高精度标准气体流量测控仪设计
摘 要
涡轮流量计在以下一些测量对象上获得广泛应用:石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体统在欧洲和美国,涡轮流量计在用量上是仅次于孔板流量计的天然计量仪表,仅荷兰在天然气管线上就采用了2600多台各种尺寸,压力从0.8~6.5MPa的气体涡轮流量计,它们已成为优良的天然气计量仪表。
涡轮流量计是一种速度式仪表，它具有压力损失小，准确度高，起步流量低，抗震与抗脉动流性能好，范围度宽等容易维修的特点。
文中对涡轮流量计的工作特性、使用特点等进行了深入研究分析，设计了智能型涡轮流量计的总体方案，以及流量显示仪软硬件部分的详细设计。
本文所研制的智能流量显示仪，能切换显示瞬时流量、累计流量和分段流量，能通过按键设置仪表系数。本流量显示仪采用汽车电源供电，方便可靠。同时，流量显示仪在硬件设计方面采用了低功耗的AT89C51单片机，软件编程中考虑到了低功耗、可靠性的要求，采用了结构化的模块设计方法。本文的智能涡轮流量计系统具有功耗低、抗干扰能力强、精度高、重量轻、工作可靠、价格便宜等优点。
关键词 :涡轮流量计；流量显示仪；单片机
The Design of Fluid Measurement Control Instrument
Abstract
The turbine flowmeter is widely used in some of the following measurement object: oil, organic liquid, inorganic liquid, liquefied gas, natural gas and cryogenic fluid system in Europe and the United States, is a natural meter behind the turbine flowmeter orifice flowmeter in amount, only in Holland natural gas pipeline with more than 2 thousand and 600 sets of various sizes the pressure from the gas turbine flowmeter, 0.8~6.5MPa, they have become excellent natural gas metering instrument.
Turbine flowmeter is a kind of speed meter. It has the characteristics of small pressure loss, high accuracy, low starting flow, good performance of shock and anti pulsation, wide range and easy maintenance.
The intelligent flow measurement display meter can switch to disaplay cumulative flux, the instantaneous flux and some distance flux of volume. the parameter of the turbine flowmeter can be changed by the button on the panel . At89C51 is used in the instrument; is has a good capability to reduce the work of circuit design. The soft ware of the instrument is abortive written to make the instrument working on high efficiency. The intelligent turbine flowmeter measurement system has the advantages of low power, high precision, light, long time to use, low price etc.
Key words :turbine flowmeter; flow measurement display meter ; microcontroller
目录
1 前言 4
1．1 本课题的来源及研究目的 4
1．2 流量计的概述及分类 5
2 传感器的原理与传感器结构设计 8
2.1 TWLQ型气体涡轮流量计的工作原理[3] 8
2.2气体涡轮流量计的结构原理 8
2.2.1 涡轮流量计的结构原理[4] 9
2.2.2 涡轮流量传感器的结构 9
3 流体计量控制器的设计 12
3．1 流体计量控制仪的功能要求 12
3．2 系统硬件的总体设计 13
3．2．1 硬件电路设计原则 13
3．2．2 硬件系统结构 14
3．3 各模块硬件的设计 15
3．3．1 AT89C51单片机控制部分 15
3．3．2 数据存储功能 17
3．3．3 传感器信号输入模块 18
3．3．4 液晶显示模块 19
3．3．5 面板按键模块 21
3．4 系统软件的总体设计 23
4 测试方法和测试结果: 24
系统软件设计 25
主程序设计 25
流量控制子程序 26
设定值输入程序 31
定时器中断子程序 33
数码管显示子程序 34
步进电机控制子程序 35
5气体涡轮流量计的安装使用和维护 36
5.1流量计的安装 36
5.1.1传感器的安装[17][18] 36
5.1.2连接管道的安装 37
5.2选用 38
5.2.1传感器的选用 38
5.2.2流量指示积算仪 38
5.3使用注意事项 39
5.4维护和故障处理 39
6. 结论 40
参考文献 41
致 谢 41
附录一proteus仿真原理图： 42
附录二PCB版图： 43
参考文献
[1]高吉祥.模拟电子技术；北京：电子工业出版社，2007.1:130～153
[2]高吉祥.全国大学生电子设计竞赛系列教程—数字系统与自动控制系统设计；北京：电子工业出版社，2007.6
[3]梁国伟,XXX武昌.流量测量技术及仪表；北京.机械工业出版社，2002.5:10～23
[4]XXX武昌,孙淮清，纪纲.流量测量方法和仪表的选用；北京.化学工业出版社，2001.3:105～123
[5]XXX武昌,应启戛.新型流量检测仪表；化学工业出版杜，2006.1:1～30
[6]陈明荧.805l单片机基础教程；科学出版社，2003.9:97～120
[7]谭浩强.C程序设计；北京：清华大学出版社，2005
[8]高锋.单片微型计算机原理与接口技术；北京：科学出版社，2009.2
[9]石宗义.电路原理图与电路板设计教程protel99se；北京：希望电子出版社，2002.6
[10]SMC1602A.LCM 液晶显示模块使用说明书；2004
http://www.bysj360.com/html/5839.html
http://www.bysj360.com/html/6302.html
