一种LZP流量计及流量计算方法技术

本发明专利技术属于仪器仪表、计量测量技术领域，尤其涉及一种LZP流量计及流量计算方法。LZP流量计包括置于LZP流量计的测量管路中的磁性浮子；设在测量管路外部的磁性感应传感器，用来测量出浮子位置变化所产生的磁场强度的变化。本发明专利技术不仅提高了运算速度和改进了实时跟踪流量的真实值，还提高了LZP流量计的精确度,对采样通道运算放大模块的改进使得LZP流量计的性能都得到了较为显著的提高。本发明专利技术计算方法能有效提高流量计的测量精度、稳定性以及运算速度，满足流量计行业所追求产品的高质量、低价格和便捷的维护及服务的要求。本发明专利技术算法填补了该项技术的空白，产品具备较好的市场竞争优势和市场应用前景，适宜在行业大力推广和应用。

【技术实现步骤摘要】
一种LZP流量计及流量计算方法
本专利技术属于仪器仪表、计量测量
，尤其涉及一种LZP流量计及流量计算方法。
技术介绍
LZP流量计的原算法是将采样数据进行补偿后再进行算数平均处理，这样不但计算时间长还会在流量突变时出现显示值大幅度跳动的情况出现，后来改进为采用加权平均的算法进行处理数据，但加权平均也存在乘法运算时间长的问题也不能及时处理流量突变的问题，这样不但影响计算速度即不能实时跟踪流量的真实值还影响LZP流量计的精确度，除了算法存在问题外，硬件在采样通道的运算放大模块也存在不能具有针对性的实时反映流量的真实值的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷与改进需求，本专利技术提出了一种LZP流量计及流量计算方法。其目的是为了提高流量计的测量精度、稳定性以及运算速度。本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种LZP流量计，包括：置于LZP流量计的测量管路中的磁性浮子；设在测量管路外部的磁性感应传感器，用来测量出浮子位置变化所产生的磁场强度的变化。所述的一种LZP流量计，还包括由磁性感应传感器、信号放大模块及模数转换模块组成的采样通道。所述磁性感应传感器将测量出浮子位置变化所产生的磁场强度的变化数据以电信号的形式连接到信号放大模块，再由模数转换模块将被放大了的信号转换成数字量传送给中央处理器，经过计算后再传送给显示单元模块将流量值显示出来。所述信号放大模块包括运算放大器IC，所述运算放大器IC包括电容C和二极管D，其中所述电容C、二极管D、电阻R并联后一端连接运算放大器IC的反向输入端，另一端连接运算放大器IC的正向输入端。所述二极管D的负极连接反向输入端，二极管D的正极连接正向输入端。所述运算放大器IC的反馈包括：第一部分：由电容C组成反馈通道A：即将电容C的一端连到运算放大器IC输出端，电容C的另一端连接到运算放大器IC的反向输入端,当被测介质的流量变化较大时也就是通过放大模块的电流信号变化较大时即大波动状态，根据电容C的特性电容C对交变信号的容抗为零得知该信号会通过反馈通道A来对信号进行放大处理；第二部分：由二极管D组成反馈通道B：即二极管D的正极连接到运算放大器IC的输出端，二极管D的负极连接到运算放大器IC的反向输入端；当放大模块电流变化大于0.2V且不是较快变化时即小波动状态，电流信号将通过反馈通道B来进行放大处理；第三部分：由电阻R3组成反馈通道C：即电阻R的一端连接到运算放大器IC5的输出端，电阻R3的另一端连接到运算放大器IC的反向输入端；通过反馈通道C的电流信号小于0.2V的相对稳定信号即为稳定状态。一种LZP流量计的流量计算方法，包括以下步骤：步骤1.按不同的三种通道特性实现对应数据处理模块处理数据；步骤2.利用数据滚动处理方法实现数据处理和计算；步骤3.利用累加后余数的处理方法提高计算精度。所述计算方法包括瞬时流量和累积流量的算法范畴；所述瞬时流量是指在某一工段内被测介质的实时流量值；所述累积流量是指在某一工段内瞬时流量的累加值，在该工段内瞬时流量恒定时，在该工段内的累积流量等于瞬时流量乘以工段时长，在该工段内瞬时流量不相等时，在该工段内的各瞬时值累加和即为该工段的累积流量。所述按不同的三种通道特性实现对应数据处理模块处理数据，包括第一数据处理模块、第二数据处理模块Ⅱ、第三数据处理模块具体实施如下：（1）在反馈通道A中处理大波动状态时的反馈信号即流量波动较大时的反馈信号，电容C对交变信号的容抗为零,看为是导通状态，反馈通道A的反馈信号用第一数据处理模块进行处理，将采样通道的数据直接送显示模块进行数值显示称为数据直接处理方法；（2）在反馈通道B中处理小波动状态用第二数据处理模块，即大于0.2V的小波动反馈信号，二极管D的压降为0.2V，反馈通道B中只能通过大于0.2V的小波动反馈信号，第二数据处理模块的具体数据处理是在数据存储区开辟出八个单元的数据存储单元，将该数据存储区记为数组8，将数组8的第2个单元的数据移动到第1个单元，以此类推至将第8个单元的数据移动到第7个单元，最后将从采样通道刚采集到的数据存放到第8个数据存储单元，再将数组8的八个数据的平均值送到显示模块来进行显示；即称为数据滚动处理方法的I级滚动处理方法；（3）在反馈通道C中处理稳定状态的反馈信号采用第三数据处理模块来进行数据处理，在数据存储区开辟16个单元组成一数组，记为数组16，将采样通道的数据采集后通过数组8求得平均值后，在将数组16的第2单元数据移动到第1单元，以此类推到将第16单元的数据移动到第15单元，再将数组8求得的平均值存放发到数组16的第16单元后求得平均值在送显示模块进行数值显示，称为数据滚动处理方法即II级滚动处理方法。所述数据滚动处理方法包括：在第一数据处理模块中采用的是数据直接处理方法、在第二数据处理模块中采用的是I级滚动处理方法、在第三数据处理模块中采用的是II级滚动处理方法，在数据存储单元开辟出两个数组空间，一个为数组8,另一个为数组；当反馈通道A工作时,采用数据直接处理方法将数据直接送显示模块来显示该数据，同时将采集的数据发送至数组8中按I级滚动处理方法进行数据处理；当反馈通道B工作时，采用第二数据处理模块来处理数据，即采用数组8进行I级滚动处理方法来处理数据；当反馈通道C工作时，将采集的数据通过第二数据处理模块进行I级滚动处理后，再将求得的平均值通过第三数据处理模块进行II级滚动处理，求出平均值后送显示模块进行数值显示；所述利用累加后余数的处理方法提高计算精度，是通过实际测试和调整对应不同通道的值，分为三段来处理和计算不同反馈通道所对应的处理方法，即数据直接处理方法、I级滚动处理方法、II级滚动处理方法来进行计算和数据处理；所述数据处理分为三个数据模块分别计算和处理，通过数据判断模块按三种情况分别把程序跳转到不同的数据处理模块来处理和计算数据。本专利技术具有以下优点及有益效果：本专利技术算法的特点是：1.数据处理的计算方法和硬件设备相结合进行具有针对性的计算和处理数据。2.针对不同的反馈通道进行不同的数据处理和计算。3.利用位移计算来替代乘法运算，提高运算速度。4.利用滚动法替代了算数平均算法和加权平均算法，并优化了数据处理程序和减小了计量误差即提高了LZP流量计的精确度。5.在流量大波动时数据直接显示，更真实快捷。6.流量不同的情况进行不同的数据处理。本专利技术在硬件和软件两个方面都进行了研发改进，不但提高了运算速度和改进了实时跟踪流量的真实值，还提高了LZP流量计的精确度,对采样通道运算放大模块的改进使得这个LZP流量计的性能都得到了提高，精度、稳定性、线性、重复性、回程值、显示的平稳性等等具有较为显著的改进和提高。本专利技术计算方法，通过对应硬件的三种特性的运算放大器的反馈通道来实现三种处理方法，并采用滚动方法来处理数据，软件和硬件对应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LZP流量计，其特征是：包括：/n置于LZP流量计的测量管路中的磁性浮子；/n设在测量管路外部的磁性感应传感器，用来测量出浮子位置变化所产生的磁场强度的变化。/n

【技术特征摘要】
1.一种LZP流量计，其特征是：包括：
置于LZP流量计的测量管路中的磁性浮子；
设在测量管路外部的磁性感应传感器，用来测量出浮子位置变化所产生的磁场强度的变化。


2.根据权利要求1所述的一种LZP流量计，其特征是：还包括由磁性感应传感器、信号放大模块及模数转换模块组成的采样通道。


3.根据权利要求1所述的一种LZP流量计，其特征是：所述磁性感应传感器，将测量出浮子位置变化所产生的磁场强度的变化数据以电信号的形式连接到信号放大模块，再由模数转换模块将被放大了的信号转换成数字量传送给中央处理器，经过计算后再传送给显示单元模块将流量值显示出来。


4.根据权利要求2所述的一种LZP流量计，其特征是：所述信号放大模块包括运算放大器IC，所述运算放大器IC包括电容C和二极管D，其中所述电容C、二极管D、电阻R并联后一端连接运算放大器IC的反向输入端，另一端连接运算放大器IC的正向输入端。


5.根据权利要求4所述的一种LZP流量计，其特征是：所述二极管D的负极连接反向输入端，二极管D的正极连接正向输入端。


6.根据权利要求4所述的一种LZP流量计，其特征是：所述运算放大器IC的反馈包括：
第一部分：由电容C组成反馈通道A：即将电容C的一端连到运算放大器IC输出端，电容C的另一端连接到运算放大器IC的反向输入端,当被测介质的流量变化较大时也就是通过放大模块的电流信号变化较大时即大波动状态，根据电容C的特性电容C对交变信号的容抗为零得知该信号会通过反馈通道A来对信号进行放大处理；
第二部分：由二极管D组成反馈通道B：即二极管D的正极连接到运算放大器IC的输出端，二极管D的负极连接到运算放大器IC的反向输入端；当放大模块电流变化大于0.2V且不是较快变化时即小波动状态，电流信号将通过反馈通道B来进行放大处理；
第三部分：由电阻R组成反馈通道C：即电阻R的一端连接到运算放大器IC的输出端，电阻R的另一端连接到运算放大器IC的反向输入端；通过反馈通道C的电流信号小于0.2V的相对稳定信号即为稳定状态。


7.一种LZP流量计的流量计算方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤1.按不同的三种通道特性实现对应数据处理模块处理数据；
步骤2.利用数据滚动处理方法实现数据处理和计算；
步骤3.利用累加后余数的处理方法提高计算精度。


8.根据权利要求7所述的一种LZP流量计的流量计算方法，其特征是：所述计算方法包括瞬时流量和累积流量的算法范畴；
所述瞬时流量是指在某一工段内被测介质的实时流量值；
所述累积流量是指在某一工段内瞬时流量的累加值，在该工段内瞬时流量恒定时，在该工段内的累积流量等于瞬时流量乘以工段时长，在该工段内瞬时流量不相等时，在该工段内的各...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明杰，赵敉悦，陈平，
申请(专利权)人：沈阳北星仪表制造有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21