数控流量计—基本资料

数控流量计
准确计量控制每只油桶的油量，自动计量酒厂的日产酒量，汽水厂的日产量，自动计量控制水库放出的水流量，这就需要一台数控流量计。

本数控流量计可用数字直接显示出流过的液体量或气流量，又可根据预置的数字对流量进行自动控制，当流量达到预置数量时，发出控制信号，执行某种动作。

一、传感器
传感器用WL—40型涡轮传感器。

当液体流过涡轮流量计时，冲击涡轮，使涡轮转动，引起壳体外部磁电感应系统的磁阻值改变，产生电脉冲信号，在一定的流量范围内，产生的脉冲信号的数量与流量成正比。

该传感器每流过lmL液体时，能产生48.67个脉冲，这个数字又叫仪表常数(常用ξ表示)，在涡轮传感器出厂时都经过事先测定，并标记在流量计上。

二、测量电路
测量电路分为四个单元：
第1单元为百次脉冲控制电路。

第一单元的作用是将流量计产生的P1个脉冲的数量扩大到100倍，即第一单元发出P2＝100P1个信号脉冲。

第Ⅱ单元为预置／计数电路。

其作用是：
①对从第一单元来的脉冲信号计数；
②根据涡轮流量计的仪表常数ξ＝48.67个脉冲／公升，用拨盘开关预置好相应的数字(为4867)；
⑧每当接收到P2脉冲数等于预置数字时，发出一个公升脉冲P3，这个公升脉冲一方面送往第三单元，记下并显示流过的公升数，另一方面引入计数器复位端，使计数器立即清零。

本例中，当涡轮流量计产生49个脉冲之后，第二单元发出一个公升流量脉冲P3，并在P2脉冲计数器留下数字4900－4867＝0033。

由此可见，通过100倍频电路和系数预置电路，不仅严格按照流量计的(送出公升脉冲，而且还能把小数点以后的数字保留在计数器里，一起加到紧接着接收到的流量脉冲中去。

第III置单元为公升脉冲预置／计数电路。

第三单元是流量公升计数显示单元，它将接收到的公升脉冲P3进行计数、译码、显示累计流量。

第三单元中还有一组拨盘开关，用来预置所要控制的流量数，当流量达到这个数字时，发出数控信号送到第四单元。

第N单元为执行电路，第四单元最为简单，它是一个继电(例如电磁阀线圈，继电器线圈等)控制电路，它再去控制执行机构并发出声光报警。

数控流量计的电路如图3.1.2所示。

现具体分析各单元电路：
L第1单元——百次脉冲控制电路
在第一单元的电路里，使用了一个单刀双掷开关K1，接收负脉冲时，K l拨到“A”点：接收正脉冲时，K1拨到“B”点。

VT1为一个反相器放大电路，在输入端加了一个稳压管，起防止干扰信号的作用，只有幅度大于稳压管的额定稳压值以上的信号才能通过。

正输入信号送至由VT2组成的射极跟随器和由VT3组成的反相放大器之后，再送到单稳态电路中去。

单稳电路由门1、门2和电容C1、电阻R1组成，不论输入脉冲的宽度如何，每接收一个信号，单稳态电路便输出一个等宽的正脉冲，
宽度由t＝1.1RC，决定。

这个正脉冲信号从门1的输出端引出，接到D触发器CC4013的置位端S，使D触发器复位，即Q端为“1”，使主控门7解除封锁。

这时，方波信号发生器的脉冲信号便可通过主控门。

方波信号发生器是一个环形振荡器，由门3～6，电位器RP1，电容C2组成。

其频率应根据流量的大小和流量脉冲的间隔来确定，本电路的频率为f＝25kHz。

由主控门7引出的脉冲信号P2，一方面送到第二单元去计数，同时，还送到由CC4518组成的两位加法计数器计数，计到100时经门8产生一个脉冲，送到D触发器的CP端，D触发器接到这个信号后，Q端立即变为“0”，使主控门7封锁，使方波发生器的脉冲不能通过门7。

这样，每接收流量计送来的一个P1脉冲，就从主控门输出100P1个脉冲，送到第二单元去计数，第一单元中相应点的波形图如图3.1.1所示。

由D触发器CC4013和二位计数器CC4518及门8组成的电路，称之为“百次脉冲控制电路”。

第一单元中有一个按钮SB1，不用涡轮流量计时，用自身模拟流量脉冲调校设备，每按一次SB l，相当于接收到一个流量脉冲P1。

2、第Ⅱ单元——预置／计数电路
第二单元由四位加法计数器2×CC4518和四个拨盘开关BK7～BK10及控制用的与门12组成。

每接收一个流量脉冲信号，就有100个P1脉冲输入到该计数器。

拨盘按流量计上标记的脉冲数／公升拨到4867，当计数到预置数4867时，门12 开门，输出一个公升脉冲信号。

拨盘开关有四个输入端，一个输出端，采用BCD码，每个拨盘开关用四只二极管和一只电阻组成二极管与门电路，当计数器计到所拨数字时，二极管与门开门，拨盘开关输出高电平。

只有当四位计数器计到预置数时，才能使四只拨盘开关都输出高电平，门12才输出高电平。

门13，14和电阻R2，电容C3组成积分延时电路。

目的是为了保证在从门12发出的公升脉冲已经传给门15进入第三单元电路之后，才从门13发出一个复位脉冲，加到第二单元计数器．2×CC4518中去，使计数器清零。

在考虑这个延时时间时，应同时考虑到清零任务必须在下一个P2脉冲到来以前完成，否则就会漏掉P2脉冲。

如前所述，当拨盘BK7～BK10预置为4867，而接收了49个流量脉冲P1后，P2应为49×100＝4900个脉冲。

当计数器计到4867时，发出一个公升脉冲信号给Ⅲ单元，同时使自身复位，计数器全部清为零态，并且紧接着又把剩下的4900—4867＝33个P2脉冲计入计数器。

这时，如果再接收到一个流量脉冲P1，计数器的数变为133，以后每接收一个P1脉冲就往上累加100。

两个P2脉冲的时间间隔为30～40μS，延时取5μS，保证在下一个P2脉冲
到来之前，延时清零已经完成。

为此，C3取300pF，R2取20kΩ，但是，为了防止达到公升脉冲数时，发生混乱和引起误差，最好从门15的输出端再引一根线到主控门7的输入端，这一端平时为“1”电平。

在计数到预置的公升脉冲数后的延时—清零过程中，门15输出端为“0”，主控门7被封锁，计数器也就不会乱计或漏掉P2脉冲。

只有当延时—清零完毕，计数器已作好了从零开始计数的准备之后，门15的输出才变为“1”。

3、第Ⅲ单元——公升脉冲预置／计数电路
第三单元主要包括由三个CC4518组成的六位公升脉冲计数器，译码器(6×CC4511)，LED显示器，数字预置器和数控信号的门电路。

计数器的输出端除接到译码器外，还接到拨盘开关BK1～BK6，当计到预置数时与门21的六个输入端全部为高电平，其输出为高电平，这个高电平信号除了输入到第四单元去执行控制动作外，还经非门22来控制计数器输入端的与非门18，使达到预定流量后，计数器便不再计数。

门16，17和电容C4，电阻R3组成单稳态电路，使P3脉冲形成宽度一定的整齐脉冲。

SB2是手动复位按钮，门20，19，11，10，9，电容C5，C6及电阻R4，R6用作开机自动清零电路。

4、第Ⅳ单元——执行电路
第四单元包括非门23，VT4，VT5组成的两级放大器和继电器J。

如果需要控制电动机去执行某些动作，则还需要外加中间继电器。