[发明专利]一种基于压力传感器的储水池流速测量方法

说明书

本发明公开了一种基于压力传感器的储水池流速测量方法，属于自动控制和流速测量领域，包括水箱，水龙头，压力传感器，直流稳压电源，串行口，MSP430F149微处理器，数据处理算法，12864液晶显示器，PC机等。其中，水箱用来储水，水龙头负责控制水流的开关，压力传感器放置在水箱底部，用于感受水箱内液位压力的变化，其采集到的压力数据传输至MSP430F149微处理器，通过相应的数据处理算法，去除粗大误差，得到准确的AD数据，最终换算成液位高度信息和流速信息并实时显示在12864液晶显示器上，直流稳压电源则负责为各个模块供电，利用串行口，也可以将高度和流速信息显示在PC机的上位机上，实现利用压力传感器同时测量储水池液位高度和流速的目的。

技术领域

本发明涉及流速测量技术、自动控制等应用领域，特别是一种基于压力传感器的储水池流速测量方法。

背景技术

流速是确定水流运动特性的基本参量之一，与我们的生活密切相关，尤其广泛用于工业生产和农业灌溉领域。例如石油的管道传输，生产车间原材料的输送，水库水位及水流大小的监测，农业灌溉中蓄水池出水量的管理，港口航道中水体流速的预警等等。由此可见，对于流速的准确测量是十分必要的。现如今，旋桨流速仪、毕托管、粒子图像测速仪、激光多普勒流速仪是几种较为成熟的典型流速测量工具，但它们仍然存在以下一些不足。旋桨流速仪在测量时会干扰流体形态，不适合紊流和边界层的测量，当流体速度较小时，测量误差大，存在测量死区；毕托管测量误差较大，其进口必须深入到测量点，干扰流体形态；粒子图像测速仪在测量时需要借助强光来获取示踪粒子运动信息，限制了其适用场合；激光多普勒流速仪构造复杂，使用不灵活，且价格十分昂贵，一般中小企业难以承受。

压力传感器已经在许多领域被投入使用，但是其使用方法单一，通常只是用来测量压力数据和液位高度数据。再加上压力传感器本身漂移现象严重，所以几乎没有用于流速测量方面。

发明内容

为了解决上述问题，同时充分发挥出压力传感器的优势，使其具有更广阔的应用空间，发明一种基于压力传感器的储水池流速测量方法。由微处理器控制整个流速测量系统的运行，利用相应的数据处理算法，减小压力传感器的漂移现象，有效提高数据的测量精度，进而换算出液位和流速信息，达到利用压力传感器同时测量液位高度和流速大小的目的。

本发明采用的技术方案是：

一种基于压力传感器的储水池流速测量方法，包括数据采集模块，控制显示模块，数据处理算法。

所述数据采集模块包括压力传感器、A/D转换电路、直流稳压电源；所述控制显示模块包括MSP430F149微处理器、12864液晶显示屏、串行口、PC机；所述数据处理算法包括误差处理算法、流速转换算法。所述压力传感器放置于水箱底部，由直流稳压电源为其供电，并将其数据线连接至MSP430F149微处理器；所述串行口负责连接微处理器和PC机，进行数据的传输。

本发明提供的基于压力传感器的储水池流速测量方法，将压力传感器采集到的AD值数据传输至微处理器，利用微处理器内部下载好的数据处理程序实时校正数据，换算出当前的流速和液位高度值并最终显示在液晶屏上。

本发明区别于现有流速测量工具的最大特点是：利用压力传感器来进行储水池流速的测量，通过相应的数据处理算法，有效提高了压力传感器的测量精度，达到实际应用的要求。

本发明利用压力传感器和一种数据处理算法，实现了储水池液位高度和流速的准确测量。相比于现有的流速测量工具，本发明结构简单，成本低廉，使用方便，测量精度高，节省大量的人力成本，具有一定的市场推广价值。此外，本发明选用的微处理器具有很强的扩展功能，可以根据具体的应用环境作出相应的调整，例如在工业废水排放中，当水流速度过大时可以加入报警功能等。

附图说明

图1为基于压力传感器的储水池流速测量结构图

图2为该系统电路结构图