多功能流量积算仪

　　一、引言

　　在工业生产过程中，流量是需经常测量和控制的参数之一随着工业技术的发展，为了实现监视和操作过程的自动化，人们对于流量检测精度的要求越来越高，需要检测的品种越来越多，检测对象日趋复杂。为了满足这一需求，本文介绍一种多功能、高精度流量积算仪，其通用性强、适用范围广，可与涡轮、腰轮、漩涡、旋转活塞或其它发出电脉冲信号的流量变送器配套使用，广泛应用于生产过程中对水、石油、气油、机油、酒精及各种化工液体的流量测量。

　　多功能流量积算仪采用单片机控制技术，实现了瞬时流量和累积流量的自动测量，是流量检测与控制的理想产品。其特点是:自动进行温度补偿;可方便地进行常数量、报警值和时间的设置及各种测量值的实时显示;具有较强的自检功能;设计了掉电自动保护系统;配备了串行接口和微型打印机等。主要

　　技术指标如下:

　　输入信号:幅度0.2V、频率5~l0kHz的正弦波或基本对称的矩形波

　　输入阻抗:>

　　流量积算误差:士0.2%

　　温度测量精度:士0.2℃

　　温度补偿范围:5一150℃

　　最大数值显示:9”999，允许误差士1个字

　　工作环境:温度为一10一40℃、相对湿度小于85%

　　供电电源:220V士20V、50Hz士3Hz

　　二、硬件系统结构

　　多功能流量积算仪以8031单片机为主，辅以信号预处理电路、键盘显示电路、掉电保护电路、温度测量电路，组成了一个完整的多功能智能仪表系统，精确地完成流体总量累积及瞬时流量和介质温度测定。其原理框图如图1示。

　　被测流体流经流量变送器，通过线圈感应出频率与流量成正比的脉冲信号，经放大整形后，8031单片机对脉冲个数进行计数。半导体温度传感器则把介质温度变化转换成电信号送入8031进行温度补偿。在一定的流量范围内，流量传感器发出的脉冲个数m与通过它的流量Q成线性关系，在温度变化不大的范围内流量Q的计算公式为:

式中a—流体膨胀系数t

　　t—介质温度值

　　ξ—仪表常数，其物理意义是流量传感器流过单位容积流体时所发出的脉冲数

　　1.信号预处理电路

　　由于流量变送器输出信号幅度较小，而且在传输过程又有损耗，故需预处理后才能送入单片机。输入信号经过两级负反馈放大后，经可再触发双稳态多谐振荡器74LS123整形为符合TTL电平规定的信号。另外考虑到现场环境的复杂性，在预处理电路的最后一级还增加光电隔离电路，以提高抗电磁干扰的能力。