一体化智能空腔流量计的电路设计

　　在天然气、煤气等气体大流量测量领域，目前使用的流量计主要为差压式流量计、涡轮流量计和涡街流量计等.由于这些介质一般具有较大的腐蚀性，又往往含有较多杂质和水分，属脏污流体，易对流量计产生腐蚀、磨损和堵塞等.差压式流量计压力损失大，运行费用高，在大流量测量中一直受到限制;涡轮流量计等有可动部件的流量计极容易磨损和损坏，维护费用大;涡街流量计在恶劣的工作环境中测量存在传感器断裂等问题.目前国内外现有的流量仪表在测量诸如天然气和煤气等腐蚀、脏污流体的流量时尚存在种种困难.仪表的测量准确度、运行费用、安装维护费用、压力损失等都还存在一些间题.本文介绍的一体化空腔流量计是利用流体流过流量计管道沿壁矩形空腔而产生振荡的原理制成的流量计[l-3].与涡街流量计相似，其振荡频率正比于来流速度，结构上以一矩形空腔代替插人测量管中的钝截面旋涡发生体，所以其结构更加牢固可靠.由于流量测量只在管壁形成的矩形空腔中进行，整个仪表再无其它阻碍流体流动的部件，所以空腔流量计的压力损失非常微小.在测量气体流量方面无论是线性度、稳定性、低流量特性、测量范围等方面都表现出较好的特性，而且其压力损失小，无阻碍流体流动部件，维护方便.在设计上，整个仪表具有一体化结构，流量传感器既可现场指示流量值，又可发送标准流量信号.采用微处理机技术处理流量信号，具有智能化，高精度，低功耗等特点。

　　1硬件设计

　　一体化智能空腔流量计主要由流量计本体(一次部件)、传感器和智能积算器等部分组成，并将其安装成一体结构，成为一体化智能空腔流量计.

　　1.1流t计本体

　　流量计本体是一个管道上开有矩形空腔的流通管道，这种结构的空腔流量计是人们在20世纪90年代中期提出来的一种流体振动式流量计，它是利用流体流过沿壁空腔而产生振荡的原理制成的流量计.与涡街流量计相似，其振荡频率正比于来流速度，只是结构上以一矩形空腔代替插入测量管中的旋涡发生体，所以其结构更加牢固可靠.由于流量测量只在管壁形成的矩形空腔中进行，整个仪表再无其它阻碍流体流动的部件，所以空腔流量计的压力损失是微不足道的.

　　1，2传感器及信号处理

　　一体化智能空腔流量计是通过同时采集温度、压力和流量信号，实时计算并显示工况流量V或标准状态流量Vo.除了流量传感器外，还需要温度和压力传感器.设计中温度传感器采用Pt100铂电阻传感器，压力传感器采用NS一2型微型压力传感器，温度和压力传感器采集得到的信号分别经微功耗放大器放大处理后送给单片机内置的A/D转换器转换成数字信号.流量信号采用压电型流量传感器检测，压电型流量传感器输出微弱信号经前置放大器放大滤波后整形成脉冲信号，送给单片机的计数器进行流量积算.