專利名稱：一種用于測(cè)量汽車發(fā)動(dòng)機(jī)供油量數(shù)字渦街流量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體流量測(cè)量領(lǐng)域，特別是一種抗干擾能力強(qiáng)、精度高的數(shù)字渦街流量計(jì)。
背景技術(shù)：
渦街流量計(jì)是利用流體振動(dòng)原理來(lái)進(jìn)行流量測(cè)量。渦街流量計(jì)在工業(yè)使用過(guò)程中因其介質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，無(wú)可動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、壓力損失小、輸出信號(hào)頻率與體積流量成正比和測(cè)量介質(zhì)范圍寬，使用壽命長(zhǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，在許多行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，具有良好的發(fā)展形勢(shì)。但是它存在兩個(gè)缺點(diǎn)，一是由于其工作原理的關(guān)系，容易受外界振動(dòng)干擾的影響，而汽車發(fā)動(dòng)機(jī)自身工作和汽車行駛時(shí)的振動(dòng)普遍存在；二是量程下限受限，不能測(cè)量小流量，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)采用電噴方式，供油量下限較小。然而現(xiàn)場(chǎng)管道是一定的，并且工藝上對(duì)流體的管徑有要求，不能縮小管道的口徑，所以測(cè)量小流量是不可避免的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明 要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可解決常規(guī)流量計(jì)容易受振動(dòng)干擾、不能測(cè)量小流量的缺點(diǎn)，抗干擾能力強(qiáng)、精度高的數(shù)字渦街流量計(jì)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了一種數(shù)字渦街流量計(jì)，由傳感器、調(diào)理電路模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊、屏蔽電纜組成，所述傳感器包括渦街傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器；所述調(diào)理電路模塊包括電荷放大、限幅放大和濾波電路、模擬差分轉(zhuǎn)換電路、ADC、電平轉(zhuǎn)換電路、LCD、鍵盤、欠壓檢測(cè)電路、電流輸出電流和脈沖輸出電路；所述數(shù)字處理模塊包括DSP芯片；所述渦街流量傳感器、溫度和壓力傳感器、調(diào)理電路模塊與數(shù)字信號(hào)處理模塊分開(kāi)，中間用屏蔽電纜連接；所述傳感器輸出的渦街信號(hào)經(jīng)電荷放大、限幅放大和濾波電路送到模擬差分轉(zhuǎn)換電路，模擬差分轉(zhuǎn)換電路的輸出經(jīng)屏蔽電纜傳給數(shù)字信號(hào)處理模塊；溫度傳感器和壓力傳感器信號(hào)經(jīng)ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再由ADC的串口輸出至電平轉(zhuǎn)換電路，通過(guò)屏蔽電纜傳送至數(shù)字信號(hào)處理模塊；電平轉(zhuǎn)換電路接受來(lái)自數(shù)字信號(hào)處理模塊中DSP對(duì)ADC的控制信號(hào)；渦街信號(hào)經(jīng)模擬差分轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成單端信號(hào)，經(jīng)有源濾波電路濾波后，傳至DSP芯片的ADC輸入端。作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述DSP采用2407A芯片。該發(fā)明所具有的有益效果:
(I)該數(shù)字渦街流量計(jì)應(yīng)用數(shù)字濾波和功率譜分析相結(jié)合的方法處理分析渦街流量信號(hào)，可以有效消除強(qiáng)管道振動(dòng)的影響，提高了儀表抗噪聲的能力并擴(kuò)展了儀表量程，能夠用于測(cè)量汽車發(fā)動(dòng)機(jī)供油量。(2)采用了 DSP芯片2407A作為處理器，利用信號(hào)處理算法對(duì)渦街信號(hào)幅度要求不高的特點(diǎn)，在渦街流量信號(hào)模擬調(diào)理單元中加入限幅放大處理，解決了不同口徑，不同被測(cè)流體需要調(diào)整硬件電路參數(shù)或更換信號(hào)處理板的問(wèn)題。(3)利用2407A芯片內(nèi)部集成定時(shí)器的比較功能，向外發(fā)送表示流量的脈沖信號(hào)，同時(shí)應(yīng)用2407A提供的比較中斷，對(duì)發(fā)送脈沖的周期進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償，提高發(fā)送脈沖精度。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示為一種數(shù)字渦街流量計(jì)，由傳感器、調(diào)理電路模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊、屏蔽電纜組成，所述傳感器包括渦街傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器；所述調(diào)理電路模塊包括電荷放大、限幅放大和濾波電路、模擬差分轉(zhuǎn)換電路、ADC、電平轉(zhuǎn)換電路、LCD、鍵盤、SRAM、EEPR0M、欠壓檢測(cè)電路、電流輸出電流和脈沖輸出電路；所述數(shù)字處理模塊包括DSP芯片；所述渦街流量傳感器、溫度和壓力傳感器、調(diào)理電路模塊與數(shù)字信號(hào)處理模塊分開(kāi)，中間用屏蔽電纜連接；所述傳感器輸出的渦街信號(hào)經(jīng)電荷放大、限幅放大和濾波電路送到模擬差分轉(zhuǎn)換電路，模擬差分轉(zhuǎn)換電路的輸出經(jīng)屏蔽電纜傳給數(shù)字信號(hào)處理模塊；溫度傳感器和壓力傳感器信號(hào)經(jīng)ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再由ADC的串口輸出至電平轉(zhuǎn)換電路，通過(guò)屏蔽電纜傳送至數(shù)字信號(hào)處理模塊；電平轉(zhuǎn)換電路接受來(lái)自數(shù)字信號(hào)處理模塊中DSP對(duì)ADC的控制信號(hào)；渦街信號(hào)經(jīng)模擬差分轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成單端信號(hào)，經(jīng)有源濾波電路濾波后，傳至DSP芯片的ADC輸入端。將渦街流量傳感器、溫度和壓力傳感器及調(diào)理電路模塊與數(shù)字信號(hào)處理模塊分開(kāi)，中間用屏蔽電纜連接。將傳感器及調(diào)理電路放在被測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，而將數(shù)字信號(hào)處理模塊放在遠(yuǎn)離高溫的常溫處。分體式數(shù)字渦街流量計(jì)如圖所示，由傳感器、調(diào)理電路模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊、屏蔽電纜組成。傳感器包括渦街傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器。調(diào)理電路模塊包括電荷放大、限幅放大和濾波電路、模擬差分轉(zhuǎn)換電路，16位ADC，RS-485電平轉(zhuǎn)換電路、LCD、鍵盤、SRAM、EEPR0M、欠壓檢測(cè)電路、電流輸出電流和脈沖輸出電路。

調(diào)理電路模塊中，傳感器輸出的渦街信號(hào)經(jīng)電荷放大、限幅放大和濾波電路送到模擬差分轉(zhuǎn)換電路，模擬差分轉(zhuǎn)換電路的輸出經(jīng)屏蔽電纜遠(yuǎn)傳給數(shù)字信號(hào)處理模塊。溫度傳感器和壓力傳感器信號(hào)經(jīng)16位ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再由16位ADC的串口輸出至RS-485電平轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換成符合RS-485點(diǎn)評(píng)的信號(hào)，通過(guò)屏蔽電纜傳送至數(shù)字信號(hào)處理模塊；同時(shí)，RS-485電平轉(zhuǎn)換電路還接受來(lái)自數(shù)字信號(hào)處理模塊中DSP對(duì)ADC的控制信號(hào)。在數(shù)字信號(hào)處理模塊中，渦街信號(hào)經(jīng)模擬差分轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成單端信號(hào)，經(jīng)有源濾波電路濾波后，傳至DSP芯片的ADC輸入端。調(diào)理電路模塊送來(lái)的溫度、壓力數(shù)字信號(hào)通過(guò)RS-485電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成CMOS電平，送到DSP芯片的通用I/O 口。渦街流量傳感器的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)模擬輸入及調(diào)理模塊后，由2407A內(nèi)集成的A/D模塊采樣和轉(zhuǎn)換，放進(jìn)2407A的循環(huán)緩沖數(shù)組中；對(duì)采樣的渦街信號(hào)序列進(jìn)行數(shù)字濾波和周期圖譜分析，得到渦街頻率，結(jié)合設(shè)定的儀表系數(shù)，計(jì)算瞬時(shí)流量和累積流量；根據(jù)被測(cè)流體介質(zhì)及相應(yīng)的溫度壓力補(bǔ)償方式，對(duì)瞬時(shí)流量進(jìn)行溫度和壓力補(bǔ)償。在得出測(cè)量結(jié)果后，2407A通過(guò)集成的SPI 口向模擬輸出電路發(fā)送數(shù)據(jù)，輸出4 20mA電流；利用定時(shí)器的比較輸出功能，向外發(fā)送脈沖，以便上位機(jī)或其他二次儀表計(jì)數(shù)；同時(shí)，LCD上顯示瞬時(shí)流量和累計(jì)流量。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量汽車發(fā)動(dòng)機(jī)供油量數(shù)字渦街流量計(jì)，其特征在于，由傳感器、調(diào)理電路模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊、屏蔽電纜組成，所述傳感器包括渦街傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器；所述調(diào)理電路模塊包括電荷放大、限幅放大和濾波電路、模擬差分轉(zhuǎn)換電路、ADC、電平轉(zhuǎn)換電路、LCD、鍵盤、欠壓檢測(cè)電路、電流輸出電流和脈沖輸出電路；所述數(shù)字處理模塊包括DSP芯片；所述渦街流量傳感器、溫度和壓力傳感器、調(diào)理電路模塊與數(shù)字信號(hào)處理模塊分開(kāi)，中間用屏蔽電纜連接；所述傳感器輸出的渦街信號(hào)經(jīng)電荷放大、限幅放大和濾波電路送到模擬差分轉(zhuǎn)換電路，模擬差分轉(zhuǎn)換電路的輸出經(jīng)屏蔽電纜傳給數(shù)字信號(hào)處理模塊；溫度傳感器和壓力傳感器信號(hào)經(jīng)ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再由ADC的串口輸出至電平轉(zhuǎn)換電路，通過(guò)屏蔽電纜傳送至數(shù)字信號(hào)處理模塊；電平轉(zhuǎn)換電路接受來(lái)自數(shù)字信號(hào)處理模塊中DSP對(duì)ADC的控制信號(hào)；渦街信號(hào)經(jīng)模擬差分轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成單端信號(hào)，經(jīng)有源濾波電路濾波后，傳至DSP芯片的ADC輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測(cè)量汽車發(fā)動(dòng)機(jī)供油量數(shù)字渦街流量計(jì)，其特征在于:所述DSP采用2407A 芯片。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于測(cè)量汽車發(fā)動(dòng)機(jī)供油量數(shù)字渦街流量計(jì)，由傳感器、調(diào)理電路模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊、屏蔽電纜組成，所述傳感器包括渦街傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器；所述數(shù)字處理模塊包括DSP芯片；所述渦街流量傳感器、溫度和壓力傳感器、調(diào)理電路模塊與數(shù)字信號(hào)處理模塊分開(kāi)，中間用屏蔽電纜連接。該數(shù)字流量計(jì)采用DSP芯片2407A為處理器，有效解決了現(xiàn)有渦街流量計(jì)測(cè)量容易受外界振動(dòng)干擾和量程下限受限而不能測(cè)量小流量的缺陷，使其能夠用于測(cè)量汽車發(fā)動(dòng)機(jī)供油量。
文檔編號(hào)G01F1/32GK103234587SQ20131010782
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月31日
發(fā)明者林敏 申請(qǐng)人:四川航達(dá)機(jī)電技術(shù)開(kāi)發(fā)服務(wù)中心