[发明专利]一种涡街流量计

说明书

技术领域

本发明属于一种测量流量的传感器，特别是一种新型的涡街流量计。

背景技术

涡街流量计是一种根据卡门漩涡理论设计的测量管道内流体流量的传感器，具有精度高，压力损失小，量程范围大等优点，是节流流量计的理想产品。但涡街流量计抗振性能差，在低速时涡弓信号很微弱，易被噪声干扰。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术中存在的不足，提供一种针一种涡街流量计，采用 STM32芯片的数字涡街信号处理方法，将涡弓传感器输出信号通过低噪声前置放大电路，来采用低速下涡弓信号，再经频谱分析法，FFT准确计算出涡弓信号的频率，有效提高了测量精度。

本发明的目的是这样实现的：由前置放大电路和信号处理两部分组成。其特征是，前置放大电路包括电荷放大电路和自动增益控制放大电路。首先将微弱的电荷信号转换成与电荷量成正比的电压信号，若将电压信号进行放大，放大后送入信号处理，而信号处理采用STM32F103VC作主控元件，完成对采集信号的A/D转换，再进行软件频谱分析，流量计算与液晶显示。

本发明的有益效果是，根据涡街流量计的特征，采用了自动增益控制运算放大器，FFT变换，STM32MCU信号处理电路的新型涡街信号，再经FFT变化处理，提取的涡街传感器信号，再经STM32MCU信号处理电路，该STM32中拥有专门PSP算法，符合流量计的特性的要求，从而达到涡街流量计可测量程比较宽的使用要求。

附图说明：

      图1为本发明涡街信号处理框图

图2为本发明的前置放大电路

具体实施方式：

由图1，图2可知：本系统由两个部分组成，一是前置放大电路，二是信号处理电路。其中前置放大电路，采用电荷放大器将电荷信号转成电压信号，再由放大电路进行放大，利用变增益的放大器保持的信号幅值稳定，各种干扰信号保持很好的抑制。因此只要将采集到的信号通过FFT频谱分析，即可保持涡街的频率，根据公式f=kq从而保持被测流体的流速。

STM32信号处理器是以STM32F103VCT6为核心的32位单片机。软件由主程序和中断服务程序两部分组成，主程序由信号的FFT算法实现，流量计算，测量结果显示，按键处理及串口通讯各模块组成。

经前置放大的涡街信号，通过模拟信号输入端，软件设置采样频率为1024HZ，频谱分析经串口，RS232转换发自PC机通过串口调试可看到FFT计算结果，可见涡街传感器各频率的分量。经过FFT变换后，提取一阶分量作为信号检测源，剔除各种随机噪声干扰源，有利于低流速下弱涡街信号的检测。

根据涡街流量计的特征，采用了自动增益控制运算放大器，FFT变换，STM32MCU信号处理电路的新型涡街信号，再经FFT变化处理，提取的涡街传感器信号，再经STM32MCU信号处理电路，该STM32中拥有专门PSP算法，符合流量计的特性的要求，从而达到涡街流量计可测量程比较宽的使用要求。