基於渦輪流量傳感（gǎn）器的測量酒精的流量（liàng）計設計
點擊（jī）次數：1783 發布時間：2020-08-15 05:43:36
摘要：我（wǒ）國資源在總量上是（shì）一個大國，而（ér）在人均占有量上卻是一個名副其（qí）實的小國。我國資源總量約占**資源總量的（de）6%。但是（shì）我（wǒ）國的（de）人口數量太大，我國（guó）人均占有量隻有**平的1/4，是（shì）名（míng）副其實的（de）資源（yuán）貧乏**之一。因此，節約用在我國（guó）更具有現實意義。節約用離（lí）不開（kāi）流量檢測技術的（de）支持（chí），渦輪（lún）式的流量測量技（jì）術精確度高，可（kě）重（chóng）複性好，且更適於對潔淨的介質進（jìn）行測量，廣泛應用於流量測量領域內。基於此，本（běn）文提出了基於渦輪流量傳感（gǎn）器的測量（liàng）酒精的流量計設計。
引言
測量酒精的流量計，通常指用於進（jìn）行測量管（guǎn）道中的流體流量的一（yī）種儀表（biǎo）。測量酒精的流量計量屬於（yú）計量科學技術的一個分支，也是其中一個不可或缺的組成部分，因為它與國民經濟、國防建設以及科學研究密切聯係。在工業中，測量酒精的流（liú）量計量的作用至關重要，因為準確的測量酒精的流量計（jì）量與工業產品質量和生（shēng）產效率密切相關。本設計主（zhǔ）要是基於渦輪流（liú）量（liàng）傳感器的測量（liàng）酒精的流量計設計（jì），可實時顯示的瞬時流量和累積流量，通過對EEPROM中參數的設置可調（diào）整係統（tǒng）測量時的環境參數，以適應各種不同條件下的流量（liàng）測量。
1 測（cè）量酒精（jīng）的流量計（jì）總體設計
本文所設計的測量酒精的流量計主要由ARM微處理器，串口通信模塊，數據存儲模塊，液晶顯示屏模塊以及按鍵模塊組成。總體框架如圖1所示（shì）。係（xì）統初始上電，等待用戶按鍵選擇，讀寫EEPROM中的儀表係數，密度，線性（xìng）修正參數等具體參數，接收傳（chuán）感器所傳（chuán）入（rù）的脈衝（chōng）並對其計數，內部進（jìn）行數（shù）據處理計算出脈（mò）衝的頻率，按照傳感（gǎn）器提供的測量酒精的流量計算公式和參數計算出瞬時（shí）流量和累計流量並顯示於LCD12864液晶顯示屏上。
2 測量酒（jiǔ）精（jīng）的流量計硬件設計
2.1 微（wēi）處理器*小係統
本設計中采用的微處理器為NXP公司的M3係列LPC1766，它具有三級流線和哈佛結構，功耗低，性能高，並且包含了眾多外設。此外，M3內核還為LPC1766提供了一個能夠降低（dī）中斷延時和（hé）實現高效處理中斷的嵌套向量（liàng）中斷處理器。
2.2 串口通信模塊
單片機串口為TTL電平標準，即+5V和0V分別（bié）代表邏輯“1”和“0”。由於TTL和RS232高低電平的邏輯（jí）和範圍不同，故這兩種（zhǒng）標準串口之間的連接*先應進（jìn）行電平轉換。本設計中采用sp3232芯片轉換LPC1766串口的TTL電平與上位機串（chuàn）口相連，進行RS232通信。TTL到（dào）RS232電平轉換電路。注意（yì），RS232電平較高，接通瞬間可能會產生非常高（gāo）的瞬時電湧，這個（gè）電湧（yǒng）電流可能會擊毀SP3232，所（suǒ）以在使用這個（gè）芯片時應拔插（chā）之前進行斷電（diàn）操作，避免熱拔插。
2.3 數據存儲模塊
EEPROM主要是（shì）用來存儲（chǔ）一些與測量相（xiàng）關的參數和測量的數（shù）據。所選的是串行EEPROM存儲（chǔ）芯片93C66,大小（xiǎo）512B，可配置成8位或者16位結構（gòu），它通過SPI總線和LPC1766相連，對流量測量參數進行保（bǎo）存。當係統開始運行時，通過（guò）按鍵向存儲芯（xīn）片寫入相關的（de）參數，從而保證（zhèng）流量測量結果的正確。這些（xiē）參數與實際運行環境是相關，通（tōng）過重新（xīn）寫入相（xiàng）應參數（shù）以適應新的運行環境。
2.4? LCD液晶顯示模塊
本設計的顯示模（mó）塊選擇的是LCD12864,用於（yú）實時顯示測量酒精的流量計所測量的瞬時流量和累計流量。LCD12864是由128*64個液晶顯示（shì）點組成的一個128列*64行的陣列，自帶中文字庫，既可以顯示字（zì）母也可以顯示漢字及圖形。
3 測量酒精的流量計軟件設計
3.1 軟件設計（jì）總流程
軟（ruǎn）件的總體設計主要包括這幾個方麵：係統初始化程序，LCD顯示程序，流量測（cè）量數據處理，數據存儲程序以及基於modbus協議（yì）的（de）RS232串口通信程序。這裏*先介紹軟（ruǎn）件設計的總體流程圖，如圖2所示。
係統初始化程序主要用於微處理（lǐ）器各（gè）GPIO功（gōng）能引腳的選擇、係統時鍾配置、中斷初始化（huà）及優先級配（pèi）置以及（jí）LCD液晶（jīng）屏初始化。微處理器LPC1766在modbus主（zhǔ）從通信協議中處於從機地（dì）位，為了實現標準的modbus協議，采用了移植freemodbus源代碼的（de）方式。因此串口通（tōng）信程序所做的隻是根據LPC1766的芯片手冊對串口通信方式進行設置和開啟串（chuàn）口中斷。按鍵程序主要作用（yòng）是為了實（shí）現人（rén）機交互功能，本設（shè）計主要用了四個按鍵（jiàn），分別用於參數設置時的確認，返回，增大和減小功能。
3.2 流量（liàng）測量（liàng）程序
渦輪式流量傳感器輸出脈衝信號的頻率與其（qí）流量大小相關，並（bìng）在一般情況下，有f=Kqv
式中，K為（wéi）傳感器的儀表係數，並在其測量範圍內，對qv而言，K相當於一個常數，通常由流量儀表廠商經過多次實驗（yàn）測得並由提（tí）供給用戶直（zhí）接（jiē）使用。qv為通過傳感器流體的體（tǐ）積流量。由此可以看出，對於流（liú）量的測量隻須要測量傳感（gǎn）器輸出的脈衝數。脈衝信號的（de）采集采用兩（liǎng）個定（dìng）時器，一（yī）個用作計數模式用於對脈衝（chōng）計數（shù），另一個用作（zuò）重（chóng）複定時器，得到單位時間內的脈衝數。單位時間內的脈衝數乘以儀表係（xì）數再乘以相應的（de）補償係數，便得到了瞬時流量。*後，將瞬（shùn）時流量累加（jiā）到累積流量中，並在顯示（shì）屏上（shàng）顯示出來。此程序流程圖如圖3所示。
3.3 液晶屏顯示程序
該程序主要用於（yú）實時更新流量信息，微處理器（qì）與上位機通過RS232接口以modbus協議進行通（tōng）信。*後，該設計液晶屏上所顯示的流（liú）量信息與（yǔ）上位機軟件所顯示的數據如圖4所示。
4 總結（jié）
測量酒精的流量計量在**生活（huó）的各種方麵都有著廣（guǎng）泛應用，從工業農業產品生產到國防經濟和基礎設施（shī）建設、從科學技術的理論研究到環境保護，從資源節約到與人民生活中用到的生活資源的計量，都有著（zhe）測量酒精的流量計量的參與。本設計通過實現對流量的檢測，可使人們進一步提高（gāo）的利用效率（lǜ），從而達到節約用的（de）目的。
工業酒精流量計選（xuǎn）型指南 酒精渦街流量計不準處理方法 酒精浮子流量計安裝注意事項 酒精流量計二次表（biǎo）接線圖 防（fáng）爆酒精（jīng）流量計不走（zǒu）數的原因分析 酒精流量計測量（liàng）精度下降原因分析（xī） 酒精流量計怎麽讀數 酒精流量計選型注意（yì）事項 酒精流量計常見故障及排除（chú） 酒精渦輪流量計參數設（shè）置 酒精流量計的結構組成 酒精流量計安裝方法與注意事項 酒精流（liú）量計（jì）使用方法 製藥廠酒精流（liú）量計,酒精流量計廠家 衛生型酒精流量計,酒精流量計價（jià）格 測酒精流量用什麽流量計 酒精專用流量計價格 酒精罐流（liú）量計,酒精流量計價（jià）格 酒精渦（wō）輪（lún）流量計,酒精用什麽（me）流量計 測量（liàng）酒精（jīng）的流量計,消毒酒精流量（liàng）計 工業酒精流量（liàng）計,酒精流量計廠家 酒精專用流量計,衛（wèi）生型酒精流（liú）量計 製藥廠酒精流量計,耐高溫酒精用流量（liàng）計 酒精計量儀,不鏽鋼酒精流量計 防爆酒精流量計,測酒精流量用什麽流量（liàng）計 酒精專（zhuān）用流量計,酒精流量計廠（chǎng）家 酒（jiǔ）精專用流（liú）量計,測量酒精流量計 酒精用什麽流量（liàng）計,耐高溫酒精（jīng）用流量計 醫用酒精流量計,酒精專用流量（liàng）計 酒精（jīng）渦輪流量（liàng）計,酒精流（liú）量計價格
引言
測量酒精的流量計，通常指用於進（jìn）行測量管（guǎn）道中的流體流量的一（yī）種儀表（biǎo）。測量酒精的流量計量屬於（yú）計量科學技術的一個分支，也是其中一個不可或缺的組成部分，因為它與國民經濟、國防建設以及科學研究密切聯係。在工業中，測量酒精的流（liú）量計量的作用至關重要，因為準確的測量酒精的流量計（jì）量與工業產品質量和生（shēng）產效率密切相關。本設計主（zhǔ）要是基於渦輪流（liú）量（liàng）傳感器的測量（liàng）酒精的流量計設計（jì），可實時顯示的瞬時流量和累積流量，通過對EEPROM中參數的設置可調（diào）整係統（tǒng）測量時的環境參數，以適應各種不同條件下的流量（liàng）測量。
1 測（cè）量酒精（jīng）的流量計（jì）總體設計
本文所設計的測量酒精的流量計主要由ARM微處理器，串口通信模塊，數據存儲模塊，液晶顯示屏模塊以及按鍵模塊組成。總體框架如圖1所示（shì）。係（xì）統初始上電，等待用戶按鍵選擇，讀寫EEPROM中的儀表係數，密度，線性（xìng）修正參數等具體參數，接收傳（chuán）感器所傳（chuán）入（rù）的脈衝（chōng）並對其計數，內部進（jìn）行數（shù）據處理計算出脈（mò）衝的頻率，按照傳感（gǎn）器提供的測量酒精的流量計算公式和參數計算出瞬時（shí）流量和累計流量並顯示於LCD12864液晶顯示屏上。
2 測量酒（jiǔ）精（jīng）的流量計硬件設計
2.1 微（wēi）處理器*小係統
本設計中采用的微處理器為NXP公司的M3係列LPC1766，它具有三級流線和哈佛結構，功耗低，性能高，並且包含了眾多外設。此外，M3內核還為LPC1766提供了一個能夠降低（dī）中斷延時和（hé）實現高效處理中斷的嵌套向量（liàng）中斷處理器。
2.2 串口通信模塊
單片機串口為TTL電平標準，即+5V和0V分別（bié）代表邏輯“1”和“0”。由於TTL和RS232高低電平的邏輯（jí）和範圍不同，故這兩種（zhǒng）標準串口之間的連接*先應進（jìn）行電平轉換。本設計中采用sp3232芯片轉換LPC1766串口的TTL電平與上位機串（chuàn）口相連，進行RS232通信。TTL到（dào）RS232電平轉換電路。注意（yì），RS232電平較高，接通瞬間可能會產生非常高（gāo）的瞬時電湧，這個（gè）電湧（yǒng）電流可能會擊毀SP3232，所（suǒ）以在使用這個（gè）芯片時應拔插（chā）之前進行斷電（diàn）操作，避免熱拔插。
2.3 數據存儲模塊
EEPROM主要是（shì）用來存儲（chǔ）一些與測量相（xiàng）關的參數和測量的數（shù）據。所選的是串行EEPROM存儲（chǔ）芯片93C66,大小（xiǎo）512B，可配置成8位或者16位結構（gòu），它通過SPI總線和LPC1766相連，對流量測量參數進行保（bǎo）存。當係統開始運行時，通過（guò）按鍵向存儲芯（xīn）片寫入相關的（de）參數，從而保證（zhèng）流量測量結果的正確。這些（xiē）參數與實際運行環境是相關，通（tōng）過重新（xīn）寫入相（xiàng）應參數（shù）以適應新的運行環境。
2.4? LCD液晶顯示模塊
本設計的顯示模（mó）塊選擇的是LCD12864,用於（yú）實時顯示測量酒精的流量計所測量的瞬時流量和累計流量。LCD12864是由128*64個液晶顯示（shì）點組成的一個128列*64行的陣列，自帶中文字庫，既可以顯示字（zì）母也可以顯示漢字及圖形。
3 測量酒精的流量計軟件設計
3.1 軟件設計（jì）總流程
軟（ruǎn）件的總體設計主要包括這幾個方麵：係統初始化程序，LCD顯示程序，流量測（cè）量數據處理，數據存儲程序以及基於modbus協議（yì）的（de）RS232串口通信程序。這裏*先介紹軟（ruǎn）件設計的總體流程圖，如圖2所示。
係統初始化程序主要用於微處理（lǐ）器各（gè）GPIO功（gōng）能引腳的選擇、係統時鍾配置、中斷初始化（huà）及優先級配（pèi）置以及（jí）LCD液晶（jīng）屏初始化。微處理器LPC1766在modbus主（zhǔ）從通信協議中處於從機地（dì）位，為了實現標準的modbus協議，采用了移植freemodbus源代碼的（de）方式。因此串口通（tōng）信程序所做的隻是根據LPC1766的芯片手冊對串口通信方式進行設置和開啟串（chuàn）口中斷。按鍵程序主要作用（yòng）是為了實（shí）現人（rén）機交互功能，本設（shè）計主要用了四個按鍵（jiàn），分別用於參數設置時的確認，返回，增大和減小功能。
3.2 流量（liàng）測量（liàng）程序
渦輪式流量傳感器輸出脈衝信號的頻率與其（qí）流量大小相關，並（bìng）在一般情況下，有f=Kqv
式中，K為（wéi）傳感器的儀表係數，並在其測量範圍內，對qv而言，K相當於一個常數，通常由流量儀表廠商經過多次實驗（yàn）測得並由提（tí）供給用戶直（zhí）接（jiē）使用。qv為通過傳感器流體的體（tǐ）積流量。由此可以看出，對於流（liú）量的測量隻須要測量傳感（gǎn）器輸出的脈衝數。脈衝信號的（de）采集采用兩（liǎng）個定（dìng）時器，一（yī）個用作計數模式用於對脈衝（chōng）計數（shù），另一個用作（zuò）重（chóng）複定時器，得到單位時間內的脈衝數。單位時間內的脈衝數乘以儀表係（xì）數再乘以相應的（de）補償係數，便得到了瞬時流量。*後，將瞬（shùn）時流量累加（jiā）到累積流量中，並在顯示（shì）屏上（shàng）顯示出來。此程序流程圖如圖3所示。
3.3 液晶屏顯示程序
該程序主要用於（yú）實時更新流量信息，微處理器（qì）與上位機通過RS232接口以modbus協議進行通（tōng）信。*後，該設計液晶屏上所顯示的流（liú）量信息與（yǔ）上位機軟件所顯示的數據如圖4所示。
4 總結（jié）
測量酒精的流量計量在**生活（huó）的各種方麵都有著廣（guǎng）泛應用，從工業農業產品生產到國防經濟和基礎設施（shī）建設、從科學技術的理論研究到環境保護，從資源節約到與人民生活中用到的生活資源的計量，都有著（zhe）測量酒精的流量計量的參與。本設計通過實現對流量的檢測，可使人們進一步提高（gāo）的利用效率（lǜ），從而達到節約用的（de）目的。
上（shàng）一篇：酒精（jīng）專用流量計的工作原理與實（shí）驗效果分析
下一篇：酒精渦輪流量計