一種微機流量演算儀的製作方法
2023-09-18 02:58:30 1
專利名稱：一種微機流量演算儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及流量、質量流量的測量，主要用來測量連續通過儀表的流體的流量或質量流量。
水、油、蒸汽和天然氣等流體的流量是供需雙方計價的根據，因此人們迫切要求準確計量，可是流體的流量又不是可直接感受測得的物理量，而是將傳感器受到的力、壓力、差壓、速度和溫度等物理量經過變換和計算而得的，現在常見的各種智能流量儀都用單片機和傳感器構成，以微機控制和計算而測得流量。問題是計算所用的參數與流體的狀態及傳感器的類型、構造和材料有關，因此這些儀器必須針對各用戶的工況和所選用的傳感器進行設計，用戶在訂貨時必須把工況講清楚，當工況有所變化時必須修正，當變化範圍稍大時就修正不準，有的儀器針對某一工況設計使用，不允許工況有較大變化，實際上工況隨時都在變化，因而這種儀器很難測準或校準。必須設定的參數甚至還需在工況下測量、查資料和計算才能得到，使用這些儀器較為麻煩。
本發明的目的是公開一種操作簡便而且在多種工況下(廣闊的溫度、壓力範圍內)都能準確測量計算出流體流量的儀表。技術方案為一種微機流量演算儀，包括微機硬體和軟體，其特徵在於軟體中除主程序和多個子程序外還有一個寄存在(單片機)片外ROM中載有多種氣體在不同狀態的參數——密度、動力粘度、等熵指數和其它必備參數的資料庫。
流量演算儀的硬體是單片機及其外設，如
圖1所示單片機的數據口通過鍵顯示接口接至LED顯示及矩陣按鍵；I/O口接多路模擬開關並通過驅動電路接到印表機接口，發光管、揚聲器和印表機電源繼電器，多路模擬開關接計數器、頻率信號傳感器，又通過數模轉換、多路模擬開關接到模擬信號傳感器；地址口接計數器及鍵顯示接口。當該儀器作為集中控制網的一個點時，其通訊口接到上位機。
其軟體有圖2所示的主程序、各個解釋子程序、計算子程序和資料庫。
使用本發明產品時，首先用鍵盤鍵入表徵第幾路管線、流體名稱、節流件型式(傳感器)、信號種類及量程的代號以及流量上限、差壓上限及與傳感器的結構和材質相關的數據及開機時間、列印間隔時間等。開始運行後根據鍵入量選通某路信號，使其經數模轉換(或直接)送至計數器被單片機讀取。經解釋程序進行時間控制及電壓、波動的處理(考慮對採樣量的影響)，然後計算(包括詢訪資料庫)出依賴於溫度、壓力的係數，然後計算出瞬時流量及累積流量，按要求顯示、列印，必要時報警。
由於本發明具有較大溫度、壓力範圍內的多種氣體的參數，子程序中又有多種傳感器所適應的公式，因此可使用各種傳感器只要在資料庫復蓋的範圍內都能準確的測算出流體的流量。因為在這一範圍內都可認為是設計工況，而無需進行實際工況和設計工況差異的校正，避免了因校正而引入的誤差。訂貨時不需用戶向供方提出，待測流體種類，工作狀況，傳感器的種類型號等，使用時也不必在現場測量後再查表向儀器輸入參數，在安裝時只需輸入一些表徵流體種類，使用傳感器種類和材質，流量範圍，溫壓範圍，傳感量程等代號，至多再輸入一點液體的個別參數就可以了，購置和使用都很方便，測量很準確。
下文將通過實施例並參照附圖更詳細地加以說明。
圖面說明圖1是本發明的硬體框圖；圖2是本發明的軟體框圖。
實施例是一種可以同時測量1-4種液體、氣體或水蒸汽的質量流量、體積流量和標準狀態體積流量的智能儀表。其硬體如上文所述，圖1所示；其資料庫為壓縮資料庫，為了滿足測量液體、氣體，特別是天然氣和水蒸汽的需要，必須存入不同狀態下的大量參數，如對水蒸汽引用ASME(蒸汽表)而氣體性質取自部標SYL04-83(天然氣流量的標準孔板計量方法)這些國際測量界公認的權威數據，在實用範圍內就需要存十萬餘條數據，單片機無法完成，必須對這些數據大量壓縮，以便寄存，壓縮的辦法是根據表載數據的曲線趨勢選取一些特殊點，使這些相鄰的點之間的線性內插值與原表載值的誤差小於萬分之五。用這樣方法取得的飽和水蒸汽、過熱水蒸汽天然氣的參數以及30種氣體和天然氣的參數、節流元件材質參數一千四百餘條寄存於片外ROM中構成本實施例的資料庫；前文所述圖2所示的軟體中瞬時流量計算程序含有適用於差壓式流量計的實用公式Q=KCEd2P,]]>適應於靶式流量計的實用公式q=KD2-d2dF]]>以及適應於A類速度式流量計的體積流量qv＝f1/k公式的計算程序，並含有溼飽和水蒸汽的幹度校正公式，對於差壓式(qm)s=qm[X+1.26(1-X)pl/ps]-1]]>，對於A類速度式(qm)a＝qx·pxpx=plx1.53+(1-x1.53)pl/ps]]>的計算程序以及溼氣體流量換算為幹氣體流量的換算係數的公式Fps=1-PsPl]]>的計算程序。軟體中與溫度壓力有關係數的計算程序包括計算上述公式中出現的各個係數的計算公式。式中所用符號都是該專業科技文獻中貫用的符號。
權利要求
1.一種微機流量演算儀，包括微機硬體和軟體，其特徵在於軟體中除主程序和多個子程序外還有一個寄存在(單片機)片外ROM中載有多種氣體在不同狀態的參數——密度、動力粘度、等熵指數和其它必備參數的資料庫。
2.根據權利要求1所述的微機流量演算儀，其特徵在於資料庫是用兩點之間的線性內插值與原表載誤差不超過萬分之五的要求選擇的特殊點的參數構成的壓縮資料庫。
全文摘要
本發明是一種測量流體流量的智能儀表，由單片機及其硬體、軟體構成，既適合單獨對某個管線中流量的測量，又可作為控制網絡中的一個網點，具有一個很實用的資料庫，可以對處於不同的狀態下，使用不同傳感器的多種流體同時進行多道管路的測量。
文檔編號G01F1/56GK1161448SQ96122918
公開日1997年10月8日 申請日期1996年9月28日 優先權日1996年9月28日
發明者黃山 申請人:黃山