摘要(yao)：介紹了一(yi)種脈沖式(shì)渦街流量(liàng)計 計數檢(jiǎn)測方法以(yǐ)ARM爲核心軟(ruan)硬件二次(ci)濾波後計(jì)量👨‍❤️‍👨脈沖數(shu)量。同時對(dui)脈沖幅值(zhí)、脈沖周期(qī)及脈沖輸(shu)入規律等(deng)進行綜合(hé)對比判🤞斷(duàn)脈沖輸入(ru)的狀态是(shi)否🔞正常從(cóng)🤟而确保🏃‍♀️脈(mo)沖計量正(zheng)确。
　　由于 渦(wō)街流量計(ji) "具有測量(liàng)精度高、量(liàng)程寬、測量(liang)介質廣泛(fan)、工作溫度(dù)高(介質溫(wēn)⭐度可達.350℃)、耐(nai)腐蝕以及(jí)可靠性高(gāo)等特點廣(guang)泛應用于(yú)石油、化工(gōng)、輕工及動(dòng)力供熱等(děng)行業工業(yè)管道介質(zhi)(如氣體、液(ye)體及蒸汽(qi)等)流體流(liu)量的測量(liàng)多種介質(zhì)。渦街流量(liàng)計一般測(cè)蒸汽、水等(deng)介質的比(bǐ)♋較多比如(rú)熱電廠發(fa)電會⁉️産生(sheng)蒸汽而蒸(zheng)汽可以供(gòng)暖和生産(chan)重複使用(yong)這樣熱電(diàn)廠就可以(yi)對外售賣(mai)蒸汽。所以(yi)要安裝流(liu)量計♻️來測(cè)量輸出給(gěi)用戶多少(shao)蒸🧑🏽‍🤝‍🧑🏻汽，也就(jiù)是得測蒸(zhēng)汽的流量(liàng)因此測量(liang)必須正确(que)。渦街流量(liang)計的檢測(cè)結果有模(mó)拟信号,也(ye)有數🌂字脈(mò)沖信号輸(shu)出而脈沖(chong)式渦📐街流(liú)量計的檢(jiǎn)測結果以(yǐ)脈沖方式(shi)輸出傳統(tong)的計量方(fāng)法采用濾(lǜ)波器濾波(bo)💋後由🙇🏻計數(shu)器來計量(liàng)脈沖數量(liàng)從而計算(suàn)流量。但這(zhe)種方式隻(zhi)🏃🏻能計量脈(mò)沖數量對(dui)脈沖出現(xiàn)的異常情(qing)💛況(如設備(bei)故障或者(zhe)人爲原因(yīn))等不能進(jin)行判别更(geng)不能及時(shi)反饋。而脈(mò)沖出現異(yì)❄️常将導緻(zhì)流量計量(liang)不正确最(zui)終直接影(yǐng)響雙方利(lì)益。因此迫(po)切需要一(yī)種全新的(de)方法不僅(jin)可以計量(liang)脈沖數量(liang)而且當脈(mo)沖出現異(yì)常狀況時(shi)也可以及(ji)時發現。
1檢(jian)測方法
　　脈(mo)沖式渦街(jiē)流量計計(ji)數檢測方(fang)法采用A/D采(cǎi)樣配合軟(ruan)件處理的(de)方法對脈(mò)沖進行計(jì)數和判别(bie)。利用高速(su)A/D采集脈♍沖(chong)輸入口📧的(de)電壓幅值(zhi)和平均值(zhí)軟件濾🔆波(bō)後根據采(cai)集結果統(tǒng)計脈沖數(shù)量;将--段時(shi)間内采👄集(ji)的電壓幅(fu)值和平均(jun)值與渦街(jie)流量計最(zuì)初安裝💞時(shí)的正常電(diàn)壓幅值和(hé)平均值進(jin)行對比以(yi)判斷脈沖(chòng)輸出電壓(ya)🏃是否正常(chang);保存一年(nián)的計量數(shu)據每次計(ji)量結果與(yǔ)-年前💯同期(qi)相比看脈(mo)沖數量是(shi)否異常。通(tōng)過電壓值(zhí)和用量的(de)綜合對比(bi)來判斷渦(wo)街流量計(ji)輸出是否(fǒu)正常。
2方案(an)簡介
2.1硬件(jian)方案
　　爲了(le)完成脈沖(chong)計量及檢(jiǎn)測，必須有(yǒu)一定的硬(ying)件作爲支(zhi)撐。本方法(fǎ)的檢測裝(zhuang)置構成如(rú)圖1虛線部(bu)分所🈲示,由(yóu)濾波電路(lù)、電源模塊(kuài)💯、存儲單元(yuan)、時鍾、遠程(chéng)通信模塊(kuài)、人👣機交互(hu)界面和ARM組(zu)成。
 
　　濾波電(dian)路采用無(wú)源濾波電(diàn)路主要濾(lǜ)除幹擾信(xin)号使輸出(chū)💔電壓紋波(bo)系數降低(dī)提高檢測(ce)正确率。電(dian)源模塊采(cǎi)用多組電(dian)源🏒供整👈個(ge)檢測裝置(zhì)工作特别(bié)注意的是(shi)給A/D采集供(gòng)電的是1%精(jīng)度電源，以(yǐ)保證采集(jí)精度。
　　存儲(chu)模塊采用(yòng)鐵電存儲(chǔ)器和Flash相結(jie)合的方式(shi)。由于要存(cun)♋儲一年的(de)流量數據(jù)數據量很(hěn)大。而且采(cai)樣數據實(shí)時采集、實(shí)時保存讀(dú)寫也相當(dang)頻繁。Flash空間(jian)大,但讀寫(xie)次🏃數有限(xian);鐵電讀寫(xiě)速度快、次(ci)數多但容(rong)量小。因此(cǐ)采用Flash和鐵(tie)電相結合(hé)的方式實(shi)時數🈲據先(xiān)存放在鐵(tie)電中定時(shi)将鐵電中(zhong)的數據轉(zhuan)移至Flash中。
時(shí)鍾單元需(xū)自備電池(chi)防止終端(duan)斷電後時(shí)鍾錯誤。
　　遠(yuan)程通信模(mo)塊用來與(yǔ)數據中心(xīn)進行信息(xī)交互将🧑🏽‍🤝‍🧑🏻檢(jiǎn)測結果📐以(yi)♊及異常信(xin)息等及時(shi)傳送給數(shu)據中心。.
人(rén)機交互界(jiè)面則用于(yú)現場顯示(shì)和設置。
　　CPU是(shi)32位ARM硬件平(píng)台,自帶12bitA/D采(cǎi)集采集時(shí)間5μs3]。采集結(jie)束後CPU對采(cǎi)💘集的數⚽據(ju)進行綜合(hé)處理。
2.2軟件(jian)方案
　　軟件(jian)主要流程(chéng)如圖2所示(shì)系統初始(shǐ)化之後,主(zhu)要進行數(shu)據采集🛀🏻、脈(mò)沖計數、脈(mo)沖檢測的(de)循環。
 
2.2.1采集(jí)數據:
　　5μs采集(ji)1個點采集(ji)10個點後除(chú)去-一個最(zui).大值和一(yī)個最小值(zhí)[4]然✔️後計算(suan)平均值。采(cǎi)集值≤(0.3x脈沖(chong)基準幅值(zhí)),計1;采🌐集值(zhí)≥(0.7x脈沖基準(zhun)幅值❌)計2;其(qí)他情況計(jì)0。采集一個(ge)有效數據(jù)所😘需時間(jian)爲10x5μs=50μus,1s可采集(ji)20000個有效數(shù)據。每分鍾(zhong)對上述檢(jiǎn)測爲2的電(dian)壓值取平(píng)均計算脈(mò)沖幅值，對(duì)所有電壓(ya)值取平⛹🏻‍♀️均(jun1)計算脈沖(chong)👨‍❤️‍👨平均值安(ān)裝調試完(wán)成後需保(bǎo)存脈沖幅(fu)♋值和平均(jun)值的基準(zhun)值。
2.2.2脈沖計(jì)數
　　由于數(shù)據處理時(shi)間爲1s與渦(wō)街流量計(ji)的輸出脈(mò)沖♋周期可(kě)能⛹🏻‍♀️不一緻(zhi)。每秒采集(jí)時有些脈(mo)沖可能被(bèi)截💰斷爲了(le)避免少💰計(jì)脈沖需🈲要(yao)對脈沖進(jin)行處理。将(jiāng)上一秒最(zuì)後一段連(lián)續爲2的數(shu)字段及之(zhi)後所有的(de)數🔆字與本(ben)次數據合(hé)并-起進行(hang)處🤟理。爲避(bì)免多計脈(mò)沖,對本次(ci)最後一段(duan)連續爲2及(ji)之後所有(yǒu)的數字不(bú)做🚩處理留(liú)待下一秒(miao)處理。
　　脈沖(chong)統計時遍(biàn)曆數據記(ji)錄找出并(bìng)記錄每段(duàn)連續🏃‍♀️爲2的(de)數字段中(zhōng)的2的數量(liang)和整條數(shù)據記錄中(zhong)爲2的☂️數字(zì)段的總段(duan)☂️數;取出一(yi)段數據段(duàn)記爲基準(zhǔn)對比段用(yòng)其他數據(ju)段中數字(zì)2的數量與(yu)之對比記(ji)錄兩💁段數(shu)字2數量的(de)差值在3個(ge)之内的總(zong)段數然後(hòu)用每--段數(shù)據段爲基(ji)準對比段(duan)👅重複本次(cì)操作;找到(dào)差值在3個(gè)之内的個(gè)數最多的(de)數據段,首(shǒu)先将此段(duàn)與所有差(cha)值在3個之(zhī)内的數據(ju)段都計一(yi)個有效脈(mò)沖并對這(zhè)些數據段(duàn)中2的數量(liàng)做平均平(ping)均值作爲(wei)基準數量(liang)并以此計(jì)算脈沖周(zhōu)期然🌈後對(duì)不滿足差(chà)值爲3的數(shù)據段進行(hang)處🚩理。處理(lǐ)方法如下(xià):
a.如果數據(jù)段中2的數(shù)量少于基(ji)準數量但(dan)落在應爲(wei)高☎️電平的(de)時💛間段内(nèi)認爲是一(yi)個有效脈(mo)沖否則認(ren)🌈爲是幹擾(rao)🐪信号;
b.如果(guo)數據段中(zhōng)2的數量多(duō)于基準數(shu)量先判斷(duan)這些💰數據(ju)段落在多(duō)少個周期(qī)内,有多少(shǎo)個周期計(jì)多少個有(yǒu)效脈沖。
得(dé)出有效脈(mo)沖後,對上(shang)述所有有(you)效脈沖的(de)周期進行(háng)判斷🐅判斷(duan)和相鄰的(de)數據段是(shi)否落在相(xiàng)同周期💋内(nèi)。如果相同(tong)則應減去(qu)相同周期(qi)的個數最(zui)終得出有(yǒu)效脈沖總(zong)數即爲這(zhè)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼一-秒的脈(mo)沖數。
2.2.3脈沖(chòng)檢測
　　脈沖(chong)檢測包括(kuo)電壓值對(dui)比和流量(liang)的保存與(yǔ)對比兩部(bù)分。
　　每分鍾(zhong)對上述檢(jian)測爲2的電(dian)壓值取平(ping)均與初始(shǐ)記錄的每(měi)分鍾幅值(zhí)對比如果(guo)當前幅值(zhí)介于初始(shǐ)幅值的🎯0.85~1.15倍(bèi)之間認♋爲(wèi)脈沖幅值(zhí)正常否則(ze)記一次異(yi)常‼️連續5次(ci)異常,則認(ren)爲脈沖幅(fú)值異常;每(mei)分鍾對上(shàng)述所有的(de)電壓值取(qǔ)平均然後(hòu)與初始記(ji)錄的每分(fen)鍾✔️均值作(zuò)對比,如果(guo)當前均值(zhí)介于初始(shi)均值的0.85~1.15倍(bèi)之間認爲(wèi)脈沖.均值(zhi)正常,否則(zé)記一次異(yi)常。連續5次(ci)異常則認(rèn)爲脈沖均(jun1)值異常。
　　設(she)備保存一(yī)年的流量(liang)記錄每秒(miao)流量計量(liàng)出來之後(hou)與一年前(qián)同期的流(liu)量對比如(ru)果變化不(bu)多則用當(dang)前流量值(zhi)替換前一(yī)年的流量(liang)值。如果變(bian)化較大計(ji)一次流量(liang)異常。連續(xù)👌3min流量異常(chang)則認爲流(liú)量異常。流(liú)量異常時(shi)暫不替換(huàn)前一年流(liú)量待人工(gong)确認。如果(guo)是正常使(shǐ)用則替換(huan)前❄️一年流(liú)量否⛱️則保(bao)持前一年(nian)流量不變(bian)。
3結束語
　　該(gāi)方法檢測(ce)脈沖式渦(wo)街流量計(ji)的脈沖數(shu)量,通過❌軟(ruan)🈲硬件二次(ci)濾波可有(yǒu)效濾除幹(gàn)擾脈沖保(bǎo)證檢測🍉正(zheng)确💃。通過對(duì)檢測結果(guo)的綜合判(pan)斷可了解(jiě)脈沖輸入(rù)的情況依(yī)此了解脈(mò)沖式渦街(jie)流量計的(de)工作狀态(tai)确保脈沖(chòng)式渦街流(liu)量計工作(zuò)在狀态保(bao)證系統檢(jian)測的正确(que)率。發現異(yì)常情況後(hou)及時進行(hang)提示,可确(què)保各方的(de)合法利益(yi)不受侵害(hài)。

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