一、流量計電路參數

供電：外電12~24VDC/30mA(-20%~+15%)；內電3V6鋰電池二者自動切換。

（1）三線4~20mA線性校正電流輸出（Iout與GND回路負載≤600Ω@24V時）。

（2）程控脈沖輸出：高電平≥5V（供電電壓-1V）；低電平<0.5V；含3K上拉電阻的集開輸出。

（3）測溫支持Pt100和Pt1000軟件選擇。

（4）測壓支持3K以下硅壓阻式壓力傳感器和4-20mA壓力變送器跳線選擇。

（5）通訊支持MODBUS-RTU協議的485通訊。

二、電路描述

     VT3W三線制新三代渦街流量計電路，其信號測量電路分為MSP混合數字信號處理型和改進的經典模擬放大濾波電路兩種，以便應對各種復雜的現場環境。

 

（一）MSP混合自適應數字信號處理型前端電路：

采用精簡、高效的低功耗新型數字信號處理電路，經多年研究改進，放棄了難于解決下限不規則波的二代純軟件濾波處理方案。創造性采用了可調電荷匹配放大，可調增益變換和精細分區濾波的前端預處理硬件，窗函數和FFT頻譜分析等小波信號理論進行時域和頻域多元化軟件處理。按分區限制的理念對A/D轉換采集的渦街信號進行MSP-混合數字信號處理，采用16段區間限定濾波，較好解決了由于流量介質密度和粘度的不確定性引起的渦街電路工作頻率的大幅偏差，使濾波頻帶與現場工作不符從而引起測量大幅失真的難題。并了由波形匹配和信噪比確定測量下限的流量波形分析理念，對長期困擾渦街流量計抗震差，下限不穩定，抗50Hz電磁干擾差等的問題有了很大改善。可對工作參數進行精確設置。由硬件和軟件混合處理，時域和頻域混合計算后輸出與流量對應的頻率可在很大的流量范圍內準確測量氣體、液體和蒸汽的流量。

 

（二）改進的經典模擬放大濾波型前端電路：

新的模擬放大濾波型前端電路提高了輸入阻抗，從而減少了低頻端的波形失真。將K1精簡為6位由，按1-2-5-10進率重新調整了K2和K3濾波電容參數，兼顧了DN15-20，使對DN25以下的小口徑測氣有更好的適用性。但對DN350以上的濾波略有減弱。同時K2和K3對稱有利于同步調整。改進了脈沖輸出部分電路，對高頻和輸出驅動的適應性有一定提高。增加了電源輸入部分的濾波和保護，提高了可靠性和抗電源噪聲干擾能力。

 

（三）兩款統一的流量計算顯示電路：

MSP數字型和模擬型都采用同樣的后端配線板（兩種放大顯示處理電路可互換）。可由中文/英文提示軟件菜單選定適應各種口徑和各類測量介質區段（僅MSP型）。數據處理后由LCD12864液晶顯示。信號遠傳電路可用三線制4-20mA輸出電流訊號。另有一路可編下義的多用的程控脈沖輸出信號，可設為各種輸出模式。另可配MODBUS485-RTU通訊。

1）  脈沖輸出方式：

A、      信號頻率輸出：直接實時輸出探頭檢測信號的頻率，通常用于儀表標定校準。

B、      校正頻率輸出：對實時監測信號按照流量系數修正后的輸出

C、      頻率輸出：輸出轉換后頻率，頻率值按滿度流量輸出1000Hz線性計算。

D、      脈沖數出：輸出轉換后脈沖，脈沖個數按照每個計算周期的累積流量除以脈沖當量計算，每個計算周期只允許輸出1000個脈沖，如果計算周期內實際脈沖數大于1000個，則自動累計到下一個計算周期輸出；小的每個周期只允許輸出4個脈沖，如果計算周期內實際脈沖數不足4個脈沖，則自動累計到下一個計算周期輸出；輸出脈沖的有效電平為高電平。注意：工程師需要根據當前適用對象，設置合適的脈沖當量因子。

E、 上限報警輸出—高于設置的報警流量輸出報警，報警時輸出三極管導通到地為低電平；非報警時輸出三極管截止，上拉電阻使端子上為高電平。

F、     下限報警輸出—低于設置的報警流量輸出報警，報警時輸出三極管導通到地為低電平；非報警時輸出三極管截止，上拉電阻使端子上為高電平。

2）              電流輸出：

電流輸出為線性4-20mA，輸出范圍為[4-22.4]mA。當瞬時流量小于等于下限切除流量時，或者信號頻率為0時，輸出4mA電流。其他情況電流按照切除流量輸出4mA，滿度流量輸出20mA線性計算輸出電流值，如果計算出的電流值超過22.4mA,則輸出22.4mA。

3）  Modbus通訊功能：

變送器支持以Modbus的4800和9600波特率通訊，通過Modbus-RTU協議的3號命令（讀取保持寄存器），動態讀取儀表實時運行的各種參數，響應時間在50mS以內；Modbus連續命令間隔100mS；

4）  使用環境：

由于使用環境溫度不同，LCD屏的顯示響應速度也有變化，在低溫下如果LCD刷新速度過快會造成顯示不清晰。采用工程師菜單內的《環境溫度》選項，設置選擇LCD屏幕的刷新速度為-20℃可在低溫場合使用。

5）  頻段選擇：

根據渦街信號的頻率范圍劃分16個頻段，分別是：1.6-45Hz、2.4-65Hz、3.6-90Hz、4.8-120Hz、6.4-160Hz、8.8-220Hz、11-275Hz、14-350Hz、18-450Hz、22-550Hz、28-700Hz、34-850Hz、42-1050Hz、52-1300Hz、64-1600Hz、96-2400Hz。用戶可根據變送器的使用對象，在工程師菜單中設置適合的頻段。注意，如果頻段設置與信號對象不符，變送器會工作不正常。

6）  儀表MSP參數設置菜單類：

在MSP設置菜單中，可設定信號輸入電容、增益、信號切除峰峰值電壓、50Hz

切除開關、強抗干擾模式、信號濾波等各種模式參數；正確設置MSP參數有益與提高

儀表性能，錯誤的MSP參數設置會降低儀表性能。所以MSP設置菜單內的各項必須是

專業人員方可操作！

 

流量計工作界面

流量計工作界面包括兩個界面，一個是主界面，一個是輔助界面。如圖：

 

圖表 1主工作界面 

 

信號較測模式：

l        L=低區0-1/4

l        H=高區1/4-1/2

l        S=窄=濾噪5%

l        M=中=濾噪10%

l        W=寬=濾噪15%

l        N=否=關

供電模式顯示“插頭”圖案表示當前是電源供電；顯示“電池”圖案表示當前電池供電

當T溫度和P壓力后面顯示為“=”時表示當前溫度和壓力為實測值；

當T溫度和P壓力后面顯示為“≡”時表示當前溫度和壓力測量時超限，使用的是默認

設置值，注意此時需要排查傳感器是否異常！

       當T溫度的恒等標為“Tu≡”表示測量溫度超500度的上限，此時溫度固定取工程師菜單內的“默認溫度”的設置值。

       當T溫度的恒等標為“Td≡”表示測量溫度超-200度的下限，此時溫度固定取工程師菜單內的“默認溫度”的設置值。

       當P壓力的恒等標為“Pd≡”表示測量壓力低于-101.3kPa。此時壓力固定取工程師菜單內的“默認壓力”的設置值。

       當P壓力的恒等標為“Pu≡”表示測量壓力超上限一倍量程（量程為壓力上限值與壓力下限值之差），此時壓力固定取工程師菜單內的“默認壓力”的設置值。

    當T溫度或P壓力后面為“≈”時，表示顯示溫度或壓力為蒸汽的反推計算值。

 

圖表 2輔助工作界面

              輔助界面中，信號頻率行不同的名稱代表不同的運行狀態

2       Fin—正常信號頻率

2       FinCV—信號幅度弱，輸出被切除，此時不計算流量

2       FinC5—信號屬于50Hz噪聲，輸出被切除，此時不計算流量

2       FinFL—信號低于頻段范圍，輸出被切除，此時不計算流量

2       FinFH—信號高于頻段范圍，輸出被切除，此時不計算流量

2       FinSL—信號波數過低，輸出被切除，此時不計算流量

2       FinSM—信號波過雜亂，輸出被切除，此時不計算流量

2       FinCS—信號特征屬于噪聲，輸出被切除，此時不計算流量

輔助界面中，輸出頻率行不同的名稱代表不同的輸出狀態

u      F_bas—基礎信號輸出，即按照實測信號頻率輸出

u      F_adj—校正輸出，按多點K值校正輸出詳細算法參見后面章節

u      F_out—頻率輸出，根據實測信號，計算輸出一定頻率的信號。

信號頻率=瞬時流量  * 1000  / 滿度流量 （Hz）

u      Pulse—脈沖輸出，根據菜單中“脈沖因子”計算所得的輸出脈沖個數

u      H-AL=0—高報警未產生

u      L-AL=0—低報警未產生

u      H-AL=1—高報警產生

u      L-AL=1—低報警產生

u      NO—當前輸出無效

 

輔助界面中，輸出電流行后面的值，在電源供電模式下，為實際輸出的電流值；在電池供電模式下，固定顯示0.0（因為此時無電流輸出）

 

主界面和輔助界面之間通過按‘+/S’左鍵和‘’右鍵切換。

左鍵為+并下翻頁，長按為S退出。    右鍵為<并上翻頁，長按為E進入和確認。

 

在輔助界面下，長按‘’左鍵進入密碼輸入狀態。用戶可通過連續按‘+/S’鍵選擇當前輸入位置需要輸入的密碼數字，按‘’鍵移動輸入光標位置。當輸完2位密碼后，長按‘’進入與密碼對應的功能設置菜單；在密碼輸入狀態下，長按‘+/S’鍵返回輔助界面，繼續更新顯示計量值。

關于主工作界面和輔助工作界面的刷新速度。在工程師菜單中，有“環境溫度”設置項，電源供電模式下，如果選擇-10℃時， 1.2秒刷新一次；如果選擇-20℃，8秒刷新一次；電池供電模式下，4秒一次刷新。