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流量测量系统设计思路
发布时间:  2011/7/28 10:41:14

一、 原理
光纤涡轮流量计的原理是:在涡轮叶片上贴一小块具有高反射率的薄片或镀一层反射膜,探头内的光源通过光纤把光线照射到涡轮叶片上。每当反射片通过光纤入射口径时,出射光被反射回来,通过另一路光纤接收发射信号,传送并照射到光电器件上变成电信号,光电原件把这一光强信号变成电脉冲,然后接到频率变换器和计数器便可知道叶片的转速并求出其流量,从而知道流体的流速和总流量。流量与计数器计数值的关系为
Q=kN式中k=1/48.67,流量单位为ml。
二、 设计
采用软、硬件结合的方法,用计数器计数单位时间内的光脉冲,计数值由微处理器读入寄存器后,由软件将计数值乘以k而得到流量Q。
测量电路由光电流至电压转换器、整形电路、锁相倍频电路、8031计数电路和显示电路组成。
1. 光电转换电路由OP37型运算放大器组成的同相放大器实现,光敏晶体管受光照产生光电流IL,该电流经电阻R2转换成电压,经同相放大后得到与光电流成比例输出电压Vo1,C2用于消除噪声,有经隔直电容滤除直流分量后输给整形电路。整形电路由两级CMOS施密特触发器构成,它将脉动波形 整形成CMOS电平的方波脉冲,作为后续倍频电路的输入信号。 
3. 脉冲的计数电路。即将频率脉冲直接连接到8031的的T1端,将8031的T/C0用作定时器,T/C1用作计数器。在T/C0定时时间里,对频率脉冲进行计数。T/C1的计数值便是单位定时时间里的脉冲个数。
测量T/C定时时间为500ms,这样长的时间定时,先由T/C0定时100ms,之后软件5次中断后的时间即为5*100ms=500ms。中断次数的计数值在msn中。T/C0定时100ms的计数初值为03B0H。计数器1采用16位计数。设T/C0为高优先级,允许计数中断过程中定时中断,即定时时间到就中止计数。tf为500ms定时时间到标志。
程序如下:
#include<reg51.h>
#define uchar  unsigned char
#define uint   unsigned int
#define A   5
sbit  P1_0=P1^0;
sbit  P1_1=P1^1;
uchar msn=A;
bit idata tf=0;
uint count(void)
{
  P1_0=0; P1_0=1;
  TMOD=0x59;
  TH0=0x3c; TL0=0xb0;     /*T/C0--timer*/
  TH1=0x00; TL1=0x00;     /*T/C1--counter*/
  TR0=1; TR1=1; PT0=1; ET0=1; ET1=1; EA=1; EA=1;
  P1_1=0; P1_1=1;
  while(tf!=1);
  P1_0=0;P1_0=1;
  TR0=0;TR1=0;
  return(TH1*256+TL1);
}
void timer0(void) interrupt 1 using 1
{
  TH0=0x3c;
  TL0=0xb0;
  msn--;
  if(msn==0) {msn=A; tf=1;}
}
void timer1(void) interrupt 3 { }
void main(void)
{
  float rate,q;
rate=(10/A)*count();
  q=rate/48.67;
}


 
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