【正文】 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。渦輪變送器的工作原理是當流體沿著管道的軸線方向流動，并沖擊渦輪葉片時，便有kQ = f ，其中：Q 是流經(jīng)變送器的流量（L/s）；f 是電脈沖頻率；k 是儀表系數(shù)，次/升]。缺點：(1)傳播時間法只能用于清潔液體和氣體；而多普勒法只能用于測量含有一定量懸浮顆粒和氣泡的液體；(2)多普勒法測量精度不高。缺點：(1)不適用于低雷諾數(shù)測量：(2)需較長直管段：(3)儀表系數(shù)較低(與渦輪流量計相比)；4．時差式超聲波流量計：當超聲波穿過流動的流體時，在同一傳播距離內(nèi)，其沿順流方向和沿逆流方向的傳播速度則不同。3．渦街流量計：在流體中安放非流線型旋渦發(fā)生體，流體在旋渦發(fā)生體兩側交替地分離釋放出兩列規(guī)則的交替排列的旋渦渦街。根據(jù)一定時間內(nèi)旋轉體轉動的次數(shù)，即可求出流體流過體積量。2．容積式流量計：在容積式流量計的內(nèi)部，有一構成固定的大空間和一將該空間分割成若干個已知容積的小空間的旋轉體，如腰輪、皮膜、轉筒、刮板橢圓齒輪、活塞、螺桿等。1．差壓式流量計：差壓式流量計是以伯努利方程和流體連續(xù)性方程為依據(jù)，根據(jù)節(jié)流原理，當流體流經(jīng)節(jié)流件時（如標準孔板、標準噴嘴、長徑噴嘴、經(jīng)典文丘利嘴、文丘利噴嘴等），在其前后產(chǎn)生壓差，此差壓值與該流量的平方成正比。為達到較好的測量效果，需要針對不同的測量領域，不同的測量介質(zhì)、不同的工作范圍，選擇不同種類、不同型號的流量計。 檢測流量的分類為了滿足各種測量的需要，幾百年來人們根據(jù)不同的測量原理，研究開發(fā)制造出了數(shù)十種不同類型的流量計，大致分為容積式、速度式、差壓式、面積式、質(zhì)量式等。而且國內(nèi)所生產(chǎn)的渦輪流量計產(chǎn)品大多只有簡單的計數(shù)顯示器，客戶無法直接從管路中氣體流動狀況了解流量計實際運行情況，同時性能與質(zhì)量也不能與國外氣體流量計相比。廣泛使用于石油、化工、電力工業(yè)鍋爐等燃氣計量和燃氣調(diào)壓站、輸配氣管網(wǎng)天然氣、城市天然氣計量等領域并可廣泛用于貿(mào)易計量。氣體渦輪流量計是一種速度式儀表。從某種意義上講：計量就是眼睛，計量就是金錢，計量就是效益。由軟件計算出流量，以簡單的硬件結構實現(xiàn)了一個高可靠性、高精度、多功能，價格相對便宜的氣體流量檢測系統(tǒng)。流量的檢測和控制在化工、能源電力、冶金、石油等領域應用廣泛。摘要工業(yè)生產(chǎn)中過程控制是流量測量與儀表應用的一大領域，流量與溫度、壓力和物位一起統(tǒng)稱為過程控制中的四大參數(shù)，人們通過這些參數(shù)對生產(chǎn)過程進行監(jiān)視與控制。對流體流量進行正確測量和調(diào)節(jié)是保證生產(chǎn)過程安全經(jīng)濟運行、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低物質(zhì)消耗、提高經(jīng)濟效益、實現(xiàn)科學管理的基礎。本文以80C51單片機為智能檢測核心，充分利用單片機豐富的硬件資源，配以適當?shù)臋z測接口電路，可精確測量由渦輪流量傳感器輸出的代表流量大小的脈沖信號。關鍵字：AT89C51；ADC0809；渦輪流量傳感器；放大電路AbstractIndustrial production process control is the flow measurement and instrumentation big field, flow and temperature, pressure and thing location for process control of collectively together four parameters, people through these parameters on the production process for monitoring and control. The fluid flow measure and adjust properly is to ensure the safe and economic operation process, improve the product quality and reduce the material consumption, to improve the economic benefit and to realize scientific management foundation. Flow of the detection and control in chemical, electrical energy, metallurgy, petroleum, etc wide application. This paper 80C51 SCM in for intelligent detection core, make full use of singlechip microputer rich hardware resources, match with proper testing interface circuitry, can accurate measurement of turbine flow sensor or by representatives of electromagnetic flow sensor output pulse signal, the flow volume. Calculated by software for virtual standard state and cumulative flow, tell with simple hardware structure achieved a high reliability, high precision, multifunction, cheaper gas flow detection system. Key word: AT89C51, ADC0809, turbine flow sensor 目錄摘要 IAbstract II1 緒論 1 現(xiàn)狀 1 檢測流量的分類 1 32 系統(tǒng)工作原理 5 5 5 5 單片機 5 A/D轉換元件 6 LED顯示元件 93 系統(tǒng)硬件電路設計 12 外圍電路硬設計 12 信號的采集 12 放大電路的設計 13 單片機硬件電路及其外圍電路的設計 14 14 與LED現(xiàn)實的接口 154 系統(tǒng)軟件設計 18 19 20 A/D轉換程序 215 抗干擾技術 23 硬件措施 23 23參考文獻 25結束語 26致謝 271 緒論 現(xiàn)狀在物資量計量領域中，流體流量的檢測是各行各業(yè)加強物料管理、能源管理，進行物資交接、財務結算，經(jīng)濟核算，效益分析與評價及至決策的重要依據(jù)；也是企業(yè)監(jiān)控生產(chǎn)過程，使其保護優(yōu)質(zhì)、高效、安全、平穩(wěn)運行和改善環(huán)境的重要手段?，F(xiàn)代企業(yè)對流量計量的要求越來越高，主要反映在滿足準性、可靠性、及時性和自動化水平的程度等方面，計量的準確可靠性愈來愈受到社會各界的關注。它具有壓力損失小、精確度高、始動流量低，抗振與抗脈動流性能好等特點。目前，國內(nèi)在氣體流量計特別是氣體渦輪流量計的設計、制造與鑒定技術及設備裝備水平方面遠遠落后于歐美國家。隨著中國與國際市場接軌的步伐加快，低精度流量計的使用會受到越來越大的限制，而高精度流量計將需求旺盛。各種類型的流量計量原理、結構不同既有獨到之處又存在局限性。工業(yè)計量中常用的幾種氣體流量計有： 差壓式流量計、容積式流量計、渦輪流量計、渦街流量計、旋進渦輪流量計、時差式超聲波流量計、科式質(zhì)量流量計等。缺點：(1)測量精度普遍偏低；(2)范圍度窄，一般僅3：1~4：1；(3)現(xiàn)場安裝條件要求高；(4)壓損大(指孔板、噴嘴等)。旋轉體在流體壓差的作用下連續(xù)轉動，不斷地將流體知容積的小空間中排出。缺點：(1)結果復雜，體積龐大；(2)被測介質(zhì)種類、口徑、介質(zhì)工作狀態(tài)局限性較大；(3)大部分儀表只適用于潔凈單相流體；(4)產(chǎn)生噪聲及振動。在一定的流量（雷諾數(shù)）范圍內(nèi)，旋渦的分離頻率與流經(jīng)渦街流量傳感器處流體的體積流量成正比。在較寬的流量（雷諾數(shù)）范圍內(nèi)，該時差與被測流體在管道中的體積流量（平均流速）成正比。5．渦輪流量計：氣體渦輪流量計是一種速度式流量計， 所示， 渦輪流量傳感器結構圖它是由導流體、渦輪、軸承、前置放大器組成；被測流體沖擊渦輪葉片，使渦輪旋轉，渦輪的轉速隨流量的變化而變化，即流量大，渦輪的轉速也大，再經(jīng)磁電轉換裝置把渦輪的轉速轉換為相應頻率的電脈沖，經(jīng)前置放大器放大后，送入顯示儀表進行計數(shù)和顯示，根據(jù)單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)和累計脈沖數(shù)即可求出瞬時流量和累積流量。管道內(nèi)流體的力作用在葉片上，推動渦輪旋轉。根據(jù)電磁感應原理，在線圈內(nèi)將感應出脈動的電勢信號，此脈動信號的頻率與被測流體的流量成正比，k 是渦輪變送器的重要特性參數(shù)，它是代表每立方米流量有幾個脈沖，或者每升流量有幾個脈沖，不同的儀表有不同的k。本文的渦輪流量傳感器只是由流體、渦輪、軸承只是產(chǎn)生模擬信號部分，未經(jīng)轉換和放大的部分。二者相比，渦輪流量計又具有自己的特點，如結構簡單、加工零部件少、質(zhì)量輕、維修方便、成本低的特點。像這樣的技術參數(shù)其他流量計則是難以達到的。除了在石油、化工、電力工業(yè)中用來測量水、油品、燃氣等管流流量及食品工業(yè)中測量牛奶、酒類等流量外，由于其兼有測量準確度高和重復性好的特點，故還可以作為校驗其它流量計的標準表。流體的溫度、粘度、密度對儀表指示值也有較大影響。因此，必須注意根據(jù)被測流體的具體情況恰當?shù)倪x擇變送器型式及其附屬設備，如附加適當?shù)倪^濾器等保護設備。隨著渦輪流量計結構和性能的不斷完善，它將在各個領域中越來越廣泛的得到應用，在流量測量和標準傳遞中發(fā)揮更大作用。本文實質(zhì)是設計一種新型渦輪流量計，充分利用單片機體積小、功能強大、價格便宜、可靠性高等優(yōu)點并配合一些外圍器件，通過編制合理的軟件程序完成流量高精度的較先進的一種計量系統(tǒng)。2 系統(tǒng)工作原理被測氣體流經(jīng)渦輪流量傳感器時，傳感器內(nèi)的葉輪借助于