渦輪流量計(jì)積算儀原理功能說明
1、渦輪流量計(jì)原理：
圖 2-1 渦輪流量變送器結(jié)構(gòu) 1－緊固件；2－殼體；3－前導(dǎo)向件；4－止推片；5－葉輪； 6－電磁感應(yīng)式信號(hào)檢出器；7－軸承；8－后導(dǎo)向件 渦輪流量傳感器的電脈沖信號(hào)的的頻率 f (次/秒)與流過管道的體積流量qv(m3/s)正相關(guān)時(shí),其比例系數(shù)即為傳感器的儀表系數(shù)K(Hz/m3),如式(2.1)所示: vfKq= （2.1） 即 fqvK= （2.2）
在同一時(shí)間內(nèi)，傳感器發(fā)出的脈沖數(shù) N 與流過管道的液體體積 V（m3）也成正相關(guān)，其比例系數(shù)也為傳感器的儀表系數(shù) K（Hz/m3），如式（2.3）所示： NKV= （2.3） 即 NVK= （2.4） 根據(jù)式（2.2）和式（2.4）可以計(jì)算出液體的體積流量[2]。
2、積算儀要實(shí)現(xiàn)的主要功能及特點(diǎn)：
功能：
（1）累積并顯示流量累積值；
（2）計(jì)算并顯示流量瞬時(shí)值；
（3）儀表密碼設(shè)置；
（4）流量系數(shù)設(shè)置；
（5）數(shù)據(jù)保存；確保所測數(shù)據(jù)掉電依然存在。
（6）流量顯示積算儀可直接輸入脈沖信號(hào)，還能直接輸出方波脈沖信號(hào)用于遠(yuǎn)傳 ；
（7）鍵盤操控。
特點(diǎn)：
（1）功耗低、抗干擾能力強(qiáng)、故障率低、適應(yīng)性強(qiáng)；
（2）數(shù)字顯示清晰、準(zhǔn)確；
（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、體積小、重量輕；
（4）安裝、維修、使用方便。
3 、積算儀設(shè)計(jì)的技術(shù)要求：
3.1、硬件設(shè)計(jì)要求 ：
為了達(dá)到上述設(shè)計(jì)特點(diǎn)預(yù)期的設(shè)計(jì)要求，本測量系統(tǒng)在硬件電路上作了充分的考慮，其特點(diǎn)主要在：
（2） 簡化硬件電路設(shè)計(jì)。在滿足系統(tǒng)信號(hào)處理的基礎(chǔ)上，簡化硬件電路設(shè)計(jì)，
（3） 設(shè)計(jì)低功耗電路，選用低功耗 CMOS 器件。CMOS 集成器件的***大優(yōu)點(diǎn)就是微功耗（靜態(tài)功耗幾乎為零），所以 CMOS 集成器件從一開始出現(xiàn)，
（4） 降低單片機(jī)的時(shí)鐘頻率。單片機(jī)的功耗與系統(tǒng)的振蕩頻率密切相關(guān)，單片機(jī)的功耗隨時(shí)鐘頻率的降低明顯減少。因此，在選擇單片機(jī)時(shí)鐘頻率時(shí)，一方面希望單片機(jī)有足夠快的運(yùn)算速度與外部電路接口；另一方面又希望有比較低的頻率以便降低功耗，設(shè)計(jì)時(shí)必須加以權(quán)衡，在滿足測量系統(tǒng)工作要求的前提下，選擇合適的時(shí)鐘頻率[5]。
（5） 正確設(shè)置 I/O 引腳狀態(tài)。在本測量系統(tǒng)中，所有 I/O 都是根據(jù)信號(hào)的輸入輸出狀態(tài)來加以配置的，這保證了系統(tǒng)程序的正常運(yùn)行。
3.2、軟件設(shè)計(jì)要求：
智能化儀表的軟件設(shè)計(jì)通常采用模塊化設(shè)計(jì)方法。所謂“模塊化”就是將整個(gè)儀表軟件按功能分為若干個(gè)子功能塊，每個(gè)子功能塊具有一定的通用性。因此設(shè)計(jì)不同儀表時(shí)，某些功能模塊可以移植，從而加快儀表的研制速度。本測量系統(tǒng)的程序主要有以下幾個(gè)模塊：
初始化模塊的功能是：儀表在上電復(fù)位后即進(jìn)入初始工作狀態(tài)。CPU 對(duì)硬件模塊接口和特殊功能寄存器以及堆棧和一些中間單元進(jìn)行初始化，初始化完成后，儀表進(jìn)行自檢，對(duì) CPU 的內(nèi)部 RAM，外部 RAM 及有關(guān)接口進(jìn)行測試，自檢結(jié)束后，等待執(zhí)行主程序。
（2） 鍵盤管理及顯示程序模塊：
該部分模塊起人機(jī)對(duì)話作用。它一方面通過鍵盤把有關(guān)參數(shù)、命令、密碼等信號(hào)送入 CPU。另一方面將被測參數(shù)用 LCD 顯示出來。因此該模塊由鍵盤處理程序和顯示程序兩部分組成。系統(tǒng)通過按鍵識(shí)別，判斷是什么鍵按下，從而轉(zhuǎn)入相應(yīng)鍵處理程序。對(duì)于不同儀表，定義不同鍵的功能時(shí)，只需要修改相應(yīng)鍵處理程序，而顯示程序則可移植。鍵盤管理及顯示程序模塊通用性較強(qiáng)。
（3） 主控模塊：
智能儀表的主控模塊主要是完成數(shù)據(jù)運(yùn)算處理等工作。它隨儀表類型不同而不同。在設(shè)計(jì)主控模塊時(shí)，盡量調(diào)用子程序模塊中的子程序，從而可大大減少主程序的重復(fù)設(shè)計(jì)工作。
（4） 中斷子程序模塊：
本測量系統(tǒng)的中斷子程序模塊比較器中斷子程序和實(shí)時(shí)時(shí)鐘中斷子程序。系統(tǒng)通過這兩個(gè)程序來定時(shí)記錄信號(hào)的脈沖個(gè)數(shù)，并定時(shí)顯示流體流量值。
（5） 輔助程序：
在這些輔助子程序里，設(shè)計(jì)了一般工業(yè)智能儀表所需要的數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理子程序，其中包括：數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換子程序，延時(shí)子程序等多個(gè)子程序。調(diào)用十分方便，通用性強(qiáng)。