Projeto de medidor de vazão de canal aberto inteligente

Resumo: As informações de projeto do medidor de vazão inteligente de canal aberto são fornecidas por excelentes fabricantes de medidores de vazão e fabricantes de medidores de vazão. O medidor de vazão de canal aberto é um medidor de vazão que mede o fluxo natural da superfície livre em um canal aberto não totalmente tubular. É amplamente utilizado em canais de desvio de abastecimento de água urbana, canais de desvio e drenagem de água de resfriamento de usinas termelétricas, canais de entrada e descarga de tratamento de esgoto e empreendimentos industriais e de mineração. Descarga de águas residuais e outros fluxos de. Mais fabricantes de medidores de vazão escolhem modelos e orçamentos. Sinta-se à vontade para perguntar. A seguir, os detalhes do artigo de projeto de medidores de vazão inteligentes de canal aberto. O medidor de vazão de canal aberto é um medidor de vazão que mede o fluxo natural da superfície livre em um canal aberto não totalmente tubular. É amplamente utilizado em canais de desvio de abastecimento de água urbana, canais de desvio e drenagem de água de resfriamento de usinas termelétricas, canais de entrada e descarga de tratamento de esgoto e empreendimentos industriais e de mineração. Descarga de águas residuais e outros fluxos de medição. Portanto, o desenvolvimento de um medidor de vazão de canal aberto com baixo custo, alta precisão, operação conveniente e estrutura simples tem importante significado prático para a utilização racional dos recursos hídricos e tratamento de esgoto. O medidor de vazão projetado neste artigo é baseado no microcomputador de chip único C8051F060 como chip de controle principal e utiliza suas características de captura e medição da largura de pulso para realizar a aquisição e o processamento do sinal de vazão. O sistema pode medir simultaneamente o nível do líquido, a vazão e o fluxo, e exibir os dados na tela LCD; comunicação serial com o computador host através da interface RS-232; disco U externo para obter armazenamento em massa; exibição precisa do relógio em tempo real; perda de armazenamento de segurança e outras características. 1 Princípio de medição O método de medição de vazão usado neste projeto é o "Método de Cálculo do Nível de Velocidade da Água", mede a velocidade do fluxo de uma determinada parte (ponto, linha ou pequena área) do canal de fluxo, que representa a velocidade média do fluxo; em seguida, mede o nível da água para obter a área do fluxo e calcula a vazão a partir da relação entre a velocidade do fluxo local e a velocidade média do fluxo. A velocidade do fluxo é medida usando um sensor de velocidade do fluxo da hélice. Primeiro, a velocidade de rotação da hélice do sensor de velocidade do fluxo na seção de teste do canal de fluxo é inspecionada. O sinal obtido do sensor de velocidade de fluxo é uma abertura gerada por um contato mecânico ou um contato de relé de palheta seca. , Sinal combinado, o sinal é enviado para o circuito de conversão de detecção e convertido em um sinal elétrico, e após filtragem e eliminação de jitter, é convertido em um sinal de pulso e enviado para a porta de E/S do microcomputador de chip único. Dentro de uma certa faixa, a velocidade de rotação da hélice e a velocidade do fluxo têm a seguinte relação linear: (1) Na fórmula: υ é a velocidade do fluxo no ponto de medição; n é a velocidade de rotação da hélice do medidor de vazão; K é a constante proporcional do medidor de vazão ou passo hidráulico; C é a vazão induzida mínima do medidor de vazão; T é o tempo usado para medir o número de revoluções; O número de revoluções da pá. Portanto, em um certo período de tempo, desde que o número de revoluções da hélice seja medido, o valor instantâneo da velocidade do fluxo na posição da hélice pode ser obtido. Em seguida, a velocidade do fluxo e a área do fluxo em cada ponto da seção de teste são integradas para obter a taxa de fluxo. 2 Projeto do circuito O medidor de vazão de canal aberto inteligente portátil é baseado no chip único C8051F060 como núcleo. O número de revoluções da hélice é medido pelo sensor, a taxa de fluxo e a taxa de fluxo são calculadas e exibidas em tempo real através do visor de cristal líquido; os parâmetros necessários para o cálculo, como coeficiente de passo hidráulico, taxa de deslizamento, coeficiente de resistência do instrumento, seção de medição são predefinidos através do teclado. Além disso, todo o sistema também possui funções de leitura e gravação de disco U, relógio em tempo real e funções de armazenamento de dados não voláteis em série. O diagrama de blocos do sistema é mostrado na Figura 1. Figura 1 Diagrama de blocos do sistema 2.1 Módulo de controle principal do sistema O chip de controle principal do sistema adota o chip MCU altamente integrado C8051F060, que é um sistema de sinal misto totalmente integrado no chip SoC (Systemonchip), com um microcontrolador totalmente compatível com o kernel MCS-51 e conjunto de instruções Além dos componentes periféricos digitais padrão 8051, o chip também integra componentes analógicos e outros periféricos digitais e componentes funcionais comumente usados ​​em sistemas de aquisição e controle de dados. 2.2 Módulo de aquisição de sinal A aquisição do sinal de velocidade de fluxo é realizada pelo sensor de velocidade de fluxo do tipo hélice. A hélice do sensor de velocidade da hélice transmite um sinal a cada cinco revoluções, que é um sinal de pulso. Usando a função de captura do C8051F060, o período de pulso pode ser medido e a velocidade da corrente pode ser calculada. O sinal do sensor de velocidade de fluxo tipo hélice é enviado ao terminal T4EX do C8051F060 através do fotoacoplador de alta velocidade 6N136. O terminal T4 é configurado para o modo de captura, o T3 é configurado para o modo de saída de onda quadrada e o T3EX é aterrado para fazer a contagem regressiva do T3, e o T3 é conectado ao T4. Captura um resistor pull-up de 10kΩ. Quando o sinal recebido pelo T4EX é uma borda descendente, o T4 gera uma interrupção de captura, que é consultada pelo EXF4. Quando a largura de pulso do sinal recebido pelo T4EX é longa, o T4 transborda e nenhuma captura ocorre neste momento. Na interrupção, o sinalizador de transbordamento é zerado, os tempos de transbordamento são aumentados em 1, os tempos de transbordamento são registrados e um pulso é calculado de acordo com os tempos de transbordamento e o valor do RCAP4. O tempo total é obtido acumulando todos os tempos de ciclo, e a vazão pode ser obtida substituindo os dados na fórmula. A aquisição do sinal do nível de água é realizada usando o sensor de pressão do microfone. 2.3 O sistema do módulo de interface serial se comunica com o PC através da interface RS-232. O chip de controle principal C8051F060 é alimentado por uma fonte de alimentação de 3,3 V, portanto, o ADM202 é selecionado como o chip de conversão de nível RS-232, e a tensão de alimentação deste chip é de 3,0 V ~ 5,5 V. A medição do sinal do nível de água adota um sensor de pressão do microfone, que converte o nível de água em um sinal 485 e o envia para o microcontrolador. Portanto, o microcomputador de chip único precisa converter o nível 485 antes de se comunicar com o sensor de pressão do microfone. O sistema seleciona o chip de conversão de nível SN65LBC184 e seleciona o optoacoplador de alta velocidade 6N136 no circuito de interface RS-485 para evitar que sinais externos interfiram no sistema.

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