《基于DSP和MCU的新型数字涡街流量计》

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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。一是由于本身工作原理的关系,它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;二是量程比受限,不能测量小流量。为此,该项目提出采用基于FFT的谱分析方法处理涡街流量计的信号,采取分段设置采样频率、边采边算和频谱校正措施,解决计算精度和实时性这两个技术问题。采用片上外设丰富的DSP芯片TMS320LF2407A作为处理器,研制涡街流量传感器数字信号处理系统。在该基础上,又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。新型数字涡街流量计的量程比大于15:1,液体测量精度为0.5%,气体测量精度为1.0%。技术指标不低于国外优秀产品的指标。截止2010年2月,新型数字涡街流量计累计销售1153台、销售额1168万元,新增利润350万元,新增税收152万。同时,仪表售后服务量明显下降。2009年度以前每年售后服务(常规涡街流量计)次数平均为120次,2009年度售后服务(智能数字涡街)53次,下降56%,售后服务费用大幅度下降。新型数字涡街流量计对复杂工业现场的适应性相对于常规涡街流量计有较大的提高,主要表现在安装直管段长度不够、电磁干扰、管道振动、水泵或空压机引起的脉动流等不利测量情况下的,数字涡街流量计能够有效地鉴别干扰和真实流量信号,提高仪表的测量精度和扩展仪表的测量范围。该项目研制出具有自主知识产权的新产品,拥有流量传感器输出信号数字处理算法及实现的核心技术,为改变流量仪表行业一味仿制国外产品、大多生产低端产品的局面贡献了力量。

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