DSP数字型的智能超声涡街流量计综述
智能型涡街流量计转换器操作使用说明书
智能型涡街流量计转换器操作使用说明书一、性能简介智能型涡街流量计转换器采用数字信号处理技术（DSP），设计有14级数字带通滤波器，通过快速傅立叶软件算法，提高了涡街的信号检测灵敏度，加强了涡街流量计的抗振性能，突破了传统模拟方法处理涡街信号的局限性。
智能型涡街流量计转换器在硬件上采用了可变增益放大器；以适应各种口径涡街传感器的信号强度、采用了可变频宽多级滤波器，对涡街信号进行有效的预处理。
最后，在软件上采用DSP技术，实现14频段自适应带通滤波器算法。
一般情况下，测量下限向下延伸至原来的1/2～1/4，从而也就扩展了涡街流量计的量程范围，采用无电位器化设计，全部调试采用按键设置完成，因此，方便了现场的调试工作，也提高了仪表的可靠性。
本仪表采用中、英文操作菜单，易读易懂。
智能型涡街流量计转换器基本特点抗振性能更好；下限流速低，可达常规涡街流量计的1/2～1/4；量程比宽，一般情况可达1：30～1：50；调试操作简单，有HART通讯功能（选配）；可配合各种涡街传感器进行各种介质测量；基本功能l瞬时流量显示、累积总量显示、百分比显示、频率显示；l4～20mA输出、0～5KHZ频率输出，涡街脉冲输出；二、安装接线智能型涡街转换器设计两个接线插座。
1、仪表接线1.1 传感器信号输入三针插座：涡街传感器信号线，遵循国内通用设计，用户将涡街信号线插头插入即可；1.2. 电源、输出五针插座：五针插座的第一针是24V电源+，第二、三针是24V电源－（COM端），第四针是电流输出端(I)，第五针是脉冲或频率输出端(P)。
COM是电源、输出公共端，详见下图：2、仪表电源仪表电源要求：DC24V，范围(18～30V)3、仪表脉冲输出仪表脉冲输出为对地（电源一端）开关输出，仪表内部有3K上拉电阻连接到电源＋端。
三、智能型涡街流量计转换器仪表参数3.1测量显示测量时显示：瞬时流量及单位，量程百分比值（对应电流输出和频率输出）。
涡街式流量计原理
涡街式流量计原理涡街式流量计原理涡街式流量计是一种基于涡街效应测量流体流量的仪器。
其原理基于涡旋在流体中形成的特殊现象，通过测量涡旋频率来计算流体的流速和流量。
涡街式流量计主要由流体流线和涡街传感器组成。
流体在经过流程管道时，会产生涡旋，即流体在管道内发生脱离流体流线的涡旋现象。
涡旋的形成是由于流体流动速度的非均匀性引起的，速度较高的流体会形成一个旋转，而速度较低的流体则跟随其后形成另一个旋转。
这两个涡旋以交替的方式在管道中形成并传输。
当流体流速增加时，涡旋的频率也会增加。
涡街传感器位于流体流线的一侧，通过感应和计数涡旋的频率来确定流体流速。
涡街传感器通常由一个或多个涡街片、一个震动片和一个震动片固定芯片组成。
当流体中的涡旋经过涡街片时，涡街片震动，震动片产生的压电信号由传感器转化为电信号。
传感器内的震动片会根据涡旋的频率和流速而变化其压电信号的特性，因此可以根据压电信号的变化来确定流体的速度。
为了确保测量的准确性，涡旋流量计还需要对涡街传感器进行校准，以消除误差。
校准通常通过比较涡旋流量计测量的流量与标准流量计测量的流量之间的差异来完成。
根据校准结果，可以将测量的流量进行修正，以提高测量的精确性。
涡街式流量计有许多优点，因此在工业领域中得到广泛应用。
它具有可靠性高、测量范围广、适用于不同介质和压力的特点。
涡街式流量计还可以实现远程和自动化控制，具有较长的使用寿命和较低的维护成本。
总结来说，涡街式流量计是一种基于涡街效应测量流体流量的仪器。
它通过测量涡旋的频率来确定流体的速度和流量。
涡街传感器是涡街式流量计的核心部件，通过感应和计数涡旋的频率来测量流体的流速。
涡街式流量计具有可靠性高、测量范围广和适用于不同介质和压力的优点。
它在工业领域中得到广泛应用，可以实现远程和自动化控制。
基于DSP的涡街流量计和科氏质量流量计二次仪表
摘要：将先进的信号处理方法和数字信号处理器(DSP)应用于流量计的信号处理，计算流量信号的频率和相位差等，克服目前此类流量计信号处理方法的局限，提高测量精度和抗干扰能力，扩大量程比，实现小流量测量。
研制基于DSP的涡街流量计和科里奥利质量流量计二次仪表。
关键词：涡街流量计，科里奥利质量流量计，数字信号处理器，二次仪表。
1．引言被人们称为“数字孔板”的涡街流量计，具有测量精度较高、无活动件、可靠性好、输出信号频率与状态体积流量成正比等优点。
近年来发展速度居流量仪表第二位，在各行各业获得愈来愈广泛的应用。
但是，涡街流量计在应用中还存在两个关键问题没有解决。
一是由于涡街流量计工作原理的关系，它易受外界振动干扰，而工业现场的振动是普遍存在的。
(1)管道机械振动干扰：水泵、阀门的开启，大电机的运行等；(2)流场干扰：流场不稳定，在现场直管段长度达不到要求。
由于现场振动噪声的干扰，使得现场测量误差远远大于实验室标定误差，有时实际测量误差可达50%之大。
二是量程下限受限，不能测量小流量。
而现场的管道是一定的，并且，工艺上对流体的压力有要求，不能缩小管道的口径，所以，测量小流量是不可避免的。
量程下限受限是由于当流量小时，涡街传感器的输出信号比较微弱，易被噪声淹没。
所以，上述两个问题是有内在联系的。
这两个问题影响了涡街流量计特点的发挥，阻碍它的发展。
科里奥利质量流量计(以下简称为科氏流量计)是一种新型流量计，其特点是：直接实现质量流量的测量，这是许多工业应用迫切期待的；管内无障碍物，便于清洗；可以同时获取密度测量值。
它是当前发展最为迅速的流量计之一，具有广阔的应用前景。
科氏流量计也是基于流体振动原理进行工作的。
它要求其信号处理电路精确地测量来自两个流量传感器信号的相位差。
目前，其基于模拟电路的信号处理方式(放大、滤波、整形和计数)，存在如下局限：对噪声特别敏感。
而工业现场，噪声各种各样，干扰是无法避免的。
科氏流量传感器输出信号的频率落入许多工业噪声的频率范围，而且传感器输出信号的幅值比较小，在许多情况下，并不明显大于噪声信号的幅值，这就限制了流量计的灵敏度，使得有用信息的获取十分困难，导致实际的测量精度达不到指标规定的精度。
基于DSP的超声波流量计的研究
如图 １ 示 ． 所 当多 普 勒 流 量 计 的 发 射 换 能 器 以一 定 的 角 度 ０向流 体 发 射 频 率 为 的 连 续 超 声 波 时 ， 体 中 的悬 浮 颗 流
粒 体 将 声 波 发 射 到 接 收 换 能 器 ， 为 悬 浮 颗 粒 随 着 流 体 在 流 因
动 ， 以 反 射 的 超声 波 将 产 生 多 普 勒 频 移 △ ｃ设 频移 后接 收 所 厂通截 面积 。 式 （ ） 多 普 勒 流 量 计 的理 论 方 程 式 。由此 式 可 知 ， 仪 ３为 当
个显 著 的特 点就 是 在 数 字 处理 器 的 控 制 下 能够 精 确 而快 速
地 处理 频 率 和 相位 。除 此之 外 ， Ｄ Ｄ Ｓ的 固有 特 性 还 包括 ： 当 相 好 的 频率 和相 位 分 辨 率 ， 够 进 行 快 速 地 信 号 交 换 。Ｄ Ｓ在 能 Ｄ 现 代 电 子 器 件 、 信 技 术 、 学 成 像 、 线 、 Ｃ ／Ｃ 系 统 、 通 医 无 Ｐ ＳＰ Ｎ 雷
ａ ｄ ａ ｐ ｉｄ ｉ ｎ ｅｄ ， ｎ ｌ ｙ ｄ ａｈ ｇ ｌ ． ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｅ ｉ ｎ ｅｆ ｗ ｔｒｔａ ａ ｅ ｎ ＤＳ ｎ ’ ｒｎ ｉ ｌ ｎ ｐ ｌ ｍａ ｙｆ ｌ ｓ ａ ｄ ｉ ｐ ａ ｅ ｕ ｅｒ ｅ Ｔ ｉ ａ ｅ ｓ ｓｔ ｏ ｍｅｅ ｔ ｓｂ ｓ ｄ ｏ Ｐ ａ ｄ ｉ Ｓｐ ｉ ｃｐ ｅ ｅ ｎ ｉ ｔ ｏ ｄ ｇ ｈ ｌ ｈ ｉ ｔ
表 正 常工 作 。 因 此 ， 多普 勒 超 声 波 流 量 计 只 有 当被 测 流体 中
波 流 量 计 。 需 要 在 流 体 中安 装 测 量 元 件 ， 以 不 会 改 变 流 不 所
基于DSP的数字式超声波流量计的设计
基于DSP的数字式超声波流量计的设计
易灵芝;王根平
【期刊名称】《传感器与微系统》
【年(卷),期】2005(024)002
【摘要】通过采用对超声波信号波形进行采样及对所采样的数据进行相关信号处理的数字实现方法,克服了以往在设计超声波流量计时对几个关键电平的依赖,在降低电路设计难度的同时,大大增强了对干扰的抑制能力,有效地提高了流量计的测量精度和稳定性.实验证明:该数字式超声波流量计的精度接近0.1 %,性能稳定,有很好的实用前景.
【总页数】3页(P45-47)
【作者】易灵芝;王根平
【作者单位】湘潭大学,信息工程学院,湖南,湘潭,411105;深圳职业技术学院,机电系,广东,深圳,518055
【正文语种】中文
【中图分类】TP814
【相关文献】
1.基于DSP的时差法气体超声波流量计的设计 [J], 李志军;赵刚;赵连环;王庆山
2.基于DSP的双频超声波流量计硬件电路设计 [J], 王敏;王经宇
3.基于DSP的超声波流量计数据采集系统设计 [J], 刘凯;赵辉;康波
4.基于DSP和FPGA的便携式超声波流量计设计 [J], 石伟舟;李艾华;王小波
5.基于DSP与FPGA的新型超声波流量计的设计 [J], 吴志敏;苏满红;叶玮渊
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智能涡街流量计的优缺点
①智能涡街流量计的最大优点是抗振性能特别好，无零点漂移，可靠性高。
通过长时间对涡街流量计进行的大量波形分析和频谱分析，富沃得设计出了最佳的探头形状、壁厚，高度、探头杆直径及与之相配套的压电晶体，采用先进的数控车床进行加工，确保加工的同轴度和光洁度等技术参数，配合特殊的工艺处理，从而最大限度的克服涡街流量计存在的固有自振荡频率对信号的影响这个通病。
这是富沃得公司在制作涡街流量计方面的技术独特优势，使得富沃得公司出厂的涡街流量计具有量好的抗振动能力。
②智能涡街流量计的传感器的通用性很强，从而使传感器具有良好的互换性采用先进数控设备加工传感器的表体和旋涡发生体等，确保加工精度，从而使零部件（特别是旋涡发生体）的通用性强，从而真正做到不会因零部件的更换而影响传感器的重复性和精度；能产生强大而稳定的涡街信号。
③结构简单牢固，无可动部件，可靠性高，使用维护方便。
④检测元件不与介质接触，性能稳定，使用寿命长传感器采用检测探头与旋涡发生体分开安装，而且耐高温的压电晶体密封在检测探头内，不与被测介质接触，所以涡街流量计具有结构简单、通用性好和稳定性高的特点。
⑤输出与流量成正比的脉冲信号或模拟信号，无零点漂移，精度高，方便与计算机联网⑥测量范围宽，量程比可达1：10⑦涡街流量计测量体积流量时不需补偿，涡街输出的信号实际上是与流速成线性关系的，也就是与体积流量成正比。
压力和温度补偿的目的是为了得到流体的密度，乘以体积流量就得到质量流量，若测量气体的体积流量就不需要补偿了。
⑧压力损失小。
用口径DN50的涡街流量计测量可燃气体的流量，若管道内的最大流量Qmax ＝200m3/h时，传感器的压力损失是：△P ＝1.08×10-6 ρv2（kPa）= 0.605 KPa⑨在一定的雷诺数范围内，流量特性不受流体压力、温度、黏度、密度、成分的影响，仅是与旋涡发生体的形状和尺寸有关。
⑩应用范围广，蒸汽、气体、液体流量均可测量。
基于DSP的智能涡轮流量计设计
涡轮流量计广泛用于流量测量领域，具有安装简便、精度较高、能够直接进行脉冲输出等特点，目前广泛应用于工业及民用的流量计量等装置中[1]。
由于涡轮流量计能够直接输出脉冲，且涡轮流量计的仪表系数会随流速的变化而变化，易于使智能仪表对其脉冲流量信号进行现场处理，如果智能仪表不能实时对仪表系数进行修正，则需要对涡轮流量计进行标定，否则将产生较大测量误差[2]。
1涡轮流量计功能概况涡轮流量计属于速度式流量测量计，其工作原理是在流体管道内安装涡轮，利用流体流动时产生的推力使涡轮叶片转动，涡轮的转速和流体的流速将成正比例关系[3]，同时，安装在计量仪表壳体的电磁感应接收器实时接收由叶轮转动引起的磁场变化而产生的脉冲，智能仪表收集到脉冲之后进行滤波放大，即可通过简单的比例关系计算出管道的实时流量。
涡轮流量计其内部机械机构见图1。
美国德州仪器公司（Texas Instruments ，TI ）的TMS320F28335智能仪表以DSP 为处理器，它采集到涡轮流量传感器传送的脉冲信号后通过滤波放大后在处理器内进行运算，并将运算结果显示在液晶屏上，同时还能够通过RS485通信向上位机远传流量信息。
图2为涡轮流量智能仪表的内部功能模块结构图。
2智能涡轮流量计的硬件设计2.1涡轮脉冲输入调理电路由于涡轮流量传感器产生的电脉冲信号有一定的噪声信号，并且电压只有几十毫伏，所以在将信号输入到DSP 处理器之前进行滤波、整形和放大。
第82页图3为涡轮脉冲输入调理电路。
2.2液晶显示液晶选择12864点阵式液晶，它能够动态显示各种图形、汉字以及各种符号信息，为各种电子产基于DSP 的智能涡轮流量计设计薛珑[基金项目]天津中德应用技术大学校级课题（zdkt2017-016）收稿日期：2018-04-30;修回日期：2018-06-03作者简介：薛珑（1988-），男，天津人，硕士，主要从事嵌入式系统研究，E-mail ：xuelongtj@ 。
涡街流量计的测量介绍
涡街流量计的测量介绍涡街流量计是一种通过涡轮旋转转数实现流量测量的仪器。
它的工作原理是利用涡街轮旋转的频率来推断流体体积流量。
该仪器广泛应用于不同行业中，包括石油天然气、水处理、化学、食品和制药等领域。
在此文档中，我们将深入介绍涡街流量计的工作原理、测量指标、类型和优点。
工作原理涡街流量计的运作基于两个基础原理。
第一，由于流体的作用，涡街轮旋转。
第二，涡街轮旋转的速度与流体体积流量成正比。
当液体通过管道流动时，它会使涡街轮旋转，同时在轮叶上形成旋涡。
这些旋涡会在一定的频率下与轮子发生共振，测量出液体的流动量。
测量指标涡街流量计的测量指标包括流量、温度、压力和密度。
其中，最基本的测量指标是流量，通常以立方米/小时或英尺/分钟表示。
温度通常以摄氏或华氏度表示，压力以帕斯卡（Pa）或英镑力/平方英寸（psi）表示。
密度通常以千克/立方米或磅/立方英尺表示。
类型涡街流量计有许多不同的类型。
其中最常见的是机械式涡街流量计和电势式涡街流量计。
机械式涡街流量计通常由一组涡街轮和机械传感器组成。
当涡街轮旋转时，它会驱动机械传感器产生旋转力矩。
根据力矩的大小可以决定流量大小。
电势式涡街流量计采用电磁感应原理。
当涡街轮旋转时，它会随之引起电动势变化，从而产生流量信号。
这些信号经过特定的计算过程可以配合外部组件实现流量计量。
优点涡街流量计具有许多优点。
首先，它们可以适用于非常广泛的流体类型，包括水、石油、气体和蒸汽等。
其次，涡街流量计可以在很宽的流量范围内进行测量，并且具有快速响应时间和高精度。
此外，涡街流量计还具有较小的压降和阻力损失，可以用于高粘度和腐蚀性液体的流量测量。
最后，涡街流量计还可以在低流速下进行精确测量。
总结涡街流量计是一种常用的流量测量仪器。
它的工作原理基于流体的涡轮旋转频率推断流量，可以在广泛的流量范围内进行测量并具有快速响应时间和高精度。
涡街流量计适用于广泛的流体类型，并且在高粘度和腐蚀性液体的流量测量方面具有优势。
基于DSP的数字式超声波流量计的设计
2005年第24卷第2期 传感器技术(Journal of Transducer Technol ogy)设计与制造基于DSP的数字式超声波流量计的设计3易灵芝1,王根平2(1.湘潭大学信息工程学院,湖南湘潭411105;2.深圳职业技术学院机电系,广东深圳518055)摘 要:通过采用对超声波信号波形进行采样及对所采样的数据进行相关信号处理的数字实现方法,克服了以往在设计超声波流量计时对几个关键电平的依赖,在降低电路设计难度的同时,大大增强了对干扰的抑制能力,有效地提高了流量计的测量精度和稳定性。
实验证明:该数字式超声波流量计的精度接近0.1%,性能稳定,有很好的实用前景。
关键词:数字采样;数字信号处理;相关性;时差法;超声波流量计中图分类号:TP814 文献标识码:B 文章编号:1000-9787(2005)02-0045-03Desi gn of di git al ultrason i c flow meter based on DSPYIL ing2zhi1,WANG Gen2p ing2(1.Coll of I nfo Eng i n,X i a ngt an Un i versity,X i a ngt an411105,Ch i n a;2.D ept of M ech&Elec,Shenzhen Polytechn i c,Shenzhen518055,Ch i n a)Abstract:An effective method is used t o avoid interferences and i m p r ove the accuracy and the stability for the measure ment of digital ultras onic fl owmeter thr ough the way of sa mp ling the signal wave and dealing with all the sa mp les with digital correlating algorith m.This method als o makes the ultras onic fl owmeter free fr om the electric voltages test in s ome key points in the circuit syste m,and the design of the electric circuit become easier.The si m ulati on and experi m ent p r ove that the digital ultras onic fl owmeter system is of high stability and p recisi on which can reach nearly0.1%.The future of such a digital ultras onic fl owmeter will be excellent in the app licati on.Key words:digital sa mp ling;digital signal analysis;correlati on;ti m e2difference method;ultras onic fl owmeter0 引 言超声波流量计是将超声波传感器夹装在被测管道的外侧,利用超声波信号在流体中传播时所载流体的流速信息来测量流体流量的。
基于数字信号处理器(DSP)的智能流量计仪器系统设计
办公自动化杂志图1系统原理框图LF2407A 数字信号处理器芯片的A/D 转换器所允许的输入信号为0～3.3V，所选用的压电晶体涡街传感器输出49··办公自动化杂志图2系统低通滤波器原理图图3时钟电路（2）电源电路为了提供稳定的系统电源和保证系统的正常工作，选用TI 公司与LF2407A 数字信号处理器芯片配套的电源芯片———TPS73HD318。
输入电压为5V，输出电压为3.3V，输出最大电流为1.2A。
系统由外部输入5V 交流电，经过滤波处理后提供给HD318芯片，由芯片输出稳定的3.3V 电压供给LF2407A 数字信号处理器芯片内核、片内A/D 转换器以及PLL 模块。
另外，5V 电源经过滤波以后还要提供给Flash 存储器作为编程电压，见图4。
在高频情况下数字、模拟两部分电路会互相产生较大的噪声和电磁干扰，为了避免这种情况，数50··(上接第43页)3、教学内容上应体现多样化和现代化。
现代科技与档案工作的联系日益紧密，面对现代科技阶。
时可以将数据送往外部设备，这样可以将数据连续存储，便于使用者的长期检测。
如果系统不需要将数据长期保存，则保留最新数据，抛弃旧数据，这样可用于实时检测而不需长期纪录的领域。
1、系统初始化模块在系统初始化时，除去设置一些系统寄存器以外，还要初始化ADC 模块和SPI 模块。
需要注意的是：在初始化阶段首先要使用状态寄存器ST0中的全局中断使能位INTM 来关闭核心中断，在主程序开始时再打开。
在本项目中选用的外部有源晶振频率为10MHz，PLL （锁相环）倍频系数选择为4倍，将SCSI1中CLK PS2、CLK PS1、CLK PS0三位均置0。
将片内双端口RAM 中B0块配置为数据存储器，用来存放A/D 转换结果。
2、ADC 模块设置在项目中只对一个模拟通道进行转换，使用两个8状信息化水平的流量计产品。
图4电源电路原理。
基于DSP_具有谱分析功能的涡街流量计信号处理系统
基于D SP、具有谱分析功能的涡街流量计信号处理系统Ξ徐科军 吕迅 陈荣保 苏建徽 张崇巍(合肥工业大学自动化所 合肥 230009)摘要 本文介绍一种以数字信号处理器(D SP)为核心、具有谱分析功能的涡街流量计信号处理系统。
它采用周期图谱分析方法对涡街流量计中传感器的信号进行数字处理,准确计算出信号的频率,测出准确的体积流量。
它抗干扰能力强,保证现场测量精度,扩大量程比,现场显示,并适用于不同口径和测量不同流体的一次仪表。
它采用了D SP,保证了处理的实时性。
关键词 涡街流量计 谱分析 快速傅里叶变换 数字信号处理器A Signa l Processi ng System of Vortex Flow m eter ba sed on D SP w ith Spectru m Ana lyz i ng FunctionXu Kejun L u Xunhong Chen Rongbao Su J ianhu i Zhang Chongw ei(H ef ei U niversity of T echnology,H ef ei230009,Ch ina)Abstract A signal p rocessing system of vo rtex flowm eter is p resen ted in th is paper.T h is system has the analyzing functi on of pow er spectrum based on a digital singnal p rocesso r(D SP).T he sen so r’s signals in flowm eter are p rocessed digitally by m ean s of the pow er spectrum analyzing m ethod based on the p eri odogram spectrum m ethod.T he real frequency of signal is calcu lated,and the accu rate vo lum etric flow is m easu red.T he system has in terference-free functi on,en su res the m easu ring p recisi on in fields.It i m p roves the rati o of m easu ring range.It is su itab le fo r flowm eters that have differen t bo res and m easu re differen t flu ids.It p rocesses signals in real ti m e becau se it u ses a D SP.Key words V o rtex flowm eter Spectrum analysis Fast Fou rier tran sfo r m D igital signal p rocesso r1 引 言涡街流量计的应用相当广泛,其优点是:一次仪表内无活动部件,使用寿命长,实验室标定精度较高,可直接输出数字信号等。
涡街流量计的性能及应用介绍
涡街流量计的性能及应用介绍一、涡街流量计的工作原理涡街流量计是基于卡门涡街效应的原理工作的，当介质通过涡街流量计内的流量传感器时，会在涡街流量计内产生一系列旋涡，这些旋涡会作用在流量传感器上，产生压力脉动。
涡街流量计通过检测这些压力脉动来确定流体的流速，并据此计算出流量。
涡街流量计的主要部件有涡街传感器、信号转换器和显示仪表。
涡街传感器是涡街流量计的核心部件，一般由一个S形传感器和一个涡轮组成。
当涡街传感器安装在管道中，流体通过时会使涡轮旋转，旋转速度与流体的流速成正比。
信号转换器接收涡轮生成的脉动信号，并转换成标准的电信号输出到显示仪表上，以实现对流量值的测量和显示。
二、涡街流量计的性能特点1.高精度：涡街流量计的测量精度高，通常可达到±1%~±0.5%。
2.宽测量范围：涡街流量计适用于多种液体和气体介质的流量测量，流量范围广。
3.快速响应：涡街流量计的响应速度较快，一般在0.05s以内，适用于对瞬时流量变化较大的应用场景。
4. 高耐压性：涡街流量计能承受高压力的应用环境，可达到100Mpa以上的额定压力。
5.耐腐蚀性：涡街流量计可采用不同材质制作，能适应不同介质的测量要求，具有良好的耐腐蚀性。
6.长寿命：涡街流量计的传感器无移动部件，不易磨损，寿命长。
三、涡街流量计的应用领域1.工业流程控制：涡街流量计广泛应用于工业流程的流量控制和监测，如化工、石油、天然气、制药等行业。
2.锅炉喂水系统：涡街流量计可用于锅炉喂水系统中，监测和控制锅炉供水的流量，保证锅炉的安全和稳定运行。
3.石油钻井：涡街流量计可用于石油钻井中，对钻井液的流量进行实时监测和控制，确保钻井作业的顺利进行。
4.燃气计量：涡街流量计可用于燃气计量系统中，对燃气的流量进行精确测量，实现计量收费。
5.自动化控制系统：涡街流量计可与自动化控制系统结合，实现对流量的实时监测和控制。
总结：涡街流量计具有高精度、宽测量范围、快速响应、高耐压性、耐腐蚀性和长寿命等特点，被广泛应用于工业流程控制、锅炉喂水系统、石油钻井、燃气计量和自动化控制等领域。
基于DSP的分体式数字涡街流量计的研究
ｉｔ ｒ ｒ ｎ ｅ ｂ ｕ ｄ ｎ ｈ ｉ ｔ ｄ ｑ ａ ｔ ｍ ｏ ｒｂ ｕ ｄ， Ｏ ｉ ｃ ｕ ｄ ｎ ｔ ａ ｕ ｅ ｌ ｔ ｒｆｉ． ｈ ｓ ｐ ｐ ｒｕ ｅ ｈ ４ ７ ＤＳ ｎ ｅ ｅ ｅ ｃ ｙ ｏ ￣ｉ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｌ ｅ ｕ ｎ ｕ ｌｗｅ ｏ ｎ Ｓ ｔ ｏ ｌ ｏ ｆ ｍｉ ｍｅ ｓ ｒ ｉ ｌ ｔａ ｃ Ｔ ｉ ａ ｅ ｓ ｄ ｔ ｅ２ ０ Ａ Ｐ ｔｅ
ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｅ ｔ ｒｐ ｎ ｉ ｌ ｏ ｒ ａｉｅ ｔ ｅ ｄ ｇｔ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ Ｉ ｒ ｄ ｃ ｄ ｔ ｅ ｓ ｓ ｍ ｏｕ ｎ ｕ ｈ ｒ ｄ ｃｉ ｎ ｃ ｓ ． ｔｐ ｓ ｅ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｒ ｃｐ ｅ ｔ ｅ ｌ ｈ ｉｉ ｐ ｏ ｅ ｓ ． ｔ ｅ ｕ ｅ ｙ ｔ ｖ ｌｍｅ ａ ｄ ｃ ｔｔｅ ｐ ｏ ｕ ｔ ｏ ｔ Ｉ ａ ｓ ｄ ｉ ｚ ｌ ａ ｎ ｈ ｅ ｏ
小 系统的体积和制作成本 ， 并且通过现场测试 ， 解决 了上述 ２个缺 陷。 关键词 ：４ ７ Ｓ ２ ０ Ａ Ｄ Ｐ芯片 ； Ｆ Ｔ变换 ； ＲＦ 数字滤波 ； 功率谱分析 中图分类号 ：Ｈ ６ Ｔ ８ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ２—１４ （０ １ ０ １０ ８ １ ２ １ ）９—０ ３ ０ ０ ６— ３
涡街流量计报告
涡街流量计报告1. 引言涡街流量计作为一种常见且重要的流量测量仪器，广泛应用于各个领域，包括化工、石油、天然气等。
本报告旨在对涡街流量计的原理、结构、特点以及应用进行全面介绍，并对其优缺点进行评估。
通过对涡街流量计的研究，可以为工程师和相关领域的专业人员提供有关该仪器的详细信息，以便更好地选择和使用涡街流量计。
2. 原理涡街流量计基于卡门涡街衡量原理，即根据流体通过涡街流量计时，流体会产生一系列的涡街。
根据卡门涡街与流体速度之间的关系，可以准确测量流体的流量。
3. 结构涡街流量计主要由以下几个部件组成：3.1 流体传感器流体传感器是涡街流量计的核心部件，由一个或多个涡街发生器和一个感应线圈组成。
涡街发生器用于产生涡街，而感应线圈用于接收并转换涡街信号。
3.2 信号处理器信号处理器用于接收并处理传感器发出的信号。
它可以对涡街信号进行放大、滤波和线性化处理，以便得到准确的流量测量结果。
3.3 显示器显示器通常用于显示涡街流量计的测量结果。
它可以以数字或图形的形式展示流体的流量，并提供实时监测功能。
4. 特点涡街流量计具有以下几个特点：•安装便捷：涡街流量计的安装相对简单，通常只需要将其固定在管道上即可。
•测量范围广：涡街流量计可以适用于不同流体和流量范围的测量。
•高精度：涡街流量计的测量精度较高，通常可达到±0.5%。
•长期稳定性好：涡街流量计的传感器和信号处理器具有较好的耐久性和稳定性，可以长期稳定地工作。
5. 应用涡街流量计广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：5.1 化工领域涡街流量计在化工领域中用于测量液体和气体的流量，可以用于流体的配料、调节和计量。
5.2 石油领域涡街流量计在石油领域中主要用于测量原油、天然气等介质的流量，可用于油井生产、输送和储存。
5.3 环境保护领域涡街流量计可以用于测量废水处理和气体排放等环境保护领域，以监测和控制污染物的排放。
6. 优缺点评估涡街流量计具有如下优点：•测量精度高；•安装简便；•耐久性好；•可广泛应用于不同领域。
涡街流量计工作原理及特点
涡街流量计工作原理及特点嘿，咱今天就来唠唠这涡街流量计！大家可别小瞧了它，这家伙在工业领域那可是有着重要的地位呢。
先来说说它的工作原理啊。
简单点说呢，就像是个神奇的“流量小侦探”。
当流体通过的时候，在它那特殊的地方就会形成旋涡。
这些旋涡就像一个个小信号，告诉我们流体流得快还是慢，流量是多少。
嘿，是不是挺神奇的？这涡街流量计的特点那也是杠杠的！首先呢，它测量的范围那叫一个广，不管流量大还是小，它都能给你测个八九不离十。
就像个全能选手，啥场面都能应付得来。
而且啊，它的精度还挺高。
不像有些测量工具，时不时就给你来点小误差，让人心里没底。
涡街流量计就不一样啦，它给出的数据那叫一个靠谱，让人放心。
还有一点特别好，就是这家伙特别耐用。
咱工业现场那环境有时候可不咋地，又是高温又是高压的，但涡街流量计可不怕，就那么稳稳地在那工作着。
在我看来，涡街流量计就像是一个默默坚守岗位的“流量小卫士”。
不管面对啥样的困难和挑战，都能坚定地完成自己的使命。
它就静静地在那，不声不响，但却为整个生产过程提供着关键的数据支持。
我记得有次在工厂里看到涡街流量计在那有条不紊地工作着，心里就特别踏实。
就好像有了它，整个生产流程都变得井然有序了。
想象一下，如果没有它，那我们怎么知道流体流量到底是多少呢？那生产不就乱套啦。
反正我是挺佩服这涡街流量计的，它虽然看起来不起眼，但作用那可是大大的。
它就像那些在背后默默付出的无名英雄，虽然不被大家时常提起，但却至关重要。
所以啊，我们可得好好珍惜这个“流量小卫士”，让它好好地为我们服务，为工业生产保驾护航！怎么样，大家是不是对涡街流量计有了更深的认识啦？。
什么是智能涡街流量计看完你就全懂了
什么是智能涡街流量计看完你就全懂了摘要：智能涡街流量计是一种专门测量流动性较好气体或者流体的流量仪表，智能涡街流量计的工作原理是根据卡门涡街原理，主要应用于测量气体、蒸汽或液体的体积流量、标况的体积流量或质量流量的体积流量计。
适用于工业管道介质流体的流量测量，像气体、液体、蒸汽等流动性较好的介质。
一、智能涡街流量计简介智能涡街流量计主要特点是压力损失小，量程范围大，精度高，在测量流动性较好的工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等介质的影响。
无可动机械零件，因此可靠性高，维护量小。
智能涡街流量计使用性能稳定，相比第一代智能电磁流量计来说，大大增加了使用的可靠性。
智能涡街流量计采用压电应力式传感器，可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作温度范围内工作。
有模拟标准信号，也有数字脉冲信号输出，容易与计算机等数字系统配套使用，是一种比较先进、理想的测量仪器。
二、智能涡街流量计原理智能涡街流量计工作原理是在流体中垂直地插入一根柱状阻力体时，在其两侧就会交替地产生旋涡，随着流体下游方向运动，形成旋涡列，称为卡曼涡街，见图1。
产生涡街的阻力体称旋涡发生体。
实验证明，旋涡的频率与流速成正比，可用下式表示：实验证明：当两列旋涡之间的距离h和同列两个旋涡之间的距离L满足公式h/|=0.281时非对称旋涡列就能保持稳定状态。
当流体雷诺数Re在5000-150000之间范围内时，Sr基本不变，所以当旋涡发生体柱宽d和斯特劳哈尔数Sr为定值时旋涡发生体的频率与流体的平均流速成正比，即与流量Q成正比而与压力、温度、密度等参数无关。
当旋涡在柱体两侧产生时，传感器受到与流向垂直的交变升力的作用感生信号，升力的变化频率是旋涡频率，传感器将信号送转换器放大整形后得到与流速成线性比例的脉冲信号直接输出或将其转换成4.20mA标准信号输出，流量Q与频率的关系如：QF/K式中Q-瞬时流量（升/秒）f-频率（Hz）K-仪表常数（次/升）三、智能涡街流量计技术参数·测量介质：气体、液体、蒸汽·口径规格：法兰卡装式口径规格：15.（20）.25.32.40.50.65.80.100法兰连接式口径规格：125.150.200.250.300.（350）插入式口径规格：200~2000·流量测量范围：正常测量流速范围：雷诺数1.5×10～4×106；气体5-50m/s；液体0.5～7m/s·正常测量流量范围：液体、气体流量测量范围见表2；蒸汽流量范围见表3；插入式流量范围见表4·测量精度：法兰卡装式、法兰式为液体1级，气体1.5级插入式测量头精度为1级，插入工业管道上精度为≥2.5级·被测介质温度：常温-25℃~80℃，高温-25℃-250℃或-25℃-300℃·工作压力：1.6MPa；2.5MPa；4.0MPa（可按订货要求生产）液体、工况气体流量范围（表一）结论：综上所述，智能涡街流量计的性能，在选用时可按照工况及相关介质，智能涡街流量计一定会更优于其它流量计。
10智能涡街流量计
智能涡街流量计优点一览
智能涡街流量计具有其它流量计不可兼得的优点，自七十年代以来得到了迅速发展，据有关资料显示已广泛应用于各个领域。
将在未来流量仪表中占主导地位，是孔板流量计最理想的替代产品。
智能涡街流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。
智能涡街流量计的特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。
无可动机械零件，因此智能涡街流量计可靠性高,维护量小。
仪表参数能长期稳定。
在实际应用中，往往最大流量远低于仪表的上限值，随着负荷的变化，最小流量又往往会低于仪表的下限值，仪表并非工作在它的最佳工作段，为了解决这一问题，通常采用在测量处缩径提高测量处的流速，并选用较小口径的仪表以利于仪表的测量，但是这种变径方式必须在变径管与仪表间有长度为15D以上的直管段进行整流，使加工、安装都不方便。
基于数字信号处理器（DSP）的智能流量计仪器系统设计
基于数字信号处理器（DSP）的智能流量计仪器系统设计黄培【期刊名称】《办公自动化（综合版）》【年(卷),期】2015(000)005【摘要】设计了一种基于DSP的智能流量计仪器系统。
它采用了先进的基于数字信号处理器的硬件平台，完成对涡街传感器输出信号的数字滤波和数字化信息处理，能够快速、准确地计算出流体的流量。
%This project has designed one kind in view of this kind of situation take digital signal processor(DSP)as the core intelligent flowmeter instrument system. It has used advanced based on the digital signal processor hardware plat-form,unifies the advanced software filter algorithm,completes to the vortex street sensor output signal digital filter and the digitization informationprocessing,fast,calculates the fluid accurately the current capacity.【总页数】3页(P49-51)【作者】黄培【作者单位】江苏建筑职业技术学院机电工程学院徐州 221116【正文语种】中文【中图分类】TP271【相关文献】1.DSP数字信号处理器在科里奥利质量流量计上的应用 [J],2.基于ARM和DSP的嵌入式智能仪器系统设计 [J], 孟菊;王金海;赵雷新;张丽丽3.基于ARM和DSP的嵌入式智能仪器系统设计 [J], 孟菊;王金海;赵雷新;张丽丽4.数字信号处理器第二讲实时DSP系统设计开发流程和DSP处理器开发工具简介[J], 应启珩5.数字信号处理器：第二讲实时DSP系统设计开发流程和DSP处理器开发工具简介 [J], 应启珩因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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DSP数字型的智能超声涡街流量计综述
作者：曹世红郑金钊
来源：《科学与信息化》2017年第36期
摘要 DSP数字型超声涡街流量检测技术将超声检测技术和卡门涡街原理科学地融为一体，采用新型的DSP数字处理技术进行流量信号的运算处理，应用智能化设计，使用三线数据传输，同时具备光电接口无线抄数、M-BUS通信功能。
提高了涡街信号检测灵敏度，加强了流量计的抗震性能，突破了传统模拟方法处理涡街信号的局限性，具有独特技术的优势，在国际流量类产品中处于先进水平。
关键词 DSP；数字；智能；超声涡街
1 立项背景及实施意义
近年来，随着我国现代化、工业化、城市化快速发展，能源需求迅速增加。
DSP数字智能超声涡街检测技术是在国际上是一种新型的流量检测技术，在测量低流速液体介质方面具有其他测量仪表不可取代的优势，将其应用在热量测量方面，更具有独特的优势，在国际热量类产品中处于先进水平。
但其存在超声发射消耗功率大的问题，不完全适用于热量计量的低功耗要求，影响了其优良性能在热量计量方面的应用。
通过DSP数字智能超声涡街项目研发，我方可提高技术创新能力，学习国际先进的纳瓦微功耗设计、智能化仪表设计技术，掌握欧洲的设计标准、生产技术工艺，提升我们整体的技术实力[1]。
2 技术方案
2.1 超声涡街检测体工作原理
平行于管道截面放置一个棱柱体，棱柱体轴线与被测介质流向垂直，液体通过棱柱体时产生旋涡，其旋涡频率正比于流速，在检测体的上下侧壁内对称安装超声发射器和超声接收器，通过电压发生器提供1MHz的高频超声波信号，当超声波穿过旋涡时，引起声束偏转，每一对旋转方向相反的旋涡对超声信号产生一个周期性的变化，此信号经相位检测器、电子信号微处理器输出固定脉宽的电压信号，在频率和振幅上对应于旋涡的频率与强度。
此外，检测体内设置温度传感器，根据液流温度进行流量修正，降低了小流量测量的下限值，扩大了动态测量范围。
2.2 电路处理部分工作原理
电路处理部分由隔离型信号发射/接收器、PLD逻辑处理器、相位检测器、滤波处理器、微处理器、模拟电流输出电路、脉冲隔离电路、电流脉冲输出电路、LCD显示电路、双温度检测电路、热量积算模块、光电接口、通讯模块组成。
信号发生器产生1MHz超声波信号，超声波信号在传导过程中被漩涡频率调制。
信号接收器接收调制的电压信号，进行信号放大、波形整形等处理。
PLD逻辑处理器对转换器输出的电压信号进行逻辑处理后输出给相位检测器，相位检测器将此调制信号与1MHz方波信号源进行相位比较，并根据相位差输出相应的频率信号，经滤波处理器滤除干扰信号后输出给微处理器。
微处理器根据检测的频率信号、温度信号，仪表设定参数等信息，进行状态判断、流量运算、计算补偿等处理过程，最后，将处理后的数据送到LCD显示电路，现场显示所有数据。
3 技术关键及创新点
3.1 超声换能器（探头）
超声换能器是超声涡街变送器的核心部件，他的性能直接影响整机的使用性能，超声换能器参数、性能稳定一致，是整机性能保证的基础。
所以，超声换能器各个相关部件都非常关键。
（1）压电晶体：根据超声换能器的工作原理，首先要保证压电晶体能产生沿厚度方向的振动，同时其振动的频率保证在1MHZ左右的范围内，且能满足在1—150度液体介质温度的测量要求，据此，我们选用居里温度为360度PZT压缩型压电晶体，振动频率与压电晶体的厚度、直径相关，根据频率要求，计算确定压电晶体的厚度为2mm直径为12mm的圆晶片。
（2）声楔（客体）：客体首先满足安装固定的要求，由于此产品为系列产品，为减少配件的规格型号使其成为通用件，同时，客体应有足够的抗压强度，满足整机压力等级要求，尽可能保证不同口径下，探头发射与接收的信号强度满足技术要求，使客体底部球型半径保证有足够的入射角、接收角，底部厚度严格一致，使能量损失率最小，达到匹配要求。
3.2 电路部分
在电路处理上，采用纳瓦微功耗电路设计，产品电子电路部分采用微处理技术，结合进、出口双温度测量技术，实现了智能超声涡街热量测量功能。
应用了超大规模CPLD逻辑器件、先进的微功耗微处理器和低功耗、高精度的运算放大器、电压基准等新型集成电路，利用其内部强大的逻辑资源、高速处理能力，进行高频信号输出、输入的同步检测，以及多种信号状态判断，从而实现了超声流量信号的高精度、高性能检测。
创新点：
（1）采用先进的微功耗电路设计，在保证测量性能的条件下，大幅降低产品功耗，实现可电池供电，从而解决超声涡街测量的功耗高的问题，排除了制约超声涡街应用的瓶颈问题，为大规模的推广创造了条件；
（2）采用智能化功能设计，实现多参数运算、实时历史数据存储，运行状态指示、超限报警、故障提示功能，实现光电接口无线抄数、M-BUS通讯功能，可进一步提高公司的研发实力，学习掌握国际先进的纳瓦微功耗设计、智能化设计技术。
4 技术特征
（1）采用微功耗设计技术，使仪表具备电池、外接电源两种供电方式，并可实现自动切换；
（2）使用超声涡街测量技术和智能检测技术，通过大规模集成电路编程实现仪表智能化，具备运行状态指示、超限报警、故障提示功能；
（3）采用液晶屏显示，传感器显示内容为：瞬时流量值、累积流量值、工作时间、涡街频率、电流输出信号值等，计算器显示内容为：瞬时热量、瞬时流量、累积热量、累积流量、累积工作时间、供回水温度，可顺序显示可固定显示；
（4）使用非易失器件设计，设定参数与累积计量数据等参数在断电情况下能长期保存；
（5）可存储18个月以上的历史数据；
（6）采用红外光电发射、接收技术，具备光电接口，实现无线抄数功能，符合CJ128-2007[2]标准；
（7）采用国际通用的M-BUS通信接口，并符合CJ/T188-2004标准；
（8）整机防护等级：IP65；
（9）采用整流器与流通体一体化设计，法兰安装方式。
5 结束语
随着集中供热行业的普及，热能平衡及节约能耗需求的不断增长，热量计量成为不可避免的趋势。
产品作为楼栋计量的热量表，为广大的供热单位提供了十分理想的热量计量产品，尤其解决了困扰供热部门的热量计量难题，必将十分有效地促进安全运行管理和节能降耗工作。
目前，我国能源日趋紧张，环境污染日趋严重，降低能源消耗，减少污染，充分合理利用资源，成为国家可持续发展战略的核心内容。
参考文献
[1] JJG225-2001.中华人民共和国国家计量检定规程[S].北京：中国标准出版社，2001.
[2] CJ128-2007.中华人民共和国城镇建设行业标准[S].北京：中国标准出版社，2007.。