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    超声流量计原理计数与逻辑控制电路

    来源:上海佰质仪器仪表有限公司    时间:2018-02-10
    [导读]:

    超声波流量计逻辑控制电路和计数器采用的是CPLD器件来实现的,以此来完成计数和逻辑控制功能。

     

    在此介绍的器件主要选用由VANTIS公司所生产的MACK系列器件。

     

    该公司所生产的器件具有独特的保证固定延迟时间的速度同步特性,其引脚到引脚的传输延迟时间 tPD与逻辑路径、布线资源和设计的再分配均无关,此器件还具有系统编程功能,器件可以在焊接装配之前或之后进行编程写入,同时也可以在后期很方便的通过编程接口来改写程序,程序的改写可使用电擦除,在整个电擦除过程中都是由软件自动完成的。

    超声波流量计

                                                 CPUCPLD及有关控制电路原理图

    超声波信号传播时间的测量控制

     

    计数器计数启动是由CPU 控制的CPLD 接收到CPU 的控制信号后立即产生一个传感器驱动控制信号,启动主计数器开始计数(计数频率相当于160MHz) , 同时接通峰值保持的复位开关(KG2 由低电平变为高电平) , 使峰值保持电路处于复位状态。

     

    此时CPLD 内部的另外两个延时计数器也同时启动计数时钟是由CPU 的输出信号AL E 产生的, 一个延时计数器是用于接收信号控制开关(KG3) 工作的KG3 为低电平时, 模拟开关断开信号可以通过接收电路,KG3 为高电平时模拟开关接通信号输入端接地, 信号无法通过, 延时计数器溢出时, KG3 控制端电平由高变低当接收超时后KG3 控制端电平由低变高。

     

    另一个延时计数器是用于接收允许控制的此计数器溢出时CPLD 内部控制接收信号有效即在此时刻之后接收到的信号才认为是有效的, 这是传播时间的最小值传播时间的最大值是由CPU 控制的传播时间只有在这两个值之间才有效。

     

    接收信号经放大、滤波后, 进入电压比较电路, 得到过零点、过+ 012V 和过– 012V 信号。当信号过-012V有效时控制峰值保持的复位开关KG2 由高电平变为低电平使峰值保持电路处于保持状态, CPU通过A /D转换电路测得信号的峰值作为下一次自动增益调节的参考值同时根据此值为判断本次测量数据的有效性。

     

    当信号过+ 012V 有效时, 认为接收到信号此时控制主计数器停止计数, 从而得到主计数器的值, 根据此值计算出传播时间t

     

    如果没有接收到有效信号到一定时间后CPU会发出停止测量的信号此时接通接收控制开关KG3, 不允许信号通过同时CPLD 内部也停止测量,接收允许控制无效。

    超声波流量计

                                                           CPLD 逻辑控制时序示意图

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    1、浓盐酸用什么流量计 ?

    答: 对于浓盐酸等腐蚀性强的介质,应选用电磁流量计,衬里必须选择四氟,电极选用哈式电极,这些材质都有很好的耐腐蚀性


    2、流量计精度等级为2.5级,是什么意思 ?

    答:所谓的精度等级概念是:在实际测量所得的流量中允许最大误差的百分比。例如量程为10~200m³/h的流量计,其最大会产生的误差为(10~200)×(±2.5%)=(±0.25~5)m³/h

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