CN104697597A - 压力信号流量数显仪及应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力信号流量数显仪及应用方法。它具有机箱、在机箱内设有多路电源输出的AC\DC电源转换模块、电源转换模块通过电源线连接独立电源隔离器，再经电源线分别与压力传感器、调压器、压力信号采集芯片、压力流量转换微处理芯片、流量显示模块，压力传感器通过信号线依次连接调压器、压力信号采集芯片、压力流量转换微处理芯片、流量显示模块，压力传感器设有压力采集口，流量显示模块，可通过信号线分别连接到计算机通讯端口和信号微波发射端口。本发明将数字信号处理(DSP)和微处理芯片技术应用其中，结构简单，适用范围宽，具有普适性；且操作简便，使用方便，可实现测量段流量分段分级线形、非线形全程拟合。

Description

压力信号流量数显仪及应用方法

技术领域

本发明涉及工程测量及实验仪器，尤其涉及一种压力信号流量数显仪。

背景技术

计量是工业生产的眼睛。流量计量是计量科学技术的组成部分之一，它与国民经济、国防建设、科学研究有密切的关系。做好这一工作，对保证产品质量、提高生产效率、促进科学技术的发展都具有重要的作用，特别是在能源危机、工业生产自动化程度愈来愈高的当今时代，流量计在国民经济中的地位与作用更加明显。

传统的机械式流量计，例如差压式流量计、容积式流量计和变面积式流量计，已经处于普及化阶段，市场相对成熟，价格竞争激烈，利润空间日益减少，技术革新较少，但其局限性也显而易见：无法进行自动化控制或信号传输、人工成本高、效率低下。

目前，流量计中正在更多地引入电子技术，如数字信号处理(DSP)和微处理芯片技术，这使得流量计具备了自诊断功能，并且能够更好地与生产控制层面进行通信。性能的提高更好地满足了行业用户的需求，给流量计创造了更多的市场应用空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种通用型的压力信号流量数显仪及应用方法。

    一种通用型的课拟合压力信号流量数显仪，它具有机箱、在机箱内设有多路电源输出的AC\DC电源转换模块、电源转换模块通过电源线连接独立电源隔离器，再经电源线分别与压力传感器、调压器、压力信号采集芯片、压力流量转换微处理芯片、流量显示模块相连，压力传感器通过信号线依次连接调压器、压力信号采集芯片、压力流量转换微处理芯片、流量显示模块。

    所述的压力传感器设有压力采集口，压力采集口采集流量计的压力。

    所述的流量显示模块，通过信号线分别连接到计算机通讯端口和信号微波发射端口。

   所述的流量计为压差式流量计。

      一种所述的压力信号流量数显仪的应用方法，采用文丘里压差管，将文丘里收缩前及喉管处两点压力用连通管分别接到压力传感器的压力采集口，排净连通管内空气，文丘里管内充水过流，对该文丘里管流量Q——压力H的函数关系拟合，

Q= f ₁(H)

      函数关系均由实验测得，确定流量Q——压力H的函数关系为：

Q = A(Δh) ^B

式中：   A、B —— 为经标定得出的系数；

Δh —— 文丘里流量计的水头差，即收缩前及喉管处两点压力。

本发明的优点：

1) 结构简单，适用范围宽。针对不同流速流量，仅需选择与之匹配的传感器即可，具有普适性。

2）操作简便，目前众多流量数显装置采用工控卡或者集成电路芯片，采用工控卡编程存在结构复杂、集成电路芯片功能单一等缺点，如果更换流量计，数显仪就完全失效。本数显仪只需给定几组标准压力——流量关系值，即可自行拟合，即使非线形状态下也可分段拟合。

附图说明

图1为压力信号流量数显仪的结构示意图；

图中，机箱1、AC\DC电源转换模块2、电源线3、独立电源隔离器4、压力传感器5、压力采集口6、信号线7、调压器8、压力信号采集芯片9、压力流量转换微处理芯片10、流量显示模块11、计算机通讯端口12和信号微波发射端口13。

具体实施方式

本压力信号流量数显仪由压力传感器、压力信号采集芯片、压力流量转换微处理芯片、流量显示模块等组成，与常规压差式流量装置连接，可将传统压力信号传输到本仪器，即可实现实时流量数值显示。同时还具备计算机通讯端口和信号微波发射端口，实现计算机和远程微波信号采集功能。

    以下结合附图对本发明做进一步的说明。

如图1所示，压力信号流量数显仪具有机箱1、在机箱内设有多路电源输出的AC\DC电源转换模块2、电源转换模块2通过电源线3连接独立电源隔离器4，再经电源线3分别与压力传感器5、调压器7、压力信号采集芯片9、压力流量转换微处理芯片10、流量显示模块11。压力传感器5通过信号线7依次连接调压器8、压力信号采集芯片9、压力流量转换微处理芯片10、流量显示模块11。压力传感器5设有压力采集口6。流量显示模块11通过信号线7分别连接到计算机通讯端口12和信号微波发射端口13。

本发明的工作过程是：AC\DC电源转换模块将220V交流市电转换成低压直流电多路输出，各路直流电经独立电源隔离器隔离后，分别无干扰供给压力传感器5、调压器8、压力信号采集芯片9、压力流量转换微处理芯片10、流量显示模块11；流量计压力信号由压力传感器5的压力采集口6采集得到，以电压形式输出，该电压经由调压器8调压后以标准信号形式传输到压力信号采集芯片9批处理后传到压力流量转换微处理芯片10，在压力流量转换微处理芯片10内换算成流量值，最后数值在流量显示模块11表头上给予显示，实现流量实时显示。同时，流量显示模块11预设计算机通讯端口12和信号微波发射端口13，以便将流量值传输到计算机或远程无线传输。

实施例

一种所述的压力信号流量数显仪的通用应用方法，以文丘里压差式为例，将文丘里收缩前及喉管处两点压力用连通管分别接到压力传感器的压力采集口，排净连通管内空气，文丘里管内充水过流，对该文丘里管流量Q——压力H的函数关系拟合，

Q= f ₁(H)

      函数关系均由实验测得，确定流量Q——压力H的函数关系为：

Q = A(Δh) ^B

式中：   A、B —— 为经标定得出的系数；

Δh —— 文丘里流量计的水头差，即收缩前及喉管处两点压力。

以下为某组文丘里流量计拟合得到的数据

A=19.96    B=0.517

注：第1、2组数据超出传感器感应范围，不记。

其中：绝对误差 ＝ 数显值 －实测值

              精 度 ＝ 绝对误差／满量程实测值 ＝ 绝对误差／ 1016.9

由上述数据可知，该流量数显仪最大误差为0.40%，故该仪表精度达到0.4级。

Claims (5)

1.一种压力信号流量数显仪，其特征在于，它具有机箱(1)、在机箱内设有多路电源输出的AC\DC电源转换模块(2)、电源转换模块(2)通过电源线(3)连接独立电源隔离器(4)，再经电源线(3)分别与压力传感器(5)、调压器(8)、压力信号采集芯片(9)、压力流量转换微处理芯片(10)、流量显示模块(11)相连，压力传感器(5)通过信号线(7)依次连接调压器(8)、压力信号采集芯片(9)、压力流量转换微处理芯片(10)、流量显示模块(11)。

2.根据权利要求1所述的压力信号流量数显仪，其特征在于，所述的压力传感器(5)设有压力采集口(6)，压力采集口采集流量计的压力。

3.根据权利要求1所述的压力信号流量数显仪，其特征在于，所述的流量显示模块(11)，通过信号线(7)分别连接到计算机通讯端口(12)和信号微波发射端口(13)。

4.根据权利要求2所述的压力信号流量数显仪，其特征在于，所述的流量计为压差式流量计。

5.一种根据权利要求1-4任一项所述的压力信号流量数显仪的应用方法，采用文丘里压差管，将文丘里收缩前及喉管处两点压力用连通管分别接到压力传感器的压力采集口，排净连通管内空气，文丘里管内充水过流，对该文丘里管流量Q——压力H的函数关系拟合，

Q= f ₁(H)

      函数关系均由实验测得，确定流量Q——压力H的函数关系为：

Q = A(Δh) ^B

式中：   A、B —— 为经标定得出的系数；

Δh —— 文丘里流量计的水头差，即收缩前及喉管处两点压力。