温压补偿气体涡轮流量计量表
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在物资量计量领域中,流体流量的检测与控制是各行各业加强物料办理、能源办理,进行物资交接、财务结算,经济核算,效益分析与评价及至决策的重要依据;也是企业监控生产进程,使其保护优质、高效、安全、平稳运行和改善环境的重要手法。温压补偿气体涡轮流量计是一种速度式仪表,它具有压力丢失小、精确度高、始动流量低、抗振与抗脉动流性能好等特点。现在国内所生产的涡轮流量计产品大多只有简单的计数显现器,客户无法直接从管路中气体流动情况了解流量计实际运行情况。
本文《温压补偿气体涡轮流量计》介绍了一种带温度压力补偿的气体涡轮流量计的规划,通过温压补偿,把工况的流量转换成标准情况的流量,同时本装置选用了低功耗的单片机以及液晶显现等,大大延伸了电池的运用寿命。
温压补偿气体涡轮流量计
1、温压补偿气体涡轮流量计体系概述:
1.1、体系组成:
气体涡轮流量计由霍尔传感器、温度传感器、压力传感器、MSP430F149单片机、液晶显现电路、存储电路和软件组成。体系框架图如图 1所示,其中单片机为气体涡轮流量计的核心,本体系选用 TI的 MSP430F149 单片机,其zui杰出的优点是超低功耗,能有用延伸供电电池的运用寿命[1]。气体涡轮流量计的涡轮旋转一周霍尔传感器产生一个电脉冲信号,通过信号处理电路输入单片机,温度和压力传感器采集的信号经信号处理电路同样输入单片机,单片机进行运算处理。所得的流速和流量数据选用2 总线存储到2存储器中并显现在液晶显I CE PROM示器上。
温压补偿气体涡轮流量计体系框架图
体系软件包括体系初始化模块,信号检测模块,数据处理模块,液晶显现模块,数据存储模块以及守时中止服务模块等。
本规划中将所核算出的流速、流量等数据存储在存储器中, 选用 I2C 总线的 E2PROM 存储器24C16,24C16 是串行的 E2PROM 存储器, 存储容量达到 16K,SCL 为时钟线,SDA 为数据线, 原理图如图 2 所示, 其中 SCL2 接单片机 P4.6,SDA2 接单片机 P4.5[3-4]。
图 2 24C16 E2PROM 存储器原理图
为了达到低功耗的要求,本规划选用 HT1620存储器映射的多功用 LCD驱动器,其操作电压为 2.4V~3.3V,3V 时操作电流小于3μA,低操作电流有用地降低了液晶模块的功耗,其显现段数为 128(32×4),内部集成有LCD 控制器,LCD 驱动器和RAM。单片机和HT1620 的连线如图3 所示,其中P2.3 连接HT1620 的片选端,P2.0 连接数据线,P2.1和 P2.2分别连接读写控制线
图 3 单片机与液晶显现模块连线图
3、温压补偿气体涡轮流量计系统软件规划:
3.1、数据处理进程:
此体系的应用程序首要由主程序和中止处理程序组成。其中主程序和中止处理程序分别由多个子程序构成。主程序首要包括:体系初始化程序,LED 显现子程序等。中止处理程序首要包括:流量检测子程序,温度压力检测子程序,按键输入子程序,流量补偿算法子程序等。流量计初度上电时体系初始化,显现历史流量数据、当前的时间、压力、温度和电池电量。在无操作的情况下延时一段时间后 LCD自动封闭显现,进入低功耗形式 3(LPM3)状态。当体系发生中止事情时,CPU从低功耗的形式中被唤醒,并判断是何种中止事情,进而进入中止处理程序。
3.2、程序软件框图:
体系上电开机后首先进入初始化模块,然后进入低功耗形式 3(LPM3)状态并判断有无中止,若无中止,体系自动返回;如有中止,单片机运行中止处理程序,进行相应处理,中止操作进行完之后再一次进入低功耗形式 3,进而等待下一次终端操作。程序流程图如图 4所示。
图 4 体系程序流程图
4、温压补偿气体涡轮流量计实验和数据分析:
通过试验,本流量计的精度能保持在流量为 0.2Qmax(含0.2Qmax)~Qmax(Qmax 为zui大流量)时精度为±1.0%R(R为流量),Qmin~0.2Qmax(Qmin为zui小流量)时精度为±1.5%R,重复性小于等于根本误差的 1/3,各项指标根本满足技能任务书的要求。
5、写在zui后:
本文介绍了基于 MSP430单片机的气体涡轮流量计的规划方法,因为该方案从硬件、软件两方面进行低功耗的规划,因而体系功耗明显降低,有用延伸了供电电池的运用寿命。
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