摘要：介紹了一(yī)種脈沖式渦街(jiē)流量計 計數檢(jian)測方法以ARM爲核(he)心軟硬件二次(cì)濾波後計量脈(mo)沖數量。同時對(duì)脈沖幅值、脈沖(chong)周期及脈沖輸(shu)入規律等進行(háng)綜合對比判斷(duan)脈沖輸入的狀(zhuàng)态是否😘正常從(cóng)而确保脈沖計(jì)♌量正确。
　　由于 渦(wo)街流量計 "具有(yǒu)測量精度高、量(liàng)程寬、測量介質(zhi)廣泛、工作溫度(dù)高(介質溫度可(kě)達.350℃)、耐腐蝕以及(ji)可靠性高等特(te)點廣泛應用于(yú)石油、化工、輕工(gong)及動力供熱等(děng)行業工業管道(dào)介質(如氣體、液(yè)體及蒸汽等)流(liú)體流量的測量(liang)多種介質。渦街(jiē)流量計一般測(cè)蒸汽、水等介質(zhì)的比較多比如(ru)熱電廠發電會(hui)産生蒸汽而㊙️蒸(zhēng)汽可以供暖和(he)生産重複使用(yong)這樣熱電廠就(jiu)可以對外售賣(mài)蒸汽。所以要安(an)裝🤟流量計來測(cè)量輸出給用戶(hu)多少蒸💔汽，也就(jiù)是得測蒸汽的(de)流量因此測☎️量(liàng)必須正确。渦街(jiē)流量計的檢測(cè)結果有模拟信(xìn)号,也有數👄字脈(mo)沖信号輸出而(er)脈沖式渦✉️街流(liu)量計的檢測結(jie)果以脈沖方式(shì)輸出傳統的計(jì)📐量方法采用濾(lǜ)波器濾波📧後由(yóu)計數器來計量(liàng)脈沖數量從而(er)計算流量。但這(zhè)⭐種方式隻💯能計(jì)量脈沖數量對(dui)脈☔沖出現💯的異(yì)常情況(如設備(bei)故障或者🐇人爲(wei)原因)等不能進(jin)行判别更不能(néng)及時反饋。而脈(mò)沖出現異⛱️常将(jiāng)導緻流量計量(liàng)不正确最終直(zhi)接影響雙方利(li)益。因此迫切需(xu)要一💘種全新的(de)方法不僅可以(yi)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻計量脈沖數量(liang)而且當脈沖出(chu)現異常狀況時(shí)也可以及時發(fa)🔞現。
1檢測方法
　　脈(mò)沖式渦街流量(liàng)計計數檢測方(fāng)法采用A/D采樣配(pèi)合軟件處理的(de)方法對脈沖進(jìn)行計數和判别(bié)。利用高速A/D采集(jí)脈沖輸入口的(de)電壓幅值和平(ping)均值軟件濾波(bō)後根據采集結(jie)果統計脈沖數(shù)量;将♍--段時間内(nei)采集的電壓幅(fú)值和平均值與(yǔ)渦街流量計最(zui)初安裝🌈時的正(zhèng)常電壓幅值和(he)平均值進行對(duì)比以判斷脈沖(chòng)輸出電壓是否(fǒu)正常;保存一㊙️年(nián)的計量數據每(měi)次計量結果與(yǔ)-年前同期相比(bǐ)看脈沖數量是(shi)否異常。通過電(dian)壓值和用量的(de)綜合對比來判(pan)斷渦街流量☀️計(jì)輸出是❄️否正常(cháng)。
2方案簡介
2.1硬件(jiàn)方案
　　爲了完成(chéng)脈沖計量及檢(jiǎn)測，必須有一定(ding)的硬件作🙇🏻爲支(zhi)撐。本方法的檢(jiǎn)測裝置構成如(ru)圖1虛線部分所(suǒ)♻️示,由濾波電路(lù)、電源⚽模塊、存儲(chu)單元、時鍾、遠程(cheng)通信模塊、人💁機(ji)交互界面和ARM組(zu)成。
 
　　濾波電路采(cǎi)用無源濾波電(diàn)路主要濾除幹(gàn)擾信号使輸出(chu)電壓紋波系數(shù)降低提高檢測(cè)正确率。電源模(mo)塊采用多組電(dian)源供整個檢測(cè)裝置工作特别(bie)注意的是給A/D采(cai)集供電的是1%精(jīng)度電源，以保證(zheng)采集精度。
　　存儲(chu)模塊采用鐵電(dian)存儲器和Flash相結(jié)合的方式。由于(yú)🐉要存儲一年的(de)流量數據數據(jù)量很大。而且采(cai)樣數🌈據實時采(cǎi)集、實時保存讀(dú)寫也相當頻繁(fán)。Flash空間大,但讀寫(xie)次數有限;鐵電(dian)讀🌈寫速度💁快、次(ci)數多但容量小(xiao)。因此采用Flash和鐵(tiě)電相結合的方(fāng)式實時數🈲據先(xian)存放在鐵電中(zhong)定時将鐵電中(zhong)的數據轉移至(zhì)Flash中。
時鍾單元需(xu)自備電池防止(zhi)終端斷電後時(shí)鍾錯誤。
　　遠程通(tōng)信模塊用來與(yǔ)數據中心進行(háng)信息交互将檢(jian)測結💯果以及異(yi)常信息等及時(shí)傳送給數據中(zhong)心。.
人機交互界(jiè)面則用于現場(chǎng)顯示和設置。
　　CPU是(shi)32位ARM硬件平台,自(zì)帶12bitA/D采集采集時(shí)間5μs3]。采集結束後(hòu)CPU對采集的數據(jù)進行綜合處理(li)。
2.2軟件方案
　　軟件(jian)主要流程如圖(tu)2所示系統初始(shǐ)化之後,主要進(jin)行💘數✂️據采集、脈(mò)沖計數、脈沖檢(jiǎn)測的循環。
 
2.2.1采集(ji)數據:
　　5μs采集1個點(dian)采集10個點後除(chú)去-一個最.大值(zhi)和一個最小值(zhi)☁️[4]然後♻️計算平均(jun)值。采集值≤(0.3x脈沖(chòng)基準幅值),計1;采(cǎi)⚽集值≥(0.7x脈沖基準(zhun)幅值)計2;其🏃🏻他情(qing)況計0。采集一個(gè)有效💋數據所需(xu)時間爲10x5μs=50μus,1s可采集(ji)20000個有效數據。每(mei)分鍾對上述檢(jian)測爲2的電壓值(zhí)取平均計算脈(mò)沖幅值，對所有(you)🈲電壓值取平均(jun)計算脈沖平均(jun)值安裝🐉調試完(wan)成後💯需保存脈(mo)沖幅值和平均(jun1)值的基準值。
2.2.2脈(mo)沖計數
　　由于數(shu)據處理時間爲(wèi)1s與渦街流量計(ji)的輸出脈沖周(zhōu)期可能不一緻(zhi)。每秒采集時有(you)些脈沖可能被(bèi)截❌斷爲🏃‍♀️了避免(mian)少🔴計脈⭕沖需要(yào)對脈沖進行處(chu)理。将上❓一秒最(zuì)後一段連續爲(wèi)2的數字段及之(zhī)後所有的數✔️字(zì)與本次數據合(he)并-起進行處理(lǐ)。爲避免多計脈(mò)沖⛱️,對本次最後(hou)一段連續爲2及(jí)之後所有的數(shu)字不做處理留(liu)待下一㊙️秒處理(li)。
　　脈沖統計時遍(bian)曆數據記錄找(zhǎo)出并記錄每段(duàn)連續爲2的數字(zi)段🈲中的2的數量(liang)和整條數據記(ji)錄中爲2的數字(zi)段的總段數;取(qǔ)出一段數據段(duàn)記爲基準對比(bi)段用其他數據(ju)段中數字2的數(shù)量與之對比記(ji)錄兩☂️段數字2數(shu)量的差值在3個(ge)之内的總段數(shù)然後用每🚩--段數(shù)據段爲基準對(dui)比段‼️重複本次(cì)操作;找到差值(zhi)在3個之内的❄️個(ge)數最多的數據(jù)💔段,首先将此段(duan)👅與所🔆有差值在(zài)🛀🏻3個之内💚的數據(ju)段都計一個有(yǒu)效脈沖并對這(zhè)些數據段中2的(de)💜數量做平均平(ping)均值作爲基準(zhǔn)數量并以👉此計(jì)算脈沖😍周期然(rán)後對不滿足差(chà)值爲3的數據段(duan)進行處理。處理(lǐ)方法如下:
a.如果(guo)數據段中2的數(shu)量少于基準數(shù)量但落在應爲(wèi)高電平的時間(jian)段内認爲是一(yī)個有效脈沖否(fou)則認爲是🔞幹擾(rao)❗信号🌏;
b.如果數據(ju)段中2的數量多(duō)于基準數量先(xiān)判斷這些數據(ju)段落在多少個(gè)周期内,有多少(shǎo)個周期計多少(shǎo)個有效脈沖。
得(dé)出有效脈沖後(hou),對上述所有有(you)效脈沖的周期(qī)進行判斷判斷(duàn)和相鄰的數據(jù)段是否落在相(xiang)同周期内。如果(guǒ)相同則應減去(qu)相同周期的個(gè)數最終得出有(you)效脈沖總數即(jí)爲這一-秒的脈(mò)沖數😄。
2.2.3脈沖檢測(ce)
　　脈沖檢測包括(kuò)電壓值對比和(hé)流量的保存與(yu)對比兩部🔞分。
　　每(mei)分鍾對上述檢(jiǎn)測爲2的電壓值(zhí)取平均與初始(shǐ)記錄的每分🈲鍾(zhōng)㊙️幅值對比如果(guo)當前幅值介于(yú)初始幅值的0.85~1.15倍(bèi)之間認爲脈沖(chòng)幅值正常否則(zé)記一次異常連(lian)續5次異常,則‼️認(rèn)爲脈沖幅值異(yi)常;每分鍾對上(shàng)述所有的電壓(ya)值取平🥰均然後(hou)與初始記錄的(de)每分鍾♉均值作(zuo)對比‼️,如果當前(qián)均值介于初始(shǐ)均值的0.85~1.15倍之間(jiān)認爲脈沖👌.均值(zhi)正常,否則記🤩一(yi)次異常。連續🥰5次(ci)異👈常則認爲脈(mo)沖均💯值異常。
　　設(she)備保存一年的(de)流量記錄每秒(miǎo)流量計量出來(lai)之後與一年前(qian)同期的流量對(dui)比如果變化不(bu)多則用當前流(liú)量值替換前一(yi)年的流量值。如(ru)果變化較大計(ji)一次流量異常(chang)。連續3min流量異常(chang)則認爲流量異(yi)常。流量異常㊙️時(shí)暫不替換前一(yi)年流量待人工(gōng)确認。如果是正(zhèng)常使用則替換(huàn)前一年流量否(fou)則保持前一年(nián)流量不變🔴。
3結束(shu)語
　　該方法檢測(cè)脈沖式渦街流(liu)量計的脈沖數(shù)量,通過軟硬件(jiàn)二次🔱濾波可有(you)效濾除幹擾脈(mò)沖保證檢測正(zheng)确。通過對檢測(cè)結果的綜合判(pàn)斷可了解脈沖(chong)輸入的情況依(yi)此了解脈沖式(shi)渦街流量計的(de)工作狀态确保(bǎo)脈沖式渦街流(liú)量計工作在狀(zhuang)态保證系統檢(jian)測的正确率。發(fā)現異常情況後(hòu)及時進行提示(shi),可确保各方的(de)合法利益不受(shòu)侵害。

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