摘要：介紹了一(yi)種脈沖式渦街(jiē)流量計 計數檢(jiǎn)測方法以ARM爲核(hé)心軟硬件二次(cì)濾波後計量脈(mò)沖🛀🏻數🔞量。同時對(duì)脈沖幅值、脈沖(chong)周期及脈沖輸(shū)入規律🍉等進‼️行(hang)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(ji)😍量正确。
　　由于 渦(wo)街流量計 "具有(you)測量精度高、量(liang)程寬、測量介質(zhì)廣泛、工作溫度(dù)高(介質溫度⭐可(ke)達.350℃)、耐腐蝕以及(ji)可靠性高等特(te)點廣泛應用于(yu)🌈石油、化工、輕工(gong)及動力供熱等(deng)行業工業管道(dao)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(jie)流量計一般測(cè)蒸汽、水等介質(zhi)的比🏃‍♂️較多比如(ru)熱電廠發電會(huì)産生蒸汽而蒸(zhēng)汽可以供暖和(hé)生産重🥵複使用(yong)這樣熱電廠就(jiu)可以對外售賣(mai)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(jiu)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(ce)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(liú)量計的檢測結(jié)果以脈沖方式(shì)輸✨出傳統的計(ji)量方法采用濾(lü)波器濾波後由(you)計數器來計量(liang)脈沖👣數量從而(er)計算流量。但這(zhe)種方式隻⛱️能計(ji)量脈沖數量對(dui)脈沖出現的異(yi)常情況(如設備(bèi)故障或者人爲(wèi)原因)等不能進(jìn)行判别更👣不能(néng)及時反饋。而脈(mo)沖出現異常将(jiāng)導緻流量計量(liàng)不正确最終直(zhí)接影響雙方利(li)益。因此迫切需(xū)要一種全新的(de)方法不僅可以(yǐ)計量脈沖數量(liang)而且當脈沖出(chu)現異常狀況時(shi)也可以及時發(fa)現。
1檢測方法
　　脈(mò)沖式渦街流量(liang)計計數檢測方(fāng)法采用A/D采樣配(pei)合軟🈲件🈲處理的(de)方法對脈沖進(jin)行計數和判别(bie)。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(jié)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(yu)渦街流量計🆚最(zuì)初安裝時的正(zhèng)常電壓幅值和(he)平均值進行對(dui)比以判斷脈沖(chòng)輸出電壓是否(fou)正常;保存一年(nian)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(shì)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(jian)方案
　　爲了完成(cheng)脈沖計量及檢(jiǎn)測，必須有一定(dìng)的硬件作爲支(zhi)撐。本方法的檢(jian)測裝置構成如(rú)圖1虛線部分所(suo)示,由濾波電路(lu)、電源模塊、存儲(chu)單元、時鍾、遠程(chéng)通信模塊、人機(jī)交互🆚界面和🐪ARM組(zu)成。
 
　　濾波電路采(cai)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(shu)降低提高檢測(ce)正确率。電源模(mó)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(cǎi)集❓供電的是1%精(jing)度電源，以保證(zhèng)采集精度。
　　存儲(chu)模塊采用鐵電(diàn)存儲器和Flash相結(jie)合的方式。由于(yú)要存儲一年的(de)流量數據數據(ju)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(diàn)讀寫速度快、次(cì)數😍多但容量小(xiǎo)。因此采用💛Flash和鐵(tiě)電相結合的方(fang)⁉️式實時數據先(xiān)存放✌️在鐵電中(zhōng)定時将鐵電中(zhōng)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(shi)鍾錯誤。
　　遠程通(tōng)信模塊用來與(yu)數據中心進行(hang)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(zhōng)心。.
人機交互界(jiè)面則用于現場(chang)顯示和設置。
　　CPU是(shi)32位ARM硬件平台,自(zi)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(jiàn)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(jí)數據:
　　5μs采集1個點(dian)采集10個點後除(chú)去-一個最.大值(zhí)和一個最小值(zhi)[4]然後計🔞算平均(jun)值。采集值≤(0.3x脈沖(chong)基準幅值),計1;采(cai)集值≥(0.7x脈沖基準(zhǔn)幅值)計2;其他情(qíng)況計0。采集一個(gè)有效💘數據所需(xu)時間爲10x5μs=50μus,1s可采集(jí)20000個有效數據。每(měi)分鍾對上述檢(jiǎn)測爲🤟2的電壓值(zhi)🔞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(wán)成後🙇‍♀️需保存脈(mò)沖幅值和平均(jun1)值的基準值。
2.2.2脈(mo)沖計數
　　由于數(shù)據處理時間爲(wei)1s與渦街流量計(ji)的輸出脈沖周(zhōu)期可🌈能不一緻(zhì)。每秒采集時有(yǒu)些脈沖可能被(bei)截斷爲了避免(mian)少計脈沖需要(yao)對脈沖進行處(chù)理。将上一秒最(zuì)後一段連續爲(wèi)2的數字段及之(zhi)🌈後所有的數字(zi)與本次數據合(hé)并-起進行處⛱️理(li)。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(shù)字不做處理留(liú)待下一秒處理(lǐ)。
　　脈沖統計時遍(bian)曆數據記錄找(zhǎo)出并記錄每段(duan)連續爲2的數字(zì)段中的2的數量(liàng)和整條數據記(ji)錄中爲2的數字(zì)段的總段🏃‍♂️數;取(qu)出一段數據段(duan)記爲基準對比(bǐ)段用其他數據(jù)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(gè)之内的總段數(shu)🤟然後用每--段數(shu)據段爲基準對(duì)比段重複本次(ci)操作;找到差值(zhí)💃🏻在3個之内的個(gè)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(jù)段都計一個有(yǒu)效脈沖并對這(zhe)些數據段中2的(de)⛱️數量做平均平(píng)均值🐅作爲基準(zhun)數量并以♻️此計(ji)算脈沖周期然(rán)後對不滿足差(cha)㊙️值爲3的數據段(duan)進行處理。處理(li)方法如下:
a.如果(guo)數據段中2的數(shu)量少于基準數(shu)量但落在應爲(wèi)高電平的時間(jiān)段内認爲是一(yi)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(duo)于基準數量先(xiān)判斷這些數據(jù)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(de)出有效脈沖後(hou),對上述所有有(yǒu)效脈沖的周期(qi)進🔞行🌈判斷判斷(duan)和相鄰的數據(ju)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(yǒu)效脈沖總數即(ji)爲這一-秒的脈(mò)沖數。
2.2.3脈沖檢測(cè)
　　脈沖檢測包括(kuo)電壓值對比和(hé)流量的保存與(yu)對比兩部分。
　　每(měi)分鍾對上述檢(jian)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(guǒ)當前幅值介于(yú)初始幅值的0.85~1.15倍(bei)之間認爲脈🌈沖(chong)幅值正常否則(ze)記一次異常🈲連(lian)續5次♉異常,則認(rèn)爲脈沖幅值異(yì)常;每分鍾對上(shàng)述所有的電壓(ya)值取平均然後(hòu)與初始記錄的(de)每分鍾均值作(zuò)對比,如果當前(qián)均🥵值介于初始(shi)均值的0.85~1.15倍之💃🏻間(jian)認爲脈沖.均值(zhi)正常,否則記一(yī)次異常。連續5次(cì)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(bú)多則用當前流(liú)量值替換前⛹🏻‍♀️一(yī)年的流量值。如(rú)果變化較大計(jì)一次流量異常(cháng)。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(yī)年🏃流量待人工(gong)确認。如💯果是正(zheng)常使用則替換(huan)前一年流量否(fou)則保持前一年(nián)流量不變。
3結束(shù)語
　　該方法檢測(cè)脈沖式渦街流(liú)量計的脈沖數(shù)量,通過軟硬件(jian)二次濾波可有(yǒu)效濾除幹擾脈(mò)沖保證檢測正(zhèng)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(shì)渦街流量計的(de)工作狀态确保(bao)脈沖式渦街流(liu)量計工作在狀(zhuàng)态保證系統㊙️檢(jian)測的正确率。發(fā)現異常情況後(hou)及時進行提示(shì),可确保各方的(de)合法利益不受(shou)侵害。

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