【正文】 量計硬件電路設(shè)計根據(jù)設(shè)計要求，以及可行性分析，該流量計硬件部分主要可分為四個基本模塊進行設(shè)計。由于永久磁鋼對高導(dǎo)磁材料的葉片有吸引力而產(chǎn)生磁阻力矩，對于小口徑傳感器在小流量時，磁阻力矩在各種阻力矩中成為主要項，為此將永久磁鋼分為大小兩種規(guī)格，小口徑配小規(guī)格以降低磁阻力矩。傳感器失效通常是由軸與軸承引起的，因此它的結(jié)構(gòu)與材料的選用以及維護是重要問題.（4） 信號檢測傳感器，信號檢測傳感器主要由高頻信號傳感器，壓力傳感器等構(gòu)成，并且附帶信號的發(fā)達器 ，國內(nèi)常用信號檢測放大器一般采用變磁阻式，它由永久磁鋼、導(dǎo)磁棒(鐵芯)、線圈等組成。它需有足夠的剛度，強度和硬度，耐磨性，耐腐性等。（2） 渦輪 亦稱葉輪， 一般由高導(dǎo)磁材料制成（如2Cr13或Cr17Ni2等），是傳感器的檢測部件，它的作用是把流體動能轉(zhuǎn)換為機械能。其結(jié)構(gòu)圖如圖22所示圖22 （1） 儀表殼體 一般采用不導(dǎo)磁的不銹鋼（如1Cr18Ni9Ti）或硬質(zhì)合金制成，對于大口徑傳感器也可用碳鋼與不銹鋼的鑲嵌結(jié)構(gòu)。盡管渦輪流量計的設(shè)計尺寸相同，但實際加工出來的渦輪幾何參數(shù)卻不會完全一樣，因而每臺渦輪傳感器的儀表常數(shù)K也不完全一樣，它通常是制造廠在常溫下用潔凈的水標(biāo)定出來的根據(jù)設(shè)計要求，可以將流量測量儀的硬件系統(tǒng)分解為四大模塊，即流量傳感變送模塊、主控CPU智能模塊、LED 數(shù)碼管顯示模塊和上位機通信模塊 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖21所示。流量計算式為：Q=f／K， （21）式中：Q——流經(jīng)傳感器的體積流量（L/s或m3/s）?——脈沖頻率（Hz）（它同葉輪轉(zhuǎn)動頻率成正比關(guān)系）K——渦輪流量計的儀表系數(shù)（1/L或1/m3）K是渦輪傳感器的重要特性參數(shù)，它代表單位體積流量通過渦輪流量傳感器時傳感器輸出的信號脈沖數(shù)。此時葉輪葉片使檢出裝置中的磁路磁阻發(fā)生周周期性變化，因而在檢出線圈兩端感應(yīng)出與流量成正比的電脈沖信號，經(jīng)前置放大后送至后續(xù)電路。在渦輪旋轉(zhuǎn)的同時，葉片周期性地切割電磁鐵產(chǎn)生的磁力線改變線圈的磁通量。 研究內(nèi)容與目的前景本課題主要研究基于AT89C51芯片的流量計，主要通過流量傳感變送模塊，主控CPU智能模塊，LED數(shù)碼管顯示模塊和上位機通訊模塊四個模塊實現(xiàn)氣體流量數(shù)據(jù)的脈沖信號產(chǎn)生，脈沖信號采集，信號的處理，和基于RS485通訊接口的數(shù)據(jù)傳輸，從而最終達到流量數(shù)據(jù)在顯示單元的顯示的目的。應(yīng)用概況：(1)超聲波時差法應(yīng)用于清潔、單相液體和氣體。 超聲流量計 優(yōu)點：(1)可做非接觸式測量；(2)為無流動阻撓測量，無壓力損失；(3)可測量非導(dǎo)電性液體，對無阻撓測量的電磁流量計是一種補充。 渦街流量計渦街流量計是利用流體振蕩原理來測量流量或流速。 　　優(yōu)點: 　　(1)測量通道是段光滑直管,不會阻塞,適用于測量含固體顆粒的液固二相流體,如紙漿、泥漿、污水等(2) 流量范圍大，口徑范圍寬； 　　(3) 不產(chǎn)生流量檢測所造成的壓力損失，節(jié)能效果好；　　(4) 所測得體積流量實際上不受流體粘度、密度、壓力、溫度和電導(dǎo)率變化的明顯影響；　　(5)可應(yīng)用腐蝕性流體。 　　(2)流體物性對流量特性有較大影響。 　　(4)范圍度寬。 　　(2)重復(fù)性好。 　　　 渦輪流量計渦輪流量計,是速度式流量計中的主要種類,它采用多葉片的轉(zhuǎn)子(渦輪)感受流體平均流速,從而且推導(dǎo)出流量或總量的儀表。 　　(3)不適用于高、低溫場合。 　　缺點: 　　(1)結(jié)果復(fù)雜,體積龐大。 　　(4)范圍度寬。 　　(2)安裝管道條件對計量精度沒有影響。它利用機械測量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個已知的體積部分,根據(jù)測量室逐次重復(fù)地充滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來測量流體體積總量。 (3)壓力損失較低。 　　(1)玻璃錐管浮子流量計結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,缺點是耐壓力低,有玻璃管易碎的較大風(fēng)險。 　　(4)壓損大(指孔板、噴嘴等)。 　　(2)范圍度窄,一般僅3:1~4:1。 　　(3)檢測件與變送器、顯示儀表分別由不同廠家生產(chǎn),便于規(guī)模經(jīng)濟生產(chǎn)?！　?優(yōu)點: 　　(1)應(yīng)用最多的孔板式流量計結(jié)構(gòu)牢固,性能穩(wěn)定可靠,使用壽命長。 按照目前最流行、最廣泛的分類法,可分為:容積式流量計、差壓式流量計、浮子流量計、渦輪流量計、電磁流量計、流體振蕩流量計中的渦街流量計、質(zhì)量流量計和插入式流量計、探針式流量計，我們就通過這種分類方法，來分別闡述各種流量計的原理、特點、應(yīng)用概況及國內(nèi)外的發(fā)展情況。因此,以嚴(yán)格意義來分流量計和總量表已無實際意義。按測量目的又可分為總量測量和流量測量,其儀表分別稱作總量表和流量計[2]?！　∵@60多種流量儀表,每種產(chǎn)品都有它特定的適用性,也都有它的局限性。至今為止,可供工業(yè)用的流量儀表種類達60種之多。微型計算機的廣泛應(yīng)用，進一步提高了流量測量的能力，如激光多普勒流速計應(yīng)用微型計算機后，可處理較為復(fù)雜的信號。 此外，具有寬測量范圍和無活動檢測部件的實用卡門渦街流量計也在70年代問世。 二十世紀(jì)60年代以后，測量儀表開始向精密化、小型化等方向發(fā)展。 1911～1912年，美籍匈牙利人卡門提出卡門渦街的新理論；30年代,又出現(xiàn)了探討用聲波測量液體和氣體的流速的方法，但到第二次世界大戰(zhàn)為止未獲很大進展，直到1955年才有應(yīng)用聲循環(huán)法的馬克森流量計，用于測量航空燃料的流量。自1910年起,美國開始研制測量明溝中水流量的槽式流量計。 伯努利以伯努利方程為基礎(chǔ)，利用差壓法測量水流量；后來意大利人文丘里研究用文丘里管測量流量，并于1791年發(fā)表了研究結(jié)果；1886年，美國人赫謝爾用文丘里管制成測量水流量的實用裝置。 流量是指單位時間內(nèi)流經(jīng)管道有效截面的流體數(shù)量，流體數(shù)量用體積表示者稱為體積流量，單位為米3/時、升/時等；流體數(shù)量用質(zhì)量表示者稱為質(zhì)量流量，單位為噸/時、千克/時等。同時，隨著工業(yè)生產(chǎn)自動化、管道化的發(fā)展，流量儀表在整個儀表生產(chǎn)中所占的比重也越來越大，目前已廣泛應(yīng)用于生物、石油、化工、冶金、電力、醫(yī)藥、食品、能源管理、航空航天、機械制造等行業(yè)的流量積算和定量控制。因此，流量計量技術(shù)的發(fā)展，直接關(guān)系到整個國民經(jīng)濟，民生的發(fā)展，尤其在工業(yè)技術(shù)迅速發(fā)展和能源問題日益突出的今天，流量的對象、環(huán)境日趨多樣化，對流量測量精度的要求也越來越高。流量計量是計量科學(xué)的重要組成部分之一，凡涉及到有流動介質(zhì)的工藝過程，無論是氣體，液體，還是固體粉料，都有一個流量的檢測與控制環(huán)節(jié)。s life. Thus the research and development of flowmeter is widely cognitive, the significance and role of! According to the realization of the function, this topic design based on AT89C51 microcontroller as the core of gas turbine flow meter. The meter has high accuracy, good stability,