CN103234587A

CN103234587A - 一种用于测量汽车发动机供油量数字涡街流量计

Info

Publication number: CN103234587A
Application number: CN 201310107823
Authority: CN
Inventors: 林敏�
Original assignee: SICHUAN HANGDA ELECTROMECHANICAL TECHNOLOGY DEVELOPMENT SERVICE CENTER
Current assignee: SICHUAN HANGDA ELECTROMECHANICAL TECHNOLOGY DEVELOPMENT SERVICE CENTER
Priority date: 2013-03-31
Filing date: 2013-03-31
Publication date: 2013-08-07

Abstract

本发明公开了一种用于测量汽车发动机供油量数字涡街流量计，由传感器、调理电路模块、数字信号处理模块、屏蔽电缆组成，所述传感器包括涡街传感器、温度传感器和压力传感器；所述数字处理模块包括DSP芯片；所述涡街流量传感器、温度和压力传感器、调理电路模块与数字信号处理模块分开，中间用屏蔽电缆连接。该数字流量计采用DSP芯片2407A为处理器，有效解决了现有涡街流量计测量容易受外界振动干扰和量程下限受限而不能测量小流量的缺陷，使其能够用于测量汽车发动机供油量。

Description

一种用于测量汽车发动机供油量数字涡街流量计

技术领域

本发明涉及流体流量测量领域，特别是一种抗干扰能力强、精度高的数字涡街流量计。

背景技术

涡街流量计是利用流体振动原理来进行流量测量。涡街流量计在工业使用过程中因其介质适应性强，无可动部件，结构简单、可靠性高、压力损失小、输出信号频率与体积流量成正比和测量介质范围宽，使用寿命长等诸多优点，在许多行业得到了广泛的应用，具有良好的发展形势。但是它存在两个缺点，一是由于其工作原理的关系，容易受外界振动干扰的影响，而汽车发动机自身工作和汽车行驶时的振动普遍存在；二是量程下限受限，不能测量小流量，汽车发动机采用电喷方式，供油量下限较小。然而现场管道是一定的，并且工艺上对流体的管径有要求，不能缩小管道的口径，所以测量小流量是不可避免的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可解决常规流量计容易受振动干扰、不能测量小流量的缺点，抗干扰能力强、精度高的数字涡街流量计。

为解决上述技术问题，本发明采用了一种数字涡街流量计，由传感器、调理电路模块、数字信号处理模块、屏蔽电缆组成，所述传感器包括涡街传感器、温度传感器和压力传感器；所述调理电路模块包括电荷放大、限幅放大和滤波电路、模拟差分转换电路、ADC、电平转换电路、LCD、键盘、欠压检测电路、电流输出电流和脉冲输出电路；所述数字处理模块包括DSP芯片；所述涡街流量传感器、温度和压力传感器、调理电路模块与数字信号处理模块分开，中间用屏蔽电缆连接；所述传感器输出的涡街信号经电荷放大、限幅放大和滤波电路送到模拟差分转换电路，模拟差分转换电路的输出经屏蔽电缆传给数字信号处理模块；温度传感器和压力传感器信号经ADC转换成数字量，再由ADC的串口输出至电平转换电路，通过屏蔽电缆传送至数字信号处理模块；电平转换电路接受来自数字信号处理模块中DSP对ADC的控制信号；涡街信号经模拟差分转换电路转换成单端信号，经有源滤波电路滤波后，传至DSP芯片的ADC输入端。

作为进一步优选，所述DSP采用2407A芯片。

该发明所具有的有益效果：

(1)该数字涡街流量计应用数字滤波和功率谱分析相结合的方法处理分析涡街流量信号，可以有效消除强管道振动的影响，提高了仪表抗噪声的能力并扩展了仪表量程，能够用于测量汽车发动机供油量。

(2)采用了DSP芯片2407A作为处理器，利用信号处理算法对涡街信号幅度要求不高的特点，在涡街流量信号模拟调理单元中加入限幅放大处理，解决了不同口径，不同被测流体需要调整硬件电路参数或更换信号处理板的问题。

(3)利用2407A芯片内部集成定时器的比较功能，向外发送表示流量的脉冲信号，同时应用2407A提供的比较中断，对发送脉冲的周期进行实时补偿，提高发送脉冲精度。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

具体实施方式

如图1所示为一种数字涡街流量计，由传感器、调理电路模块、数字信号处理模块、屏蔽电缆组成，所述传感器包括涡街传感器、温度传感器和压力传感器；所述调理电路模块包括电荷放大、限幅放大和滤波电路、模拟差分转换电路、ADC、电平转换电路、LCD、键盘、SRAM、EEPROM、欠压检测电路、电流输出电流和脉冲输出电路；所述数字处理模块包括DSP芯片；所述涡街流量传感器、温度和压力传感器、调理电路模块与数字信号处理模块分开，中间用屏蔽电缆连接；所述传感器输出的涡街信号经电荷放大、限幅放大和滤波电路送到模拟差分转换电路，模拟差分转换电路的输出经屏蔽电缆传给数字信号处理模块；温度传感器和压力传感器信号经ADC转换成数字量，再由ADC的串口输出至电平转换电路，通过屏蔽电缆传送至数字信号处理模块；电平转换电路接受来自数字信号处理模块中DSP对ADC的控制信号；涡街信号经模拟差分转换电路转换成单端信号，经有源滤波电路滤波后，传至DSP芯片的ADC输入端。

将涡街流量传感器、温度和压力传感器及调理电路模块与数字信号处理模块分开，中间用屏蔽电缆连接。将传感器及调理电路放在被测现场，而将数字信号处理模块放在远离高温的常温处。分体式数字涡街流量计如图所示，由传感器、调理电路模块、数字信号处理模块、屏蔽电缆组成。传感器包括涡街传感器、温度传感器和压力传感器。调理电路模块包括电荷放大、限幅放大和滤波电路、模拟差分转换电路，16位ADC,RS-485电平转换电路、LCD、键盘、SRAM、EEPROM、欠压检测电路、电流输出电流和脉冲输出电路。

调理电路模块中，传感器输出的涡街信号经电荷放大、限幅放大和滤波电路送到模拟差分转换电路，模拟差分转换电路的输出经屏蔽电缆远传给数字信号处理模块。温度传感器和压力传感器信号经16位ADC转换成数字量，再由16位ADC的串口输出至RS-485电平转换电路，转换成符合RS-485点评的信号，通过屏蔽电缆传送至数字信号处理模块；同时，RS-485电平转换电路还接受来自数字信号处理模块中DSP对ADC的控制信号。

在数字信号处理模块中，涡街信号经模拟差分转换电路转换成单端信号，经有源滤波电路滤波后，传至DSP芯片的ADC输入端。调理电路模块送来的温度、压力数字信号通过RS-485电平转换电路转换成CMOS电平，送到DSP芯片的通用I/O口。

涡街流量传感器的输出信号经过模拟输入及调理模块后，由2407A内集成的A/D模块采样和转换，放进2407A的循环缓冲数组中；对采样的涡街信号序列进行数字滤波和周期图谱分析，得到涡街频率，结合设定的仪表系数，计算瞬时流量和累积流量；根据被测流体介质及相应的温度压力补偿方式，对瞬时流量进行温度和压力补偿。在得出测量结果后，2407A通过集成的SPI口向模拟输出电路发送数据，输出4～20mA电流；利用定时器的比较输出功能，向外发送脉冲，以便上位机或其他二次仪表计数；同时，LCD上显示瞬时流量和累计流量。

Claims

1.一种用于测量汽车发动机供油量数字涡街流量计，其特征在于，由传感器、调理电路模块、数字信号处理模块、屏蔽电缆组成，所述传感器包括涡街传感器、温度传感器和压力传感器；所述调理电路模块包括电荷放大、限幅放大和滤波电路、模拟差分转换电路、ADC、电平转换电路、LCD、键盘、欠压检测电路、电流输出电流和脉冲输出电路；所述数字处理模块包括DSP芯片；所述涡街流量传感器、温度和压力传感器、调理电路模块与数字信号处理模块分开，中间用屏蔽电缆连接；所述传感器输出的涡街信号经电荷放大、限幅放大和滤波电路送到模拟差分转换电路，模拟差分转换电路的输出经屏蔽电缆传给数字信号处理模块；温度传感器和压力传感器信号经ADC转换成数字量，再由ADC的串口输出至电平转换电路，通过屏蔽电缆传送至数字信号处理模块；电平转换电路接受来自数字信号处理模块中DSP对ADC的控制信号；涡街信号经模拟差分转换电路转换成单端信号，经有源滤波电路滤波后，传至DSP芯片的ADC输入端。

2.根据权利要求1所述的用于测量汽车发动机供油量数字涡街流量计，其特征在于：所述DSP采用2407A芯片。