摘要：文章介紹了以8098單片機為核心設(shè)計的渦輪流量計的工作原理、測量電路、軟件模塊、儀表功能。
    在長期的生產(chǎn)實踐中，我們發(fā)現(xiàn)渦輪流量計精度高，測量范圍廣，惰性小，但測量信號易受到各種外界因素的影響，所以常規(guī)的渦輪流量計示值擺動不定，誤差較大，鑒于此，我們在借鑒國內(nèi)外許多儀表的基礎(chǔ)上，利用8098單片機設(shè)計了一種智能型渦輪流量計，完成對流體瞬時流量的計量和監(jiān)控。

1、工作原理：
1.1、流量計系數(shù)K：
   在一般情況下，渦輪流量計系數(shù)K(單位:1/耐)決定了流量和頻率的關(guān)系，在不考慮溫度修正時:  
    K二NlV式中:N為流量計測得的脈沖數(shù);V為同一時間測得的液體體積。
   利用單片機采集到的相應(yīng)脈沖個數(shù)，準確計算出液體流量。
1.2、體積單f值的修正：
   在充分考慮工業(yè)液體的密度和溫度的影響時，傳感器處的體積單量值可修正為:    V,二NlK [ 1+(2a,+a2) (20℃一c)。
   式中:K為標準條件下的傳感器系數(shù)，1/m3;  N為流量計采集的脈沖數(shù);I為傳感器處的溫度，℃。2:為傳感器殼體的線膨脹系數(shù)，1/°C。:為傳感器a-}輪的線膨脹系數(shù)，1/°C。
   通過對傳感器處的物理尺寸所做的溫度修正，便可以由脈沖的個數(shù)和標準條件下的傳感器系數(shù)，求出液體流經(jīng)傳感器處的體積數(shù)V,，然后算出工業(yè)液體密度pu利用下式計算出流體的質(zhì)量。 m二pa Vi式中:poi為傳感器對應(yīng)的流體的密度，kg/rn3;   1'i為體積數(shù)，m3;  m為流體的質(zhì)量，kg。

2、硬件設(shè)計：
  本儀表以8098單片機為核心，經(jīng)過數(shù)據(jù)采集、處理并接收電機的開關(guān)信號、鍵盤輸入信號、溫度補償信號，然后通過中間繼電器向電機發(fā)出啟動/斷開信號，并顯示打印。

2.1、單片機***小應(yīng)用系統(tǒng)：
   ***小應(yīng)用系統(tǒng)以單片機8098為核心，選用2764EPR0 M作為程序存儲器，6264芯片作為數(shù)據(jù)存

圖1系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

儲器，地址鎖存器選用74LS373，鍵盤及顯示電路采用鍵盤顯示器專用接口芯片8279，打印機輸出電路選用可編程擴展I/0接口芯片81550。
2.2、頻率信號調(diào)整電路：
   采用光電藕合電路，使頻率信號與CPU相隔離，同時加一可調(diào)電阻起限流作用。用來調(diào)整輸人脈沖幅值。并用非對禍合電路信號進行整形，利用8098的HS1 .1，高速輸人通道，由T2計數(shù)。

圖2頻率信號的修正電路

2.3、溫度信號調(diào)理電路：
   利用高精度的鉑電阻作為溫度傳感器、經(jīng)I/V轉(zhuǎn)換再經(jīng)過一級跟隨器接人8098的一位A/D轉(zhuǎn)換器Po.a。

圖3溫度調(diào)理電路

2.4、對電機開/關(guān)信號輸出要用查詢方式：
   開/關(guān)信號接列8098的P0.6，主程序通過對該通道的查詢得知電機是開還是關(guān)。
2.5、蜂鳴信號電路：
   該信號主要用于確認鍵回響和“測控量列”的提示信號，也用于錯誤報警、采用高速輸出口HS0.0。

圖4蜂鳴信號電路

2.6、中間繼電器電路：
  為了控制接觸器的吸合，8098輸出信號必須經(jīng)過一級中間繼電器。中間繼電器額定電壓為十6V:

圖5中間繼電器電路

3、軟件設(shè)計：
   軟件包括執(zhí)行軟件和監(jiān)控軟件。    執(zhí)行軟件包括測量、計算、顯示、打印、輸出控制模塊。
   (1)測量模塊，主要完成對溫度傳感器處的信號的測量和渦輪流量傳感器脈沖信號的測量。
   (2)計算模塊，主要完成單量和控量的累積以及修正后的計算。
   (3)顯示模塊，主要通過8229芯片對各種參數(shù)進行動態(tài)顯示。
   (4)打印模塊，將輸人參數(shù)、計量和控制結(jié)果輸出打印。
   (5)輸出控制模塊，主要完成對電機開/關(guān)以及狀態(tài)顯示燈的控制。
   監(jiān)控軟件:完成系統(tǒng)的自檢、初始化、處理全鍵盤命令，處理接口命令并完成顯示的功能。

4、儀表功能和特點：
   (1)通過T/m，的切換，可選擇以質(zhì)量或體積方式處理瞬時流量、單次累積量、本次要求控制的流量以及累積量。
   (2)通過鍵盤方式進行人機對話、
   (3) 8位數(shù)碼管完成數(shù)據(jù)顯示，11個指示燈對電源、電機開關(guān)、輸入?yún)?shù)值和累積流量值及計量單位狀態(tài)進行顯示。
   (4)通過溫度傳感器的輸出，完成溫度補償。
   (5)掉電保護和監(jiān)控功能。
   (6)報警、自檢、打印功能。
   (7)手/自關(guān)機方式。

5、結(jié)束語：
   本儀表在中國鋁業(yè)山西分公司氧化鋁分廠投入使用以來，顯示出檢測精度高、功能穩(wěn)定、操作方便等優(yōu)勢，給生產(chǎn)和維護人員帶來極大的便利，具有廣泛的應(yīng)用前景。