由于科氏流量计可以直接进行高精度测量质量流量,同时不受温度、密度等因素的影响,被广泛地应用在如化工、石油、热电等领域。
目前,科氏流量计的研制成为国内流量检测研究的热点,和国外相比还有一定的差距。因此,科氏流量计变送器的研制,对国产科氏流量计的研发和技术进步具有重要意义。
在科氏流量计变送器的设计中,基于FPGA(EP3C40Q240C8N)处理器实现传感器的激励、数字信号处理及流量计算；基于Cortex-ARM架构的STM32F407微处理器实现人机界面的显示与控制,以及4-20mA电流、脉冲和基于Modbus协议的RS-485总线三种形式的流量数据输出。使用C#语言在Visual Studio 2013环境下开发了基于Modbus协议的上位机监控通讯程序。
相位差的测量决定着科氏流量计的测量精度。
本文提出了基于线性插值和互相关计算相结合的相位差计算方法,通过二进极值搜索,实现对相位差的快速精确测量。
该方法大大减少了计算量,提高了流量测量的实时性。仿真实验结果表明该方法具有较高的测量精度和实时性。
实验测试结果表明,全数字科氏流量计变送器工作稳定可靠。在量程比18：1条件下,测量精度优于千分之一。
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