CN103364055B - 一种流量计脉冲自动校正方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流量计脉冲自动校正装置和方法，校正装置包括脉冲检测模块、中央处理单元和脉冲输出模块，所述的脉冲检测模块用来检测流量计的编码器的输出脉冲输入至中央处理单元，中央处理单元对输入脉冲进行运算分析，输出信号给脉冲输出模块，脉冲输出模块输出经过运算分析后的脉冲信号。校正方法利用分段判别综合补偿的方法将流量计的流速分为n个流速段，根据不同流速段误差不同的特点，将流量计所工作的n段流速中产生的误差精确地累积统计，当脉冲误差值累计达到校正阈值时立即进行校正，将校正后的脉冲输出，这样不仅校正准确，而且将校正脉冲均匀分布在输出脉冲中，因此校正平稳，输出稳定、校正精度高。

Description

一种流量计脉冲自动校正方法及装置

技术领域

本发明涉及流量计的脉冲校正领域，尤其涉及一种流量计脉冲自动校正方法及装置。

背景技术

流量计用于封闭管道中液体流量的测量和控制，广泛应用于石油开采、炼油、化纤、食品等不同场合。随着对流量计测量精度要求的不断提高，在流量计上增加编码器，利用其输出的脉冲信号进行统计和显示测量结果，已经成为数字化流量计的主要工作方式。

由于流量计的机械部分在制造及装配过程中会产生一定的误差，目前的校正方式是齿轮校正，即根据实际输出的误差大小，在机械转动被输入编码器之前加装多组齿轮，改变其输入传动比，从而调节编码器的转动速度，降低编码器的输出误差。

但是齿轮校正存在如下不足：

1、需要同时定制多组不同传动比的齿轮，不仅成本高而且校正范围有限，所以经过校正的流量计也很难达到较高精度；

2、流量计在实际工作中测量的流速是变化的，而且当测量不同流速时流量计的误差也是不同的，但齿轮校正只能根据某一固定流速的误差进行校正，无法实现根据不同流速段进行分段多级校正，所以无法满足高精度的校正要求。

因此，如何准确、方便地校正流量计的输出，最大限度的提高流量计的测量精度已经成为一个急需解决的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种流量计脉冲自动校正方法和装置，输出稳定且校正精度较高。

本发明采用下述技术方案：一种流量计脉冲自动校正方法，包括以下步骤：

（1）、将待校正的流量计的机械转动部分与编码器相连，编码器的脉冲输出到脉冲检测模块，当脉冲检测模块每收到一个脉冲，首先检测其脉冲的周期，将脉冲周期检测结果输送给运算分析模块；运算分析模块根据脉冲周期检测结果与脉冲周期范围判断此脉冲是工作在哪个流速段所发出的脉冲，并将此脉冲所对应流速段的脉冲误差值加于累加器，累加器的初始值为0，然后进入步骤（2）；

其中脉冲误差值的确定步骤为：流量计出厂前将待校正的流量计的机械转动部分与编码器相连，分别根据所要求的n段流速，通过n次不同流速测试，分别记录在n段流速下通过定额流量后编码器实际输出脉冲数，将n段流速下的脉冲误差值分别记为                                                1、2、3…n；其中脉冲误差值=实际输出脉冲数－标准应输出脉冲数m，将n段流速的脉冲误差值1、2、3…n输入至运算分析模块；

（2）、运算分析模块判断累加器的输出值是否累积到校正阈值，其中校正阈值为m，－m：

若累加器值小于等于－m，则运算分析模块控制脉冲输出模块输出2个脉冲并将累加器值加上m；

若累加器值大于－m小于m，则运算分析模块控制脉冲输出模块输出1个脉冲；

若累加器值大于等于m，则运算分析模块控制脉冲输出模块此次不输出脉冲并将累加器值减去m；进入步骤（3）；

（3）、重复步骤（1），校正下一个编码器所输出的脉冲。

一种流量计脉冲自动校正装置，包括脉冲检测模块、中央处理单元和脉冲输出模块，所述的脉冲检测模块用来检测流量计的编码器的输出脉冲输入至中央处理单元，中央处理单元对输入脉冲进行运算分析，输出信号给脉冲输出模块，脉冲输出模块输出经过运算分析后的脉冲信号。

所述的脉冲检测模块、中央处理单元和脉冲输出模块集成为嵌入式系统。

本发明利用分段判别综合补偿的方法将流量计的流速分为n个流速段，根据不同流速段误差不同的特点，将流量计所工作的n段流速中产生的误差精确地累积统计，当脉冲误差值累计达到校正阈值时立即进行校正，将校正后的脉冲输出，这样不仅校正准确，而且将校正脉冲均匀分布在输出脉冲中，因此校正平稳，输出稳定、校正精度高，并可根据不同流速段误差不同的特点，将流速段分为更多段从而校正较大范围的误差。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明中校正模块的结构示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种流量计脉冲自动校正方法，以分为三段流速（n=3，分为低速段、中速段，高速段）进行校正为例，通过定额流量应输出标准脉冲数为m=10000，如图1所示，具体如下所述：

脉冲误差值的确定步骤为：将待校正的流量计的机械转动部分与编码器相连，分别根据所要求的3段流速，通过3次不同流速测试，分别记录在3段流速下通过定额流量后编码器实际输出脉冲数，将低速段、中速段，高速段流速下的脉冲误差值分别记为1、2、3；其中脉冲误差值=实际输出脉冲数－标准应输出脉冲数10000，将3段流速的脉冲误差值1、2、3输入至运算分析模块。1、2、3值可正可负，当为正时说明脉冲过输出，当为负时说明脉冲欠输出。这个步骤是在流量计出厂前就已经测试完成。

流量计使用时的校正过程包括以下步骤：

（1）、将待校正的流量计的机械转动部分与编码器相连，编码器的脉冲输出到脉冲检测模块，当脉冲检测模块每收到一个脉冲，首先检测其脉冲的周期，将脉冲周期检测结果输送给运算分析模块；运算分析模块根据脉冲周期检测结果与低速段、中速段、高速段相对应的脉冲周期范围判断此脉冲是工作在哪个流速段所发出的脉冲，并将此脉冲所对应流速段的脉冲误差值加于累加器，累加器的初始值为0，例如：若判断为低速段，则将低速段的脉冲误差值1累加于累加器，若判断为中速段，则将中速段的脉冲误差值2累加于累加器，若判断为高速段，则将高速段的脉冲误差值3累加于累加器。

然后进入步骤（2）；

（2）、运算分析模块判断累加器的输出值是否累积到校正阈值，其中校正阈值为10000，－10000：

若累加器输出值小于等于－10000，说明实际脉冲输出量比标准脉冲输出量少1个脉冲，所以不仅要输出此次接收到的这个脉冲，而且要再输出1个校正脉冲，所以运算分析模块控制脉冲输出模块输出2个脉冲并将累加器值加上10000，从而校正输出不足的情况；

若累加器输出值大于－10000小于10000，说明实际脉冲输出的误差值累计还未累积够1个脉冲的输出阈值，所以仅输出此次接收到的脉冲，不进行校正则运算分析模块控制脉冲输出模块输出1个脉冲；

当若累加器输出值≥10000时，说明实际脉冲输出量比标准脉冲输出量多1个脉冲，所以不输出此次接收到的脉冲，即此次运算分析模块收到1个脉冲但输出0个脉冲，从而校正输出过量的情况，然后将累加器值减去10000；

进入步骤（3）；

（3）、重复步骤（1），校正下一个编码器所输出的脉冲。

本发明将流量计在低、中、高三段流速时所产生的误差值1、2、3精确地累积统计，无论是三种误差值怎样累积至累加器，只要累加值≤－10000或累加值≥10000时就立即进行校正，这种方式不仅校正准确，而且将校正脉冲均匀的分布在输出脉冲中，校正平稳。且将流速分为n段流速是根据用户需求进行设定的，n越大，流量计校正的就越精确。用户根据需要选择分为几段，流量计出厂前就将脉冲误差值测试好输入到运算分析模块，用户使用时就直接经过校正，输出校正后的脉冲值。

本发明还提供了一种流量计脉冲自动校正装置，包括脉冲检测模块、中央处理单元和脉冲输出模块，所述的脉冲检测模块用来检测流量计的编码器的输出脉冲输入至中央处理单元，中央处理单元对输入脉冲进行运算分析，输出信号给脉冲输出模块，脉冲输出模块输出经过运算分析后的脉冲信号。所述的脉冲检测模块、中央处理单元和脉冲输出模块集成为嵌入式系统。其中脉冲检测模块采用高速光电脉冲检测模块，其经高速光电隔离后由具有捕获脉冲功能的I/O端口检测脉冲周期，可采用具有捕获脉冲功能的嵌入式计算机的I/O端口。脉冲输出模块采用高速光电脉冲输出模块：利用嵌入式计算机的I/O端口经高速光电隔离后对外输出已校正的脉冲。

Claims (1)

1.一种流量计脉冲自动校正方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）、将待校正的流量计的机械转动部分与编码器相连，编码器的脉冲输出到脉冲检测模块，当脉冲检测模块每收到一个脉冲，首先检测其脉冲的周期，将脉冲周期检测结果输送给运算分析模块；运算分析模块根据脉冲周期检测结果与脉冲周期范围判断此脉冲是工作在哪个流速段所发出的脉冲，并将此脉冲所对应流速段的脉冲误差值加于累加器，累加器的初始值为0，然后进入步骤（2）；

其中脉冲误差值的确定步骤为：流量计出厂前将待校正的流量计的机械转动部分与编码器相连，分别根据所要求的n段流速，通过n次不同流速测试，分别记录在n段流速下通过定额流量后编码器实际输出脉冲数，将n段流速下的脉冲误差值分别记为                                                1、2、3…n；其中脉冲误差值=实际输出脉冲数－标准应输出脉冲数m，将n段流速的脉冲误差值1、2、3…n输入至运算分析模块；

（2）、运算分析模块判断累加器的输出值是否累积到校正阈值，其中校正阈值为m，－m：

若累加器值小于等于－m，则运算分析模块控制脉冲输出模块输出2个脉冲并将累加器值加上m；

若累加器值大于－m小于m，则运算分析模块控制脉冲输出模块输出1个脉冲；

若累加器值大于等于m，则运算分析模块控制脉冲输出模块此次不输出脉冲并将累加器值减去m；进入步骤（3）；

（3）、重复步骤（1），校正下一个编码器所输出的脉冲。