渦輪流量計屬于速度式流量測量計，其工作原理是在流體管道內安裝渦輪，利用流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的推力使渦輪葉片轉動(dòng)，渦輪的轉速和流體的流速將成正比例關(guān)系，同時(shí)，安裝在計量?jì)x表殼體的電磁感應接收器實(shí)時(shí)接收由葉輪轉動(dòng)引起的磁場(chǎng)變化而產(chǎn)生的脈沖，智能儀表收集到脈沖之后進(jìn)行濾波放大，即可通過(guò)簡(jiǎn)單的比例關(guān)系計算出管道的實(shí)時(shí)流量。渦輪流量計其內部機械機構見(jiàn)圖1。
智能渦輪流量計以DSP為處理器，它采集到渦輪流量傳感器傳送的脈沖信號后通過(guò)濾波放大后在處理器內進(jìn)行運算，并將運算結果顯示在液晶屏上，同時(shí)還能夠通過(guò)RS485通信向上位機遠傳流量信息。圖2為智能渦輪流量計的內部功能模塊結構圖。
1、智能渦輪流量計的硬件部分
1.1 渦輪脈沖輸入調理電路
由于渦輪流量傳感器產(chǎn)生的電脈沖信號有一定的噪聲信號，并且電壓只有幾十毫伏，所以在將信號輸入到DSP處理器之前進(jìn)行濾波、整形和放大。
1.2 液晶顯示
液晶選擇12864點(diǎn)陣式液晶，它能夠動(dòng)態(tài)顯示各種圖形、漢字以及各種符號信息，為各種電子產(chǎn)品提供了友好的人機界面，點(diǎn)陣式圖形液晶顯示屏具有工作電壓低、功耗低、可視面積大、體積小、無(wú)電磁干擾、數字接口、使用壽命長(cháng)等特點(diǎn)。
1.3 RS485通信
RS485接口組成半雙工網(wǎng)絡(luò )，選擇兩線(xiàn)制與上位機電腦相連，采用屏蔽雙絞線(xiàn)傳輸。通信系統整體為總線(xiàn)式結構，這樣1臺上位機最多可以和現場(chǎng)32臺智能儀表相連。
2、智能渦輪流量計的程序部分
2.1 微處理器功能程序設計
上電后程序對DSP的硬件資源進(jìn)行初始化，包括中斷系統、GPIO 口、定時(shí)器/計數器、通信端口及基本的時(shí)鐘設置。程序每秒對接收到的脈沖進(jìn)行計數，其除以?xún)x表系數后的結果作為瞬時(shí)流量，同時(shí)在時(shí)間上對瞬時(shí)流量進(jìn)行累積，計算出兩種流量后，將其實(shí)時(shí)顯示在液晶顯示屏上， 同時(shí)將數據保存， 隨時(shí)等待上位機電腦對數據的讀取。通信采用MODBUS協(xié)議，波特率為9600b/s，無(wú)校驗，8位數據位，1位停止位。
2.2流速修正算法
渦輪流量計中流速對儀表系數有著(zhù)很大的影響，這部分誤差會(huì )極大影響最終計量的精確度，傳統的做法是當流速發(fā)生較大的持續變化時(shí)， 需對渦輪流量計進(jìn)行重新標定。針對這個(gè)問(wèn)題，智能渦輪流量計加入了流速修正算法，保證了儀表系數基本保持不變。
