【正文】 顯示。 接觸式預(yù)付費(fèi)燃?xì)獗淼墓δ芙佑|式預(yù)付費(fèi)燃?xì)獗恚瑧?yīng)具有以下基本功能:a) 提示功能:IC卡燃?xì)獗砜刂破鞯囊壕в泻啙崫h字提示和蜂鳴器鳴叫等提示功能。因此，在硬件上和軟件上均采取了一些有效措施(主要考慮軟件濾波、抗干擾以及漏計(jì)量處理)，氣表計(jì)量一次。用戶通過IC卡購買燃?xì)獠⑤斎霘饬亢?，自動恢?fù)供氣，新購買的氣量輸入后，可以累計(jì)加在燃?xì)獗淼氖Ｓ鄽饬可?。e) 低電壓檢測功能:由于本燃?xì)獗硎遣捎秒姵毓╇姡虼嗽谑褂玫倪^程中進(jìn)行電壓檢測。f) 閥門驅(qū)動功能:閥門驅(qū)動主要實(shí)現(xiàn)閥門的開和關(guān)。若繼續(xù)使用，燃?xì)獗硎Ｓ嗔繛榱銜r(shí)，關(guān)閉閥門并鳴叫提示。若繼續(xù)使用，當(dāng)電池電壓低于設(shè)計(jì)的最低電壓值時(shí)，關(guān)閉閥門并鳴叫提不。第3章 接觸式預(yù)付費(fèi)燃?xì)獗淼挠布O(shè)計(jì) 主要系統(tǒng)組成1. 單片機(jī) AT89S52單片機(jī)是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序儲存器和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM）可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。正常供氣情況下，電磁閥處于常開狀態(tài)，驅(qū)動機(jī)構(gòu)不消耗電能；只有當(dāng)上一級的氣體數(shù)完時(shí)，電磁閥關(guān)閉并自鎖于常閉狀態(tài)。3. IC卡電路 IC 卡讀/寫器是IC卡煤氣表的輸入接口。煤氣表在判斷了卡的合法性后，讀入所購氣量并與煤氣表內(nèi)剩余氣體累加，同時(shí)將卡上購氣量單元清零，回寫煤氣表上用氣量、剩余氣體等信息，以便下次購氣時(shí)煤氣公司讀取，實(shí)現(xiàn)煤氣表信息的回饋功能。它的基本原理是以卡門渦街器理論為基礎(chǔ)。5. LCD顯示本系統(tǒng)采用液晶顯示器。器件型號是：SMG12232B2，顯示容量為122*32點(diǎn)陣。目前流體振動流量計(jì)有三類：渦街流量計(jì)、旋進(jìn)（旋渦進(jìn)動）流量計(jì)和射流流量計(jì)。6）應(yīng)用范圍廣泛，可適用液體、氣體和蒸氣。 　VSF是在流體中安放一根（或多根）非流線型阻流體（bluff body），流體在阻流體兩側(cè)交替地分離釋放出兩串規(guī)則的旋渦，在一定的流量范圍內(nèi)旋渦分離頻率正比于管道內(nèi)的平均流速，通過采用各種形式的檢測元件測出旋渦頻率就可以推算出流體的流量。人們早期對渦街的研究主要是防災(zāi)的目的，如鍋爐及換熱器鋼管固有頻率與流體渦街頻率合拍將產(chǎn)生共振而破壞設(shè)備。60年代末開始研制封閉管道流量計(jì)渦街流量計(jì)，誕生了熱絲檢測法及熱敏檢測法VSF。我國VSF的生產(chǎn)亦有飛速發(fā)展，全國生產(chǎn)廠達(dá)數(shù)十家，這種生產(chǎn)熱潮國外亦未曾有過。至今最基本的流量方程經(jīng)常引用卡曼渦街理論，而此理論及其一些定量關(guān)系是卡曼在氣體風(fēng)洞（均勻流場）中實(shí)驗(yàn)得出的，它與封閉管道中具有三維不均勻流場其旋渦分離的規(guī)律是不一樣的。一般流量計(jì)出廠校驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)室參考條件下進(jìn)行的，在現(xiàn)場偏離這些條件不可避免。這些都說明流量計(jì)的迅速發(fā)展需求基礎(chǔ)研究工作必須跟上，否則在實(shí)用中經(jīng)常會出現(xiàn)一些預(yù)料不到的問題，這就是用戶對VSF存在一些疑慮的原因，它亟需探索解決。VSF已躋身通用流量計(jì)之列，無論國內(nèi)外皆已開發(fā)出多品種。1. 工作原理在流體中設(shè)置旋渦發(fā)生體（阻流體），從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質(zhì)來流的平均速度為U，旋渦發(fā)生體迎面寬度為d，表體通徑為D，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式 f=SrU1/d=SrU/md 　　　　　　　　　　?。?） 式中　　U1旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速，m/s；Sr斯特勞哈爾數(shù)；m旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比　　管道內(nèi)體積流量qv為 qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr 　　　　　　　　　　 （2） K=f/qv=[πD2md/4Sr]　 　　 　　 （3） 式中 K流量計(jì)的儀表系數(shù)，脈沖數(shù)/m3（P/m3）。斯特勞哈爾 卡曼渦街?jǐn)?shù)為無量綱參數(shù)，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān)。當(dāng)測量氣體流量時(shí)，VSF的流量計(jì)算式為qVn= P Tn Zn/Pn T Z=f PTn Zn/k Pn T Z　?。?）式中 qVn，qV分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（0oC或20oC，）和工況下的體積流量，m3/h； 斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線　　由上式可見，VSF輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響，即儀表系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。2. 結(jié)構(gòu)VSF由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成。近年來智能式流量計(jì)還把微處理器、顯示通訊及其他功能模塊亦裝在轉(zhuǎn)換器內(nèi)。1） 能控制旋渦在旋渦發(fā)生體軸線方向上同步分離；2） 在較寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，有穩(wěn)定的旋渦分離點(diǎn)，保持恒定的斯特勞哈爾數(shù)；3） 能產(chǎn)生強(qiáng)烈的渦街，信號的信噪比高；　 已經(jīng)開發(fā)出形狀繁多的旋渦發(fā)生體，它可分為單旋渦發(fā)生體和多旋渦發(fā)生體兩類。三角柱形旋渦發(fā)生體是應(yīng)用最廣泛的一種。為提高渦街強(qiáng)度和穩(wěn)定性，可采用多旋渦發(fā)生體，不過它的應(yīng)用并不普遍。（b）雙、多旋渦發(fā)生體 旋渦發(fā)生體c/D=～。θ=15o～65o　　電容式VSF應(yīng)用檢測方式1）、2），安裝在渦街流量傳感器中的電容檢測元件相當(dāng)于一個(gè)懸臂梁（）。當(dāng)管道有振動時(shí)，不管振動是何方向，由振動產(chǎn)生的慣性力同時(shí)作用在振動體及電極上，使振動體與電極都在同方向上產(chǎn)生變形，由于設(shè)計(jì)時(shí)保證了振動體與電極的幾何結(jié)構(gòu)與尺寸相匹配，使它們的變形量一致，差動信號為零。雖然由于制造工藝的誤差，不可能完全消除振動的影響，但大大提高了耐振性能。電容式另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可耐高溫達(dá)400oC，溫度對電容檢測元件的影響有兩方面：溫度使電容間介電常數(shù)發(fā)生變化和電極的幾何尺寸隨溫度而變，這些導(dǎo)致電容值發(fā)生變化，另一方面由于溫度升高金屬熱電子發(fā)射造成電容的漏電流增大。旋渦分離的穩(wěn)定性受流速分布畸變及旋轉(zhuǎn)流的影響，應(yīng)根據(jù)上游側(cè)不同形式的阻流件配置足夠長的直管段或裝設(shè)流動調(diào)整器（整流器），一般可借鑒節(jié)流式差壓流量計(jì)的直管段長度要求安裝。　　與渦輪流量計(jì)相比儀表系數(shù)較低，分辨率低，口徑愈大愈低，一般滿管式流量計(jì)用于儀表在脈動流、混相流中尚欠缺理論研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。儀表口徑選擇步驟如下。1) 流體名稱，組分； 2）工作狀態(tài)的最大、常用、最小流量；3）最高、常用、最低工作壓力和工作溫度；　4）工作狀態(tài)介質(zhì)的粘度。=qm／ρ 　　　　　　　　　　　　　　　　 （7）式中 qm質(zhì)量流量，kg/h。傳感器口徑選擇主要是對流量下限值進(jìn)行核算?！　∵@些條件用數(shù)學(xué)式可表示如下（810）(qVmin ) ρ= qVminρ0/ρ (qVmin )v=qVminυ/υ0 Pmin=△p+ PV 式中 qVmin，qV0min分別為工作狀態(tài)和校準(zhǔn)狀態(tài)下的最小體積流量，m3/h；　?。╭Vmin）ρ滿足旋渦強(qiáng)度要求時(shí)最小體積流量，m3/h；　?。╭Vmin）υ滿足最小雷諾數(shù)要求時(shí)最小體積流量，m3/h；　　ρ，ρ0分別為工作狀態(tài)和校準(zhǔn)狀態(tài)下介質(zhì)的密度，kg/m3；　　υ，υ0分別為工作狀態(tài)和校準(zhǔn)狀態(tài)下介質(zhì)的運(yùn)動粘度，m2/s；　　Pmin最小工作壓力，Pa；　　PV工作溫度下液體的飽和蒸氣壓，Pa。　　比較（qVmin）ρ，和（qVmin）υ：　　若（qVmin）υ＜（qVmin）ρ，可測流量范圍和線性范圍為（qVmin）ρ～qVmax。 某型號渦街流量計(jì)特定校準(zhǔn)條件下流量測量范圍口徑DN/mm液體/（m3/h）氣體/（m3/h）標(biāo)準(zhǔn)測量范圍可選測量范圍標(biāo)準(zhǔn)測量范圍可選測量范圍20～121～156～505～7725～16～188～608～120402～302～4818～18018～310503～503～7030～30030～4808015～15010～17070～70070～123010020～20015～270100～1000100～192012536～36025～450150～1500140～300015050～50040～630200～2000200～4000200100～100080～1200400～4000320～8000250150～1500120～1800600～6000550～11000300200～2000180～25001000～10000800～18000注：校準(zhǔn)條件如下：　　2．氣體：常溫常壓空氣，t=20℃，P=（絕），ρ= kg/m3，υ=15106　　根據(jù)上述原則選擇的儀表口徑不－定與管道通徑相一致，如不同時(shí)應(yīng)連接異形管并配置一段必要的直管段長度。%R～177。l%R～177。由于VSF的儀表系數(shù)較低，頻率分辨率低，口徑愈大愈低，故儀表口徑不宜過大（DN300以下）。氣體為4～5m／s?！　SF的儀表系數(shù)不受測量介質(zhì)物性的影響，這是很大的優(yōu)點(diǎn)，可以用一種典型介質(zhì)校驗(yàn)而應(yīng)用到其他介質(zhì)去，對于解決校驗(yàn)設(shè)備問題提供便利。處理渦街信號的放大器電路中，濾波器的通帶不 同，電路參數(shù)亦不同，因此，同一電路參數(shù)是不能用于不同測量介質(zhì)的?！　×硗?，氣體和液體的密度差別很大，旋渦分離時(shí)產(chǎn)生的信號強(qiáng)度與密度成正比。即使同為氣體（或液體、蒸汽）隨著介質(zhì)壓力、溫度不同，密度不同，使用的流量范圍不同，信號強(qiáng)度亦不同，電路參數(shù)同樣要改變。7. 主要問題　　VSF大量使用已有十余年，使用效果不理想，總結(jié)起來主要有以下幾點(diǎn)原因。尤其近年來，一些生產(chǎn)廠片面追求利潤，產(chǎn)品粗制濫造，敗壞了VSF的聲譽(yù)?！　?）現(xiàn)場調(diào)整問題，現(xiàn)場投運(yùn)缺乏調(diào)整或調(diào)整不當(dāng)，正確的調(diào)整是用好的關(guān)鍵。其工作原理為：當(dāng)管道中流體流經(jīng)漩渦發(fā)生體而交換成兩側(cè)列漩渦即卡門旋街時(shí)，由于在漩渦分離點(diǎn)引起低壓，結(jié)果在漩渦發(fā)生體兩側(cè)產(chǎn)生反向的周期性壓力脈沖，并通過側(cè)面孔傳到漩渦發(fā)生體中心孔內(nèi)部而作用到振動舌上，使它沿著X軸做周期性橫向偏移，但由于振動舌上端固定，故這種周期性偏移實(shí)際上演變?yōu)閿_性振動，其頻率和相位嚴(yán)格與渦街壓力脈沖一致，但振幅甚微，振動舌始終不會碰觸漩渦發(fā)生體中心孔內(nèi)壁和電極支座。所以在漩渦壓力作用下僅是振動舌的下端相對于靜止的支座相對運(yùn)動。電容檢測電路按“差動開關(guān)電容”原理設(shè)計(jì)。 其適用范圍：SWINGWIRLⅡ電容式渦街流量傳感器是采用差動開關(guān)電容（DSC）作為檢測元件，來感測渦街發(fā)生體產(chǎn)生的渦街頻率的一種器材，壓力損失小；長期穩(wěn)定性好；工作壽命長；測量準(zhǔn)確度高等。例如：煤氣、天然氣、壓縮空氣、柴油；變溫液體及液化的二氧化碳、氮、天然氣等低溫液體。傳感器輸出的信號為0～10mA或4～20mA的電流信號，這一方面提高了信號遠(yuǎn)距離傳送過程中的抗干擾能力，減少了信號的衰減；另一方面為與標(biāo)準(zhǔn)化儀表和執(zhí)行器匹配提供了方便。本文采用的RCV420變換器是美國RURRBROWN 公司生產(chǎn)的精密電流環(huán)接收器芯片，用于將4～20mA輸入信號轉(zhuǎn)換成為0～5V輸出信號，它具有很高的性能價(jià)格比。％，共模抑制比CMR達(dá)86dB，共模輸入范圍達(dá)177?！。诃h(huán)路中串有其他儀表負(fù)載，或者在對變送器電壓有嚴(yán)格限制的應(yīng)用場合非常有用。RCV420無需其它外圍器件輔助，就能實(shí)現(xiàn)諸多功能。 RCV420變換器 工作原理 。兩個(gè)匹配的75Ω檢測電阻Rs構(gòu)成對稱輸入，可最程度地抑制CT腳的共模電壓信號，消除不同輸入端電流在差分電壓轉(zhuǎn)換時(shí)的不均衡。位于放大器反饋通道中的T型網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)用于產(chǎn)生所需要的－。 功能框圖 注意事項(xiàng)　 。為避免由外部電路引入的增益和CMR誤差，應(yīng)按圖示方法接地，并確保最小接地電阻。電壓基準(zhǔn)的輸出Ref OUT腳應(yīng)接至Ref IN，以產(chǎn)生電平偏置。RCV420的增益調(diào)節(jié)電路。采用此方法增大增益將導(dǎo)致CMR下降，因此，增益調(diào)節(jié)應(yīng)盡可能的小，以滿足前期的設(shè)置。在檢測電阻上并聯(lián)匹配電阻RX，可以減小增益。為了維持高共模抑制，并聯(lián)電阻的匹配很重要?！? 偏置調(diào)零有兩個(gè)方法可對RCV420的輸出偏置電壓進(jìn)行調(diào)零。在Rcv Com腳外接低輸出阻抗運(yùn)放，這種方法可對輸出偏置電壓進(jìn)行較大范圍地調(diào)節(jié)。 　　 　 A/D轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì) TLC549是美國德州儀器公司生產(chǎn)的8位串行A/D轉(zhuǎn)換器芯片，可與通用微處理器、控制器通過I/O CLOCK、CS、DATA OUT三條口線進(jìn)行串接口?？偸д{(diào)誤差最大為177。起作用是將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。REF+：正基準(zhǔn)電壓輸入 ≤REF+≤Vcc+。且要求：（REF+）－（REF）≥1V。 GND：接地端。DATA OUT：轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)串行輸出端，與 TTL 電平兼容，輸出時(shí)高位在前，低位在后。I/OCLOCK：外接輸入/輸出時(shí)鐘輸入端，同于同步芯片的輸入輸出操作，無需與芯片內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘同步。轉(zhuǎn)換時(shí)間為 36 個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期，最大為 17us。由此可見，在自 TLC549的 I/O CLOCK 端輸入8個(gè)外部時(shí)鐘信號期間需要完成以下工作：讀入前次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果；對本次轉(zhuǎn)換的輸入模擬信號采樣并保持；啟動本次 A/D轉(zhuǎn)換開始。其I/O CLOCK和DATA OUT 可以和另外的TLC548/549或外部單元共用。 當(dāng)CS為高時(shí)，數(shù)據(jù)輸出（DATA OUT）端處于高阻狀態(tài)，此時(shí)I/O CLOCK不起作用。一組通常的時(shí)序?yàn)椋海?）將CS置低。（2）前四個(gè)I/O CLOCK周期的下降沿依次移出第4和第五個(gè)位（DDDD3），片上采樣保持電路在第4個(gè)I/O CLOCK下降沿開始采樣模擬輸入。第8個(gè)I/O CLOCK后，CS必須為