[01694436]两线制涡街流量计

涡街流量计可以测量液体、气体和饱和蒸汽流量，可以测量的介质多；输出为频率量，便于处理，所以，在流程工业中应用比较广泛。但是，它有两个关键问题没有解决，影响了它的应用效果。　　一是由于它工作原理的关系，易受外界振动干扰的影响，使得现场测量误差远远大于实验室标定误差，而工业现场的振动干扰是普遍存在的。　　二是量程比受限，不能测量小流量。理论量程比是100：1，国产传感器一般是8：1左右，进口传感器不超过15：1；而现场的管道是一定的，工艺上对流体的压力有要求，无法缩小管道的口径，所以，测量小流量是不可避免的。当时市面上出售的涡街流量计采用放大、整形、滤波、计数的方式处理涡街流量传感器输出信号，不能有效地抑制噪声，所以，现场测量精度无法保证。 为了抑制噪声影响，设置了较高的门槛电平，导致无法测量小流量。对于不同量程、不同被测流体，常规的信号处理系统需要更换不同的处理电路和参数，这增加了生产的成本的调试的困难。为此，国内外学者提出将数字信号处理方法应用于涡街流量计的信号处理，并用DSP芯片实时实现算法。但是，DSP芯片的功耗大，一般工作电流都在100mA以上，不能满足过程仪表两线制输出4～20mA电流的要求。　　为此，我们提出数字频谱分析与模拟带通滤波器组相结合的方式，利用超低功耗单片机MSP430F1611，研制新型低功耗、两线制数字涡街流量计，既保证现场测量精度、扩展量程比，又实现低功耗、两线制工作。采用低功耗运放和数字电位器组成程控放大器，以适应涡街传感器输出信号强度较大范围的变化；根据少点数FFT计算结果，选择带通滤波器组，既满足涡街传感器信号频率范围变化大的需要，又对涡街信号进行最佳滤波；设计有效的电源管理模块和电流输出电路，为仪表两线制工作提供足够的电流。该产品批量生产后，得到用户的好评。