隨著科技和生產(chǎn)的發(fā)展,要求渦街流量計(jì)能夠測(cè)量高溫流體;低功耗、兩線制地實(shí)現(xiàn)信號(hào)的數(shù)字處理,同時(shí)具有HART通信功能;能夠測(cè)量雷諾數(shù)在5000~20000范圍內(nèi)的小流量。為此,針對(duì)這些特殊需求,研制用于耐高溫渦街流量傳感器的信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)字式兩線制HART渦街流量變送器、基于互相關(guān)分析測(cè)量低雷諾數(shù)流量的渦街流量計(jì)。采用壓電晶體材料制作的耐高溫渦街流量傳感器可以測(cè)量高溫流體,但存在靈敏度低、阻抗變大的問題。

　　為此,研制用于耐高溫渦街流量傳感器的信號(hào)調(diào)理電路。設(shè)計(jì)兩級(jí)電荷放大器再加兩級(jí)低通濾波器的信號(hào)調(diào)理電路,對(duì)耐高溫渦街流量傳感器輸出的幅值較小的信號(hào)進(jìn)行放大和濾波,獲得穩(wěn)定的流量信號(hào);對(duì)傳感器輸出信號(hào)線以及信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行屏蔽,防止由于阻抗變大導(dǎo)致調(diào)理電路輸出信號(hào)受到較大的電磁干擾,特別是工頻干擾的影響。

 

　　引入HART通信增加了數(shù)字式兩線制渦街流量計(jì)的功耗,且通信穩(wěn)定性容易受電源波動(dòng)的影響。為此,研制數(shù)字式兩線制HART渦街流量變送器。采用穩(wěn)壓管與隔離型DC/DC相結(jié)合的電源設(shè)計(jì),保證了HART通信的穩(wěn)定工作;采用兩路隔離電源的電源設(shè)計(jì)方案,提高了電源的負(fù)載能力和系統(tǒng)抗干擾能力,在進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理的同時(shí),實(shí)現(xiàn)兩線制HART通信;與研制的用于耐高溫渦街流量傳感器的信號(hào)調(diào)理電路相結(jié)合,形成一個(gè)完整的用于耐高溫渦街流量傳感器的數(shù)字式兩線制HART渦街流量變送器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該變送器消耗的電流約為3.3378mA,測(cè)量液體流量的精度可以達(dá)到0.5級(jí)。常規(guī)的渦街流量計(jì)難以測(cè)量雷諾數(shù)在5000~20000范圍內(nèi)的小流量。為此,研制基于互相關(guān)分析測(cè)量低雷諾數(shù)流量的渦街流量計(jì)。采用互相關(guān)分析方法,充分利用兩路渦街流量信號(hào)的相似性,實(shí)現(xiàn)低雷諾數(shù)流量的測(cè)量;重新設(shè)計(jì)渦街流量計(jì)一次儀表,以滿足互相關(guān)分析的要求;提出一種基于互相關(guān)分析快速計(jì)算延遲時(shí)間的方法,保證儀表的實(shí)時(shí)性;采用三次樣條插值的方法,提高延遲時(shí)間的計(jì)算精度;以低功耗單片機(jī)MSP430F6459為核心,進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),滿足低功耗要求。水流量標(biāo)定結(jié)果表明,該渦街流量計(jì)量程下限所對(duì)應(yīng)的雷諾數(shù)為6649,測(cè)量精度為1.0級(jí).