气体涡轮流量计的模块化设计
温压补偿气体涡轮流量计的结构组成
温压补偿气体涡轮流量计的结构组成温压补偿气体涡轮流量计最通用的流量传感器,具有高精度、重复性好的特点，其测量方式包括直接测量法和间接测量法，通过这两种计量方法，并且广泛运用于工农业生产和人民生活的各个角落。
温压补偿气体涡轮流量计的流量测量方法，直接测量法，即在一定的闸门时间内测量被测信号的脉冲个数。
问接测量法，例如周期测频法、V—F转换法等。
间接测频法仅适用测量低频信号。
涡轮脉冲的数量和频率是气体流量和流速的反映，本测量温压补偿气体涡轮流量计利用AT89C51 单片机的外部电平中断方便准确的完成了采集工作，简化了外围电路，提高了可靠性。
当有气体流动时，经温压补偿气体涡轮流量计产生的脉冲信号的上升沿或下降沿引起单片机相应管脚的中断，每检测到一个上升沿或下降沿时，计数器加1，当加到温压补偿气体涡轮流量计系数时，累计流量值增加1m3 ,同时计数器清零，根据固定时间段内检测到的脉冲数可得到瞬时流量值。
温压补偿气体涡轮流量计的结构组成，止推式温压补偿气体涡轮流量计的结构采用平面或球面点接触，接触点与传感器轴线重合，点接触的优点是摩擦力矩很小，可用于较低的下限流量，但是大流量时磨损严重。
轴承为平面型。
此类结构仅用于小口径(dn≤15mm)传感器，发挥其灵敏度高的特点。
切向式温压补偿气体涡轮流量计可用于微流量测量，流体由温压补偿气体涡轮流量计的叶轮的切向流过，冲击其叶片旋转。
由于被测流量小，为加大流体对叶轮的冲力，入口处装有喷嘴，可以更换喷嘴孔径以调节流量范围。
叶轮的转速采用光电法检测，以避免如磁阻法产生磁阻力矩。
反推式温压补偿气体涡轮流量计的结构在一定流量范围内可使叶轮处于浮游状态，轴向不存在接触点，无端面摩擦和磨损，可延长使用期限。
一种具有温压补偿功能气体涡轮流量计的设计
１ 系统 概 述
１ １ 系统 组 成 ．
气 体 涡 轮流 量 计是 一 种速 度 式 仪 表 ． 具 有 压力 损 它 失 小 、 确 度高 、 精 始动 流量 低 、 振 与 抗 脉 动 流性 能 抗 好 等特 点 目前 国内所生 产 的涡 轮流量 计 产 品大多 只有 简单 的计 数显 示 器 ． 户无 法 直 接 从 管路 中气 客 体 流动 状况 了解 流量 计 实际运 行情 况 本 文 介 绍 了 一 种 带 温 度 压 力 补 偿 的 气 体 涡 轮
中图分类号 ： Βιβλιοθήκη ６ ＴＰ １ 文 献 标 志 码 ： Ｂ
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ａ ｓｇ ｆ Ｇ ｓ Ｔｕｒ ｉ ｅ Ｆｌ ｗｍ ｅ ｅ ｗｉｈ ｍ ｐｅ ａ ｕ ｅ ｎ Ｐｒ ｓ ｕ ｅ Ｃｏ ｐｅ ｓ ｔｏ ｂｎ ｏ ｔｒ ｔ Ｔｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｄ ｅｓ ｒ ｍ ｎ ａ ｉｎ
流 量 计 的 设 计 ． 过 温 压 补 偿 ， 工 况 的 流 量 转 换 通 把 成 标 准 状 况 的 流 量 ． 同 时 本 装 置 采 用 了 低 功 耗 的
收 稿 日期 ：０１ －８ Ｃ 修 订 日期 ：０ ０ Ｇ — ２ ０一 一 ６： ０ ２ １ 一 ９ ２１
Ｌ ｉｎ ＪＮ Ｊ ｇｊ ｇ ＩＬａ ，Ｉ ｉ －ｎ ｎ ｉ
（ ｏ ｅ ｅ ｏ ｕ ｍａ ｏ ， ｉ ｊ ｎｖｒｉ ｆ ｅ ｈ ｏ ｇ ，Ｔ ａｊ ０ ＇ ４ Ｃ ｉ ） Ｃ ｌ ｇ ｆＡ ｔ ｔ ｎ Ｔａ ｉ Ｕ ｉ ｓ ｙ ｏ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｙ ｉｎｉ ３ ０ ８ ， ｈｎ ｌ ｏ ｉ ｎｎ ｅ ｔ ｏ ｎ ３ ａ
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气体涡轮流量计介绍
设备结构示意图
气体涡轮流量计介绍
外围设备
气体涡轮流量计介绍
输出设备选择
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直管段要求
气体涡轮流量计介绍
应用范围
• 脱硫干燥天然气 • 空气 • 除氧气之外的大部分工业气体 • 氢气和氦气（最小200PSI）
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DANIEL气体涡轮基本特点
•Flow rates 223 to 25.9mm SCFH •Turndowns From 6.7:1 - 228:1 •Line Sizes 1” - 12” •ANSI Ratings 125# - 900# •Accuracy +/- 1% Over Stated Range
to DN150 in all conditions • HP optimized
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STRATEGY Good Marketing Frequent Customer Info
PRODUCT QUALITY High
Similar as Slb FLUXI /TZ
气体涡轮流量计介绍
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Spin Test
气体涡轮流量计介绍
Rotors, Coils and Magnets
•Mini Gas Meters use external coils with magnetically attracted rotor blades •Regular and High Capacity Meters use internal coils and magnets to create pulses
气体涡轮流量计介绍
Advantages of the Fluxi 2000/TZ
一种气体涡轮流量计的原理及设计
一种气体涡轮流量计的原理及设计
今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种气体涡轮流量计。
该专利由天津益普勒仪表科技有限公司申请，并于2016年12月14日获得授权公告。
内容说明
本实用新型属于流量计领域，具体涉及一种气体涡轮流量计。
发明背景
气体涡轮流量计是一种测量封闭管道中气体介质流量的速度式仪表，是集流量、温度、压力检测功能于一体，并能进行温度、压力、压缩因子自动补偿的新一代流量计，是石油、化工、电力、冶金、工业锅炉等工业行业的燃气计量和城市天然气、燃气调压站及燃气贸易计量的理想仪表。
但是，现有的气体涡轮流量计还存在如下问题：第一，气体涡轮流量计内未设置过滤层，当气体涡轮流量计前段未设置过滤器，或者过滤器过滤效果差，当带杂质的气体进入气体涡轮流量计会给流量计带来不可挽回的损坏，使流量计不能正常使用；第二，气体涡轮流量计的导流整流效果差，测量精度差；第三，轴承润滑效果差。
气体涡轮流量传感器工作原理
气体涡轮流量传感器工作原理
一、流量计结构
图3.1 温压补偿型流量计结构图 二、工作原理
当气流进入流量计时，首先经过独立机芯的前导结构并加速，在流体的作用下，由于涡轮叶片与流体流向成一定角度，此时涡轮产生转动力矩，在涡轮克服阻力矩和摩擦力矩后开始转动。
当诸力矩达到平衡时，转速稳定，涡轮转动速度与流量成线性关系，通过旋转的发信盘上的磁体周期性地改变传感器磁阻，从而在传感器两端感应出频率与流体体积流量成正比的脉冲信号。
该信号经前置放大器放大、整形后和压力温度传感器检测到的压力、温度信号同时输给流量积算仪进行处理，直接显示标准体积流量和标准体积总量。
三、流量积算仪工作原理
流量积算仪由温度和压力检测模拟通道、流量传感器通道以及微处理单元组成，并配有各种输出模块。
流量计中的微处理器按照气态方程进行温压补偿，并自动进行压缩因子修正，气态方程如下：
式中：n Q —标准状态下的体积流量（m 3/h ） n Z —标准状态下的压缩系数
g Q —未经修正的体积流量（m 3
/h ） g Z —工作状态下的系数 g P —流量计压力测试点处的表压（KPa ） g T —介质的绝对温度（273.15+t ）k
a P —当地大气压（KPa ） t —被测介质摄氏温度（℃）
g g
n n a g g n n Q T T P P P Z Z Q ⋅⋅+⋅=
n P —标准大气压（101.325KPa ） n T —标准状态下的绝对温度（293.15k ）
注：对于天然气 ， ，z F 称为超压缩因子，按中国石油天然气总公司的标准SY/T6143-1996
中的公式进行计算。
2)(z g
n F Z Z。
气体涡轮流量计的应用范围及工作原理 气体涡轮流量计技术指标
气体涡轮流量计的应用范围及工作原理气体涡轮流量计技术指标气体涡轮流量计采用涡轮进行测量。
它先将流速转换为涡轮的转速，再将转速转换成与流量成正比的电信号。
这种流量计用于检测瞬时流量和总的积算流量，其输出信号为频率，易于数字化。
图中感应线圈和永久磁铁一起固定在壳体上。
当铁磁性涡轮叶片经过磁铁时，磁路的磁阻发生变化，从而产生感应信号。
信号经放大器放大和整形，送到计数器或频率计，显示总的积算流量。
同时将脉冲频率经过频率－电压转换以指示瞬时流量。
叶轮的转速正比于流量，叶轮的转数正比于流过的总量。
涡轮流量计的输出是频率调制式信号，不仅提高了检测电路的抗干扰性，而且简化了流量检测系统。
它的量程比可达10:1,精度在±0.2％以内。
惯性小而且尺寸小的涡轮流量计的时间常数可达0.01秒。
气体涡轮流量计广泛应用于石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体等。
应用范围：发电及热电联产、供热行业；航空、航天、造船、核能及兵器行业；机械、冶金、煤矿及汽车制造行业；石油、化工行业；医药、食品及烟洒制造行业；森工、农垦及轻工行业等。
气体涡轮流量计是一种精密流量测量仪表，综合了气体力学、流体力学、电磁学等理论而自行研制的集温度、压力、流量传感器和智能流量积算仪于一体的新一代高精度、高可靠性的气体精密计量仪表，采用先进的超低功耗单片微机技术，整机功能强、功耗低、性能优越,压力损失小，叶轮具有防腐功能；容易维修，有自整流的结构，小型轻巧，结构简单，可在短时间内将其组合拆开，内部清洗简单。
有较强抗磁干扰和振动能力、性能可靠、寿命长下限流速低,测量范围宽，具有出色的低压和高压计量性能，多种信号输出方式以及对流体扰动低敏感性，广泛适用于天然气、煤制气、液化气、轻烃气体等气体的计量。
气体涡轮流量计维护为保证气体涡轮流量计长期正常工作，必须经常检查流量计的运行状况，作好维护工作，发现问题及时排除。
1、涡轮流量计投运前要先进行仪表系数的设定，仔细检查，确定流量计接线无误、接地良好后方可送电。
智能气体涡轮流量计的硬件组成
智能气体涡轮流量计的硬件组成
智能气体涡轮流量计的硬件主要由控制部分和显示两部分组成，其所用单片机主要由低功耗、低电压、高性能的8位单片机设计而成，被广泛应用于工业生产的计量中。
东北智能气体涡轮流量计的硬件组成，智能气体涡轮流量计所用单片机是低功耗、低电压、高性能的8位单片机，片内有1个4K字节的Flash可编程和可擦除只读存储器，采用高密度非易失性存储器技术，其输出引脚和指令系统与单片机兼容。
存储流量用的存储器是带有2K字节Flash的可电擦除、可编程只读存储器。
单片机的。
RXD 口和TXD口分别与它的SCI．和SDA相连，进行读写操作。
智能气体涡轮流量计在测量时，用1个1s的硬件复位电路接到。
RE-SET端，使单片机定时复位。
单片机以省电模式工作，每次输入、累计、显示处理后等待唤醒，工作功耗非常小。
设置补偿系数时，复位脚正常连接。
东北智能气体涡轮流量计的结构组成，智能气体涡轮流量计和转换器共同组成涡街流量计。
智能气体涡轮流量计包括旋涡发生体、检测元件、仪表表体等；和配合的转换器包括前置放大器、滤波整形电路、输出接口电路、端子、支架和防护罩等。
近年来智能式智能气体涡轮流量计还把微处理器、显示通讯及其他功能模块也装在转换器内,极大地提高了智能气体涡轮流量计的信号分析能力和数据处理能力。
对智能气体涡轮流量计输出信号的快速分析处理，可以有效过滤干扰，降低智能气体涡轮流量计流量测量下限。
智能气体涡轮流量计的控制部分对流量信号进行处理，得到累积流量和瞬时流量的显示数据，而显示部分将显示数据送到液晶显示屏，这二部分通过插座连接。
气体涡轮流量计的工作原理及设计
气体涡轮流量计的工作原理及设计
今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种气体涡轮流量计。
该专利由宁波创盛仪表有限公司申请，并于2017年1月25日获得授权公告。
内容说明
本实用新型涉及一种流量计，特别涉及一种气体涡轮流量计。
发明背景
气体涡轮流量计主要用于工业管道中空气、氮气、氧气、氢气、沼气、天然气、蒸汽等介质流体的流量测量，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。
气体涡轮流量计较差压式流量计更适合流量变化幅度较大的场合，其较宽的量程比，在某种程度上又可降低测量管直径，降低投资。
随着天然气计量技术的发展和对天然气贸易、交接计量要求的提高，气体涡轮流量计将会逐步使用于天然气流量计量中。
同时由于天然气的密度较小，如何进一步简化涡轮流量计的结构、简化涡轮流量计的安装和进一步提高涡轮流量计的灵敏度，是现有涡轮流量计研发中的重要课题，且现有技术中的气体涡轮流量计检测元件结构复杂，制造成本高，精度低且使用寿命短。
气体涡轮流量计的工作及结构原理
气体涡轮流量计的工作及结构原理气体涡轮流量计是一种常用的流量计量仪器，它可以用来测量气体的流量。
它的工作原理是利用气体流过涡轮时，涡轮会受到气体的冲击而旋转，旋转的速度与气体流量成正比。
通过测量涡轮的旋转速度，就可以计算出气体的流量。
气体涡轮流量计的结构主要由涡轮、传感器、转速计、电路板等组成。
涡轮是流量计的核心部件，它通常由轴、叶片和轴承组成。
当气体流过涡轮时，叶片会受到气体的冲击而旋转，旋转的速度与气体流量成正比。
传感器通常采用霍尔元件或磁敏电阻元件，用来检测涡轮的旋转速度。
转速计则用来测量涡轮的旋转速度，并将数据传输给电路板。
电路板则用来处理传感器和转速计传来的数据，并将气体流量计算出来。
气体涡轮流量计的优点是精度高、响应快、可靠性好、适用范围广等。
它可以用来测量各种气体的流量，如空气、氧气、氮气、天然气等。
同时，它还可以用来测量气体的体积流量和质量流量，具有很高的测量精度。
气体涡轮流量计的应用范围非常广泛，主要应用于石油化工、电力、冶金、航空航天、环保等领域。
在石油化工领域，气体涡轮流量计可以用来测量石油、天然气、煤气等气体的流量，对于石油化工生产过程的控制和调节具有重要意义。
在电力领域，气体涡轮流量计可以用来测量燃气轮机的进气流量，对于燃气轮机的运行和维护具有重要意义。
在环保领域，气体涡轮流量计可以用来测量废气排放量，对于环境保护具有重要意义。
总之，气体涡轮流量计是一种非常重要的流量计量仪器，它的工作原理和结构原理非常简单，但具有很高的测量精度和可靠性。
它的应用范围非常广泛，对于各个领域的生产和环保具有重要意义。
气体涡轮流量计
确定安装位置
选择一个合适的位置，确保流量计能够准 确测量气体的流量，同时便于操作和维护 。
检查安装环境
准备安装工具和材料
确保安装环境符合气体涡轮流量计的要求 ，如温度、压力、湿度等。
根据安装需要，准备相应的工具和材料， 如支架、管道、密封材料等。
安装步骤
将气体涡轮流量计 安装在管道上，确 保其水平放置，并 使用支架固定。
THANKS
感谢观看
01
02
03
按照用途分类
分为标准型、防爆型、高 温型、湿气型等。
应用领域
广泛应用于石油、化工、 电力、环保、食品等行业 的气体流量测量和控制。
主要用途
用于测量各种气体介质的 流量，如天然气、煤气、 空气等，也可用于测量混 合气体的平均流量。
02
气体涡轮流量计的结构与组成
传感器部分
传感器壳体
通常由耐腐蚀材料制成， 用于容纳和保护内部组件。
特点
高精度、高可靠性、长寿命、低 维护量、测量范围宽广、可测量 多种气体介质等。
工作原理
当气体通过气体涡轮流量计时，会驱动涡轮旋转，旋转速度与气体流量成正比。
通过测量涡轮的旋转速度，可以推算出气体流量。
通常采用磁耦合方式将涡轮的旋转传递到测量电路，再通过电子线路将旋转速度转 换为电信号输出。
分类与应用
附件部分
连接件
用于将气体涡轮流量计连接到气 体管道或设备上。
过滤器
用于清除气体中的杂质，保护传感 器免受损坏。
密封件
用于确保流量计的密封性，防止气 体泄漏。
03
气体涡轮流量计的安装与调试
安装前的准备
了解气体涡轮流量计的规格和参 数
根据使用环境和测量需求，选择合适规格 和参数的气体涡轮流量计，并了解其技术 规格和性能指标。
气体涡轮流量计的设计与制造本科学位论文
目录1绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 涡轮流量计的特点 (1)1.3气体涡轮流量计的应用场合 (2)1.4 发展前景 (6)2涡轮流量计的工作及结构原理 (6)2.1 TWLQ型气体涡轮流量计的工作原理 (6)2.2气体涡轮流量计的结构原理 (6)2.2.1 涡轮流量计的结构原理 (7)2.2.2 涡轮流量传感器的结构 (7)3气体涡轮流量计叶轮的改进 (10)3.1叶轮的叶型对加工的影响 (10)3.2叶轮叶型结构参数的确定 (11)4 导流器与传感器的改进................................ 错误！未定义书签。
4.1导流器的改进................................... 错误！未定义书签。
4.2传感器的改进................................... 错误！未定义书签。
4.2.1 传感器的分类............................. 错误！未定义书签。
4.2.2流体密度对传感器的影响 ................... 错误！未定义书签。
5 TWLQ气体涡轮流量计中轴与轴承的改进 ................. 错误！未定义书签。
5.1 涡轮轴的改进 .................................. 错误！未定义书签。
5.2 TWLQ气体涡轮流量计中轴承的结构改进............ 错误！未定义书签。
6气体涡轮流量计的安装使用和维护 ...................... 错误！未定义书签。
6.1流量计的安装................................... 错误！未定义书签。
6.1.1传感器的安装 ............................. 错误！未定义书签。
6.1.2连接管道的安装 ........................... 错误！未定义书签。
气体流量计的原理及设计
气体流量计的原理及设计差压式流量计是一种常用的气体流量计，其原理是通过测量流体在管道中产生的压力差来确定流量。
差压式流量计包括一个测量节流装置，通常为一个孔板或或ifice，以及连接在孔板两侧的压力传感器。
当气体通过孔板时，它将受到节流效应，从而导致上游和下游的压力发生变化。
压力传感器测量这两个压力的差值，并通过一定的关系式将其转换为流量。
涡街流量计是利用流体通过管道中的涡街产生的振荡频率与流体流速成正比的原理来测量气体流量的。
涡街流量计包括一个放置在管道中心的涡街传感器，当气体通过管道时，会形成涡街，并导致传感器产生振荡信号。
涡街传感器可以通过测量振荡信号的频率来确定流速，并通过相关的标定曲线将其转换为流量。
热式流量计是基于热传导原理来测量气体流量的。
热式流量计包括一个加热丝和一个测量丝，它们通常位于管道内部。
当气体流过加热丝时，加热丝会发热，而测量丝会测量加热丝旁边的温度。
气体流速的增加会导致加热丝周围的温度降低，从而改变测量丝的电阻值。
通过测量测量丝电阻值的变化，并通过相关的标定曲线将其转换为流速和流量。
以上是几种常见的气体流量计的原理简介，而气体流量计的设计需要综合考虑多个因素，如测量范围、精度、可靠性、适用介质等。
在设计中，需要选取合适的传感器、信号处理器和显示器。
同时，还需要考虑气体流量计与管道的连接方式、结构材料以及工作条件等因素。
设计一个有效的气体流量计需要综合考虑这些因素，并进行充分的实验验证和标定。
总之，准确测量气体流量对于许多工业领域是非常重要的。
气体流量计通过不同的原理和设计来实现对气体流量的测量。
差压式流量计、涡街流量计和热式流量计是常见的气体流量计，它们分别采用了差压、振荡和热传导原理来测量气体流量。
在设计中，需要综合考虑多个因素，并选择合适的传感器、信号处理器和显示器。
设计一个有效的气体流量计需要充分的实验验证和标定，以确保其准确性和可靠性。
涡轮流量计的原理和模块化设计.
涡轮流量计的原理和模块化设计摘要流量是工农业生产过程中重要的测量参数之一，与温度、压力、物位同为热工量。
流量测量的意义在于既可以指导生产，同时又是规范工艺操作的需要和进行经济核算的依据。
由于流量这个参数受流体的工作条件影响，对其检测有相当的难度，为了满足现代工业中各种不同的场合和各种不同的测量目的，各种流量计量仪表就应运而生。
涡轮流量计是计量仪表中不可缺少的一员，随着现代计算机技术的发展而不断发展和完善。
按照模块化设计方法，将系统硬件部分分为不同的功能模块分别进行设计。
并对现状中存在效率低的问题作了分析，提出模块化设计开发该产品的思路和方法，并论述了模块化设计给产品所带来的诸多优势和重大意义。
关键词：涡轮转速测量；效率；模块化设计；气体涡轮流量计ABSTRACTThe flow is one of the important measurement parameters in the process of industrial and agricultural production, and the temperature, pressure, level the same as the heat and consuming. The significance of flow measurement is that can guide the production, but it is also the basis of the specification process operation needs and economic accounting. Due to the impact of the working conditions of the flow parameters by fluid, detection of considerable difficulty, in order to meet modern industry in a variety of occasions and a variety of measurement purposes, a variety of flow measurement instrument came into being.Measurement instrument of turbine flowmeter is one of the indispensable part, with the development of modern computer technology and the continuous development and improvement. According to the modular design method, the system hardware parts can be divided into different functional modules respectively. And the current situation and the problem of low efficiency of existing were analyzed and put forward the thinking and method of the modular design and development of the product, and discusses the modular design for product brings many advantages and great significance.Key words: turbine speed measurement; Efficiency; Modular design; Gas turbine flowmeter目录第一章绪论 (4)1.1 课题的来源及研究意义 (4)1.2 国内外发展状况 (4)1.3 流量计的分类及其工作原理 (5)1.4 主要研究目标 (8)1.5 研究内容 (8)第二章涡轮流量计的原理和结构 (9)2.1 涡轮流量计的基本工作原理 (9)2.2 涡轮流量计的结构 (9)第三章第三章模块化设计 (11)3.1 原理与结构 (11)3.2功能模块划分 (11)3.3 设计分析 (11)第四章模块化意义 (12)第五章总结 (12)参考文献 (13)中英译文 (14)第一章绪论1.1 课题来源及其研究意义计量是工业生产的眼睛。
单片机蒸气涡轮流量计本科课程设计
根据实现功能的需要，本课题设计了一款基于A T89C51为核心的单片机气体涡轮流量计。
该流量计具有测量精度高，能耗低，稳定性好，测量范围广，维修方便等优势。
控制器主芯片AT89C51具有低功耗，驱动能力强，稳定性好等特点。
根据设计要求硬件部分主要分四个模块，即流量传感变送模块，主控CPU智能模块，LED数码管显示模块和上位机通讯模块。
各模块能独立工作，并通过通讯接口，键盘模块等功能模块组成功能完善的整体。
流量计的设计结构合理，运行稳定可靠，同时具有了RS-485通信接口，适合应用于远程分布式系统的流量检测关键词：涡轮气体流量传感器 AT89C51芯片 RS-485通讯接口ABSTRACTMeasurement is the eyes of industrial production. Flow measurement is the measurement of science and technology, it is part of the national economy and have a close relationship.. Especially in today's energy crisis, industrial production and high automation, energy use serious waste of time situation.. Flowmeter have an increasingly important position, gets more and more attention. .In today's society flowmeter have been widely used in industrial production, transportation, national defense construction, scientific research, trade, and people's life. Thus the research and development of flowmeter is widely cognitive, the significance and role of!According to the realization of the function, this topic design based on AT89C51 microcontroller as the core of gas turbine flow meter. The meter has high accuracy, good stability, low energy consumption, measuring range, convenient maintenance and other advantages. Main chip controller with low consumption, drive AT89C51 ability, good stability .According to the design requirements of the hardware part four modules, namely flow sensor and control variable send module CPU intelligent module, LED digital display module and tube computer communication module .Each module can work independently, and through the communication interface module, keyboard function module function perfect overall. The design flow with reasonable structure, stable operation, also has the RS-five 485 communication interface, suitable for application of remote distributed system flow testing.Key words：Turbine wheel gas flow amount sensor；AT89C51 chip；RS-485 communication connection；目录第一章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 流量计的发展 (1)1.3 流量计的分类及其工作原理 (2)1.4 研究的内容与目的 (7)第二章流量计的设计基本原理 (8)2.1 涡轮流量计的基本工作原理 (8)2.2 流量计的结构 (9)第三章流量计的硬件电路设计 (10)3.1 流量传感变送模块 (10)3.2 AT89C51单片机模块设计 (11)3.3 键盘液晶显示部分 (11)3.4 通信模块 (16)第四章软件部分设计 (19)4.1 主程序设计 (19)4.2 中断程序 (20)4.3 流量检测程序 (21)4.4 功能块程序 (22)第五章总结 (23)参考文献 (24)外文资料中文译文致谢第一章绪论1.1 课题背景流量作为工业生产过程中检测控制中一个重要的参数，在工业生产、交通运输、能源计量、国防建设、环境保护、科学研究以及人民生活各个领域中都有着重要的作用。
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错 鼯
产 品 摹 稚 霓 格
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间通 用 ；
２ ０ ０
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系列级 模块 ：是指 在 本系 列 （ 如机 械式 ）中通 用 ；
口径级模块：是指具体 Ｖ Ｉ 径 （ 比如Ｄ Ｎ１ ０ ０ ）中通用； 规格专用模块：是指具体的某一规格产品的专用 ，比
ＤＯＩ ：１ ０３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ － ８ ９ ７ ２ ． ２ ０ １ ４ ． ｈ ３ ． ０ ２ ４
．
１概 述
近 二 十年 来 ，随 着 我 国 的天 然 气行 业 的快 速 发 展 ，国
力等 级 的变 量 ，这 个 系列 产 品至 少就 有 ２ １ 种 。即如 果 一个
如 是机 械式Ｄ Ｎ １ ０ ０ Ｇ ２ ５ ０ 规格用。 可将 图３ 中的 功 能模 块按 级 别 归类 为 ： （ １ ）规 格专 用
球 ∞
Ｏ ｉ 酾
Ｄ ：
融 Ｇ ： ５ 瓣
Ｇ ｌ 繇 Ｄ Ｎｌ 瓣 Ｇ ２
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内的各种燃气计量技术也得以不断更新进步 ，作为一种速 度式流量计—— 气体涡轮流量计 （ 下面简称涡轮表 ），因 具有精度高、重复性好、压损小和量程 比宽等优点而得到 广泛 地应用 。 目前 ，涡轮 表在市场上使用主要 以两种形 式 ，一个是 电子式 （ 或称智能型 ｊ，是通过 电磁感应原理 提取内部涡轮的旋转信号 ，经集成电路处理输 出，并 由液 晶屏显示流量等值；另一种是机械式 ，是通过齿轮传动的 方式将内部涡轮 的转动传递到机械计数器的字轮上 ，显示 流量累积值；苍南仪表相应的产品如 图ｌ 、图２ 。 在工程的实际应用中 ，要根据管道的大小与用气量多 少来选择合适规格的涡轮表 ，这是决定气体准确计量工作
公司要生产销售这种产品给市场 ，包含 电子式与机械式 ， 就必须完成开发４ ０ 多种以上的规格产品。作为一种质检部 门严控的计量仪表 ，产品的系列化研发工作需要投入大量 的人 力和物 力，企业多要通过不断的研发 ，结合市场的订
单需 要 ，历时 多年 时 间才 能 逐步 完成 一 个 比较 齐全 的 系列
２模块化设计
上 面 分析 了涡轮 表 产 品 的生 产现 状 和使 用 特 点 ，为 了
图１ 电子式气体涡轮流量计 图２ 机械式气体涡轮流量计 有效提高产品各环节的效率问题 ，这里将从研发设计的角
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信 息 科 技
中 国 科 技 信 息 ２ ０ ｊ ４ 年 第 ∞ ， ０ ４ 期 合 刊Ｃ Ｈ ｉ Ｎ Ａ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ Ａ Ｎ Ｄ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ １ ４
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模块； （ ２ ）口径级模块 ； （ ３ ）系列级模块； （ ４ ）跨 系
列 级模 块 。
２ ． ３设 计 分析 从 设计 原 则上 ，应 当结 合涡 轮表 整 体的 研 发产 品 要做
到：
第一 、争取尽量 多的大级别的模块 ，像 图４ 中越往 下
层 ，模块 级 别越 大 ，相 应 的零 部件 加 工装 配批 量 也就 会越 大，生产效率 自然会越高 。
产品，这项研发工作 ，对于一般的企业而言都会是个不小 的考 验 。
另外 ，目前行业 中涡轮表的生产厂家 ，还普遍面临着
涡轮表产品在生产上效率不高的问题 ，即便是国内的领先
企 业 也很 少 能年 产 销 该 系列产 品 超过 万 台 。 由于 产 品本 身
的固有结构特点 ，零部件具 有较多的模具制造和精加工要 求 ，又加上规格的多样化与差异性 ，以当前的市场需求容 积 ，又要结合实际订单进行具体生产安排 ，在这样的生产 模 式 下 ，很 难能 发 挥 出现 代先 进 机械 加 工制 造和 专 业化 生 产的应有效率。 同 时 ，涡 轮表 是 属 于计 量 器具 ，按 计 量 法规 的要 求 ， 产 品发到市场上 ，不管是首次使用 ，还是 日后每两年一次 的周检 ，必须要通过 当地质检部门标准装置的验证。因质
与否的基础 ，也就说 涡轮表本身是一个系列化的产 品在工 业中使用 ，而且规格众多 。按相关标准 ，较常用的产品规
格 如表 １ 。 由表 ｌ 可知 ，就按较 常用 的规格来算 ，不考虑产品压
检部门与生产企业的标准往往会存在一定的差异 ，这造成 产品的仪表系数时常需要调整 ，尤其是机械式涡轮表 ，必 须通过调整齿轮传动比来实现 ，而很多因为产品本身设计 结构的限制而使质检员难于操作 ，这就给送检工作带来了 较大的麻烦 ，生产企业常要派遣服务人员，上门提供技术 支持 ，这也增过对 气体 涡轮流量计 系列产 品的生产与使 用特 点进行介 绍，并对现状 中存在效率低 的问题作 了分析 ，提 出模 块化设计开发该产品 的思路 和方 法， 并论述 了模块化设计给产品所带来 的诸 多优势和重 大意 义。 关键 词 气体 涡轮流量计 ；效率 ；模块化设计
中国科技信息 ２ ０ １ ４年第 。 ３ ，０ ４ 期合刊 ・ Ｃ ＨＩ Ｎ Ａ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ Ａ ＮＤ Ｔ Ｅ Ｃ ＨＮ ＯＬ ＯＧ Ｙ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ ＭＡ Ｔ Ｉ ＯＮ Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ １ ４
信息科技
气体涡轮流量计的模块化设计
肖云巩
浙江苍 南仪 表厂 ３ ２ ５ ８ ０ ０