864液晶顯示屏上。
2 測量酒精的流量計硬件設(shè)計
2.1 微處理器*小系統(tǒng)
本設(shè)計中采用的微處理器為NXP公司的M3系列LPC1766,它具有三級流線和哈佛結(jié)構(gòu),功耗低,性能高,并且包含了眾多外設(shè)。此外,M3內(nèi)核還為LPC1766提供了一個能夠降低中斷延時和實現(xiàn)高效處理中斷的嵌套向量中斷處理器。
2.2 串口通信模塊
單片機串口為TTL電平標(biāo)準(zhǔn),即+5V和0V分別代表邏輯“1”和“0”。由于TTL和RS232高低電平的邏輯和范圍不同,故這兩種標(biāo)準(zhǔn)串口之間的連接*先應(yīng)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。本設(shè)計中采用sp3232芯片轉(zhuǎn)換LPC1766串口的TTL電平與上位機串口相連,進(jìn)行RS232通信。TTL到RS232電平轉(zhuǎn)換電路。注意,RS232電平較高,接通瞬間可能會產(chǎn)生非常高的瞬時電涌,這個電涌電流可能會擊毀SP3232,所以在使用這個芯片時應(yīng)拔插之前進(jìn)行斷電操作,避免熱拔插。
2.3 數(shù)據(jù)存儲模塊
EEPROM主要是用來存儲一些與測量相關(guān)的參數(shù)和測量的數(shù)據(jù)。所選的是串行EEPROM存儲芯片93C66,大小512B,可配置成8位或者16位結(jié)構(gòu),它通過SPI總線和LPC1766相連,對流量測量參數(shù)進(jìn)行保存。當(dāng)系統(tǒng)開始運行時,通過按鍵向存儲芯片寫入相關(guān)的參數(shù),從而保證流量測量結(jié)果的正確。這些參數(shù)與實際運行環(huán)境是相關(guān),通過重新寫入相應(yīng)參數(shù)以適應(yīng)新的運行環(huán)境。
2.4? LCD液晶顯示模塊
本設(shè)計的顯示模塊選擇的是LCD12864,用于實時顯示測量酒精的流量計所測量的瞬時流量和累計流量。LCD12864是由128*64個液晶顯示點組成的一個128列*64行的陣列,自帶中文字庫,既可以顯示字母也可以顯示漢字及圖形。
3 測量酒精的流量計軟件設(shè)計
3.1 軟件設(shè)計總流程
軟件的總體設(shè)計主要包括這幾個方面:系統(tǒng)初始化程序,LCD顯示程序,流量測量數(shù)據(jù)處理,數(shù)據(jù)存儲程序以及基于modbus協(xié)議的RS232串口通信程序。這里*先介紹軟件設(shè)計的總體流程圖,如圖2所示。
系統(tǒng)初始化程序主要用于微處理器各GPIO功能引腳的選擇、系統(tǒng)時鐘配置、中斷初始化及優(yōu)先級配置以及LCD液晶屏初始化。微處理器LPC1766在modbus主從通信協(xié)議中處于從機地位,為了實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的modbus協(xié)議,采用了移植freemodbus源代碼的方式。因此串口通信程序所做的只是根據(jù)LPC1766的芯片手冊對串口通信方式進(jìn)行設(shè)置和開啟串口中斷。按鍵程序主要作用是為了實現(xiàn)人機交互功能,本設(shè)計主要用了四個按鍵,分別用于參數(shù)設(shè)置時的確認(rèn),返回,增大和減小功能。
3.2 流量測量程序
渦輪式流量傳感器輸出脈沖信號的頻率與其流量大小相關(guān),并在一般情況下,有f=Kqv
式中,K為傳感器的儀表系數(shù),并在其測量范圍內(nèi),對qv而言,K相當(dāng)于一個常數(shù),通常由流量儀表廠商經(jīng)過多次實驗測得并由提供給用戶直接使用。qv為通過傳感器流體的體積流量。由此可以看出,對于流量的測量只須要測量傳感器輸出的脈沖數(shù)。脈沖信號的采集采用兩個定時器,一個用作計數(shù)模式用于對脈沖計數(shù),另一個用作重復(fù)定時器,得到單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)。單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)乘以儀表系數(shù)再乘以相應(yīng)的補償系數(shù),便得到了瞬時流量。*后,將瞬時流量累加到累積流量中,并在顯示屏上顯示出來。此程序流程圖如圖3所示。
3.3 液晶屏顯示程序
該程序主要用于實時更新流量信息,微處理器與上位機通過RS232接口以modbus協(xié)議進(jìn)行通信。*后,該設(shè)計液晶屏上所顯示的流量信息與上位機軟件所顯示的數(shù)據(jù)如圖4所示。
4 總結(jié)
測量酒精的流量計量在**生活的各種方面都有著廣泛應(yīng)用,從工業(yè)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)到國防經(jīng)濟(jì)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、從科學(xué)技術(shù)的理論研究到環(huán)境保護(hù),從資源節(jié)約到與人民生活中用到的生活資源的計量,都有著測量酒精的流量計量的參與。本設(shè)計通過實現(xiàn)對流量的檢測,可使人們進(jìn)一步提高的利用效率,從而達(dá)到節(jié)約用的目的。
下一篇:酒精渦輪流量計