摘(zhāi)要：介(jiè)紹了一種脈沖(chòng)式渦街流(liú)量計(jì) 計數檢測方法以arm爲核心軟硬件二次濾(lǜ)波後(hòu)計量脈沖(chòng)數(shù)量。同時對脈(mò)沖幅(fú)值、脈(mò)沖周(zhōu)期及脈沖輸入規律等進行綜(zōng)合對(duì)比判斷脈沖輸(shū)入的狀态(tài)是否正常從(cóng)而确保(bǎo)脈(mò)沖(chòng)計量(liàng)正确(què)。
　　由于 渦街流量計 "具有測(cè)量(liàng)精度高、量程(chéng)寬、測量介(jiè)質廣(guǎng)泛、工作溫度高(gāo)(介質溫度可達(dá).350℃)、耐腐蝕以(yǐ)及可靠(kào)性(xìng)高等特點(diǎn)廣泛應用于石油、化工、輕工及(jí)動力(lì)供熱等行業工(gōng)業管道介(jiè)質(如氣體、液體(tǐ)及蒸(zhēng)汽等)流體(tǐ)流量的測量多(duō)種介(jiè)質(zhì)。渦(wō)街流(liú)量計一般(bān)測蒸(zhēng)汽、水(shuǐ)等介質的(de)比較多(duō)比(bǐ)如熱(rè)電廠發電會産生蒸汽(qì)而(ér)蒸汽可以供暖和生産重(zhòng)複(fú)使(shǐ)用這樣熱電(diàn)廠就可以對(duì)外售(shòu)賣蒸汽。所以要安裝(zhuāng)流量計(jì)來(lái)測量輸出給用(yòng)戶多(duō)少蒸汽，也就是得測(cè)蒸汽的流(liú)量因(yīn)此測(cè)量必(bì)須正(zhèng)确。渦(wō)街流(liú)量計的檢測結(jié)果有(yǒu)模(mó)拟信号(hào),也有數字(zì)脈沖(chòng)信号(hào)輸出而脈沖式渦(wō)街(jiē)流量(liàng)計的檢測結果(guǒ)以脈沖方式(shì)輸出傳統(tǒng)的計量(liàng)方法采(cǎi)用濾波(bō)器濾(lǜ)波後由計(jì)數器來計量脈沖數(shù)量(liàng)從而計(jì)算流(liú)量。但(dàn)這種方式(shì)隻能計量(liàng)脈沖數量對脈沖出(chū)現的異常(cháng)情況(kuàng)(如(rú)設(shè)備故(gù)障或者(zhě)人(rén)爲原(yuán)因)等不能進行(háng)判别更不能及(jí)時反饋(kuì)。而(ér)脈沖(chòng)出現異常将導(dǎo)緻流量計(jì)量不(bú)正确最終(zhōng)直接影響(xiǎng)雙方利益。因此(cǐ)迫切需要(yào)一種全新的(de)方(fāng)法不僅(jǐn)可以計量脈沖數量而(ér)且當脈沖出現(xiàn)異常狀況時也(yě)可以(yǐ)及(jí)時發(fā)現(xiàn)。
1檢測方法(fǎ)
　　脈沖式渦街(jiē)流量計(jì)計數(shù)檢測方法(fǎ)采(cǎi)用(yòng)a/d采樣配合(hé)軟件處理的方(fāng)法對(duì)脈沖進行(háng)計數(shù)和判(pàn)别。利(lì)用高(gāo)速a/d采集脈(mò)沖輸入(rù)口的電(diàn)壓幅(fú)值和平均(jun1)值軟件濾(lǜ)波後根據采(cǎi)集結果(guǒ)統計脈沖(chòng)數量;将(jiāng)--段時間内采(cǎi)集的電壓幅值(zhí)和平均值與渦(wō)街流量(liàng)計最初安裝(zhuāng)時的正常(cháng)電壓(yā)幅值(zhí)和平(píng)均值(zhí)進行對比(bǐ)以判斷脈(mò)沖輸(shū)出電(diàn)壓是否正(zhèng)常;保存一(yī)年的計量數據每次(cì)計量結果與-年前同期(qī)相(xiàng)比看(kàn)脈沖數量(liàng)是否異常。通過電壓(yā)值(zhí)和用(yòng)量的綜(zōng)合對比來(lái)判(pàn)斷(duàn)渦街流(liú)量計輸出是否(fǒu)正常。
2方(fāng)案簡介(jiè)
2.1硬(yìng)件方案(àn)
　　爲(wèi)了(le)完成脈(mò)沖計量及(jí)檢測(cè)，必須有一(yī)定的(de)硬件作爲(wèi)支撐(chēng)。本方法的檢測(cè)裝置構成(chéng)如圖1虛線(xiàn)部分所(suǒ)示(shì),由濾波(bō)電路、電(diàn)源模塊、存儲單(dān)元、時鍾、遠程通信模(mó)塊、人機交(jiāo)互界面和arm組成(chéng)。
 
　　濾波(bō)電(diàn)路采用(yòng)無源濾波(bō)電路(lù)主要(yào)濾除幹擾信号(hào)使輸出電(diàn)壓紋波(bō)系數降低提(tí)高檢(jiǎn)測正(zhèng)确率(lǜ)。電(diàn)源(yuán)模塊(kuài)采用多組電源(yuán)供整(zhěng)個檢測裝(zhuāng)置工作特别注意的(de)是給(gěi)a/d采集供電的(de)是1%精度(dù)電源，以保證采(cǎi)集(jí)精度。
　　存(cún)儲模(mó)塊采(cǎi)用(yòng)鐵(tiě)電存儲器和(hé)flash相結合(hé)的方式。由于要(yào)存儲一年的流量數(shù)據數據量(liàng)很大。而且采(cǎi)樣(yàng)數據(jù)實時采集(jí)、實時保存(cún)讀寫也相當(dāng)頻繁。flash空(kōng)間大(dà),但讀寫次(cì)數有(yǒu)限;鐵電(diàn)讀(dú)寫速度快、次數(shù)多但(dàn)容(róng)量小。因(yīn)此采用(yòng)flash和(hé)鐵電相結(jié)合的方式(shì)實時數據先(xiān)存(cún)放在鐵電中定(dìng)時将鐵(tiě)電(diàn)中的(de)數據轉(zhuǎn)移至flash中(zhōng)。
時鍾單元需自備電池(chí)防止終(zhōng)端斷電後(hòu)時鍾(zhōng)錯誤(wù)。
　　遠(yuǎn)程通信(xìn)模塊用來與數(shù)據中心(xīn)進行信(xìn)息交互将檢測(cè)結果(guǒ)以及異常(cháng)信息等(děng)及時傳送給(gěi)數據中心(xīn)。.
人機交(jiāo)互界面(miàn)則用于現場顯(xiǎn)示和設置(zhì)。
　　cpu是32位(wèi)arm硬件平(píng)台(tái),自帶(dài)12bita/d采集采集時間5μs3]。采(cǎi)集(jí)結束後cpu對(duì)采集的(de)數(shù)據進行綜(zōng)合處理。
2.2軟(ruǎn)件方案
　　軟(ruǎn)件主(zhǔ)要流(liú)程如圖2所(suǒ)示(shì)系統初(chū)始化之後,主要進(jìn)行(háng)數據(jù)采(cǎi)集(jí)、脈沖(chòng)計數、脈沖檢測(cè)的循(xún)環。
 
2.2.1采集數(shù)據(jù):
　　5μs采集1個點采(cǎi)集10個點後除去(qù)-一個最(zuì).大(dà)值和(hé)一個最小值[4]然(rán)後計算平(píng)均值(zhí)。采集值≤(0.3x脈沖基(jī)準幅(fú)值),計1;采集值≥(0.7x脈沖基準幅(fú)值)計(jì)2;其(qí)他(tā)情況(kuàng)計0。采集一個有效(xiào)數(shù)據所需時(shí)間爲(wèi)10x5μs=50μus,1s可(kě)采集(jí)20000個(gè)有效(xiào)數(shù)據。每分(fèn)鍾對上述檢測(cè)爲2的電壓值取平均(jun1)計算脈沖(chòng)幅值，對所有電壓值(zhí)取(qǔ)平(píng)均計算脈沖平(píng)均值(zhí)安裝(zhuāng)調試(shì)完成(chéng)後(hòu)需保存脈沖(chòng)幅值和平均(jun1)值的基(jī)準值。
2.2.2脈沖(chòng)計數
　　由于(yú)數據處理(lǐ)時間爲1s與(yǔ)渦街流量計的(de)輸出脈沖周期可能(néng)不一(yī)緻。每秒采集(jí)時有些(xiē)脈沖(chòng)可(kě)能(néng)被截斷爲(wèi)了避(bì)免少(shǎo)計脈(mò)沖需要對(duì)脈沖進行(háng)處理(lǐ)。将上一秒最後一段(duàn)連(lián)續(xù)爲2的(de)數(shù)字段及(jí)之後(hòu)所有的數字與(yǔ)本次(cì)數據(jù)合并(bìng)-起進行處理。爲避免多計(jì)脈沖(chòng),對本次最後一(yī)段連(lián)續爲(wèi)2及之後所有的(de)數字不做處理留待(dài)下一(yī)秒處(chù)理。
　　脈(mò)沖統(tǒng)計時遍曆(lì)數據(jù)記錄(lù)找(zhǎo)出(chū)并記錄每段連續爲2的數(shù)字段中的(de)2的數(shù)量和整條數據(jù)記錄(lù)中爲2的數字(zì)段(duàn)的總段數(shù);取出(chū)一段數據段記爲基準對(duì)比段用其(qí)他數據段(duàn)中數字2的數量(liàng)與之(zhī)對比記錄兩段(duàn)數(shù)字2數量(liàng)的差值在(zài)3個之内(nèi)的總段數然(rán)後用每(měi)--段(duàn)數(shù)據段爲(wèi)基準對比(bǐ)段重複本次操(cāo)作;找到差值在(zài)3個之(zhī)内的個數(shù)最多(duō)的數據段(duàn),首先将此(cǐ)段與(yǔ)所有(yǒu)差(chà)值在3個之内的數(shù)據段都(dōu)計一個有效(xiào)脈沖(chòng)并對這(zhè)些(xiē)數據段中2的數(shù)量做平(píng)均平均(jun1)值作爲基準數(shù)量并以此計算(suàn)脈沖周期然後(hòu)對不滿足差值爲3的數(shù)據段進行處(chù)理。處理方法(fǎ)如(rú)下(xià):
a.如果數(shù)據段(duàn)中(zhōng)2的數(shù)量少于基(jī)準(zhǔn)數量(liàng)但落在(zài)應(yīng)爲高電平(píng)的時間段(duàn)内認爲(wèi)是一個(gè)有效(xiào)脈沖(chòng)否則(zé)認爲(wèi)是幹(gàn)擾信号;
b.如(rú)果(guǒ)數據段(duàn)中2的(de)數量多于基準數(shù)量先判(pàn)斷這些數(shù)據(jù)段(duàn)落在多(duō)少(shǎo)個周(zhōu)期内(nèi),有(yǒu)多少個(gè)周期(qī)計多少個(gè)有效(xiào)脈沖。
得出(chū)有效脈沖後,對(duì)上述所有有效(xiào)脈沖的(de)周(zhōu)期進(jìn)行判斷判斷和(hé)相鄰的數據段(duàn)是否落在相(xiàng)同周期内。如果相(xiàng)同則應(yīng)減(jiǎn)去相(xiàng)同周(zhōu)期的個數最(zuì)終(zhōng)得出有效(xiào)脈沖總數即(jí)爲(wèi)這一-秒的(de)脈沖(chòng)數。
2.2.3脈沖檢測
　　脈(mò)沖檢(jiǎn)測(cè)包(bāo)括電(diàn)壓值對比和流(liú)量的保(bǎo)存與對(duì)比兩(liǎng)部分。
　　每分(fèn)鍾對上述檢測(cè)爲2的電壓值取(qǔ)平均與初(chū)始記(jì)錄的每分(fèn)鍾幅(fú)值對(duì)比如(rú)果當前幅值(zhí)介于初(chū)始幅(fú)值的(de)0.85~1.15倍之(zhī)間認(rèn)爲脈沖幅(fú)值正常(cháng)否則(zé)記一次異常(cháng)連續5次異常,則認爲脈沖幅值異常;每(měi)分鍾對上述(shù)所有(yǒu)的電壓值取平均然後與(yǔ)初始記(jì)錄的每(měi)分鍾均(jun1)值(zhí)作對比,如果(guǒ)當前均(jun1)值介于初(chū)始均(jun1)值的0.85~1.15倍之間認爲脈沖(chòng).均值正(zhèng)常,否(fǒu)則記一次異常。連(lián)續5次異常則認爲脈沖(chòng)均值異常。
　　設備保存一年的流(liú)量記錄每秒流(liú)量計量出來之(zhī)後與(yǔ)一年(nián)前同期的(de)流(liú)量(liàng)對比(bǐ)如果變化(huà)不多(duō)則用(yòng)當(dāng)前流量(liàng)值替換前一年(nián)的流量值。如果(guǒ)變化(huà)較大計一次流(liú)量(liàng)異(yì)常。連(lián)續3min流(liú)量異常則認爲(wèi)流量異常(cháng)。流量異常時暫不替(tì)換前(qián)一年(nián)流量待(dài)人工确(què)認。如(rú)果是正常(cháng)使用則替換前(qián)一年流量否則(zé)保持(chí)前一(yī)年流(liú)量不(bú)變。
3結束語(yǔ)
　　該方(fāng)法檢(jiǎn)測脈(mò)沖(chòng)式(shì)渦(wō)街流量(liàng)計的(de)脈沖(chòng)數量,通過軟硬件二(èr)次濾(lǜ)波可有效濾除幹(gàn)擾脈沖(chòng)保證(zhèng)檢測正确(què)。通過(guò)對檢測結果的綜合判斷(duàn)可了(le)解脈沖輸(shū)入的(de)情況(kuàng)依此(cǐ)了解脈(mò)沖式渦(wō)街流量計(jì)的(de)工(gōng)作狀(zhuàng)态确保脈沖式渦街流量計工作(zuò)在狀态(tài)保(bǎo)證系統檢測的正确率。發現(xiàn)異常(cháng)情況(kuàng)後及時進(jìn)行(háng)提示,可(kě)确保各方的合(hé)法利益不受侵(qīn)害。

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