脉冲式涡街流量计的输出脉冲的检测、判断装置及方法

摘要

本发明提供一种脉冲式涡街流量计的输出脉冲数量的检测装置，包括：A/D采样模块；异常宽度脉冲滤除模块；脉冲数量检测模块；输出模块。本发明还提供一种输出脉冲异常的判断装置，包括：A/D采样模块；异常宽度脉冲滤除模块；脉冲数量检测模块；流量规律保存模块；实时数据比较模块；异常情况处理模块；输出模块。相应地，本发明还提供一种输出脉冲数量的检测方法和输出脉冲异常的判断方法。本发明在检测脉冲式涡街流量计的输出脉冲数量之前能先将异常宽度的干扰脉冲滤除，实现准确地测量流体的实际流量。另外，当判断输出脉冲出现异常情况时，能及时地通知采取有效的应对措施，确保生产过程的安全有序以及维护用户的合法利益不受损害。

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，具体来说，涉及一种脉冲式涡街流量计的输出脉 冲数量的检测装置、输出脉冲异常的判断装置以及检测方法、判断方法。

背景技术

脉冲式涡街流量计广泛地用于工业管道中介质流体的流量测量，包括气体、 液体或蒸汽等多种流体。其安装在管道中，并把检测结果以脉冲的方式输出，根据 输出脉冲的数量来计算流体的流量。

目前的检测方法一般只能检测流量计的输出脉冲的数量，而对所述输出脉冲 出现异常的情况则不能判别，这造成了当所述输出脉冲出现异常的情况时首先流体 流量计算的不准确，其次不能及时地采取有效的应对措施，这可能会造成生产危险 或者损害用户的合法利益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种脉冲式涡街流量计的输出脉冲数量的 检测装置、输出脉冲异常的判断装置以及检测方法、判断方法，在检测输出脉冲的 之前先排除异常宽度的干扰脉冲，达到准确的流量测量。另外，当判断输出脉冲出 现异常情况时及时地通知采取有效的应对措施，确保生产过程的安全有序以及维护 用户的合法利益不受损害。

为解决上述技术问题，本发明提供一种脉冲式涡街流量计的输出脉冲数量的 检测装置，包括：

A/D采样模块，与涡街流量计相连接，用于采集所述涡街流量计的输出脉冲；

异常宽度脉冲滤除模块，与所述A/D采样模块相连接，用于判断所述A/D采 样模块所采集的输出脉冲的宽度是否正常，滤除异常宽度的脉冲；

脉冲数量检测模块，与所述异常宽度脉冲滤除模块相连接，用于对滤除了异 常宽度的脉冲的输出脉冲进行检测，获得输出脉冲的实际数量；

输出模块，分别与所述异常宽度脉冲滤除模块和脉冲数量检测模块相连接， 用于显示所述检测装置的运行参数和/或所述输出脉冲的实际数量。

可选地，所述检测装置还包括输入模块，分别与所述异常宽度脉冲滤除模块 和脉冲数量检测模块相连接，用于设置所述检测装置的运行参数。

可选地，所述存储模块包括铁电存储器和/或快闪存储器。

本发明还提供一种脉冲式涡街流量计的输出脉冲异常的判断装置，包括：

A/D采样模块，与涡街流量计相连接，用于采集所述涡街流量计的输出脉冲；

异常宽度脉冲滤除模块，与所述A/D采样模块相连接，用于判断所述A/D采 样模块所采集的输出脉冲的宽度是否正常，滤除异常宽度的脉冲；

脉冲数量检测模块，与所述异常宽度脉冲滤除模块相连接，用于对滤除了异 常宽度的脉冲的输出脉冲进行检测，获得输出脉冲的实际数量；

流量规律保存模块，用于保存一段时间内的流量规律；

实时数据比较模块，分别与所述脉冲数量检测模块和流量规律保存模块相连 接，用于将某一时间段内的输出脉冲的实际数量转化为相应的实时流量，与该时间 段的流量规律进行比较，判断所述实时流量是否正常，如果正常，则将所述某一时 间段内的实时流量作为新的流量规律返回到所述流量规律保存模块，如果异常，则 不更新该时间段的流量规律；

异常情况处理模块，与所述实时数据比较模块相连接，用于当所述实时数据 比较模块判断某一时间段的实时流量为异常时，对所述异常情况进行处理；

输出模块，分别与所述异常宽度脉冲滤除模块、脉冲数量检测模块、流量规 律保存模块和实时数据比较模块相连接，用于显示所述判断装置的运行参数、输出 脉冲的实际数量、一段时间内的流量规律和/或某一时间段内的实时流量。

可选地，所述判断装置还包括输入模块，分别与所述异常宽度脉冲滤除模块、 脉冲数量检测模块、实时数据比较模块和流量规律保存模块相连接，用于设置所述 判断装置的运行参数或者一段时间内的流量规律。

可选地，所述判断装置还包括脉冲幅度判断模块，分别与所述A/D采样模块、 输出模块、输入模块和异常情况处理模块相连接，用于判断所述A/D采样模块所 采集的输出脉冲的幅度是否正常，如果异常，则驱动所述异常情况处理模块对所述 异常情况进行处理。

可选地，所述异常情况处理模块包括无线通信模块和/或输出控制模块，所述 无线通信模块用于当所述判断装置判断到异常情况时向监控主站发出告警信号，所 述输出控制模块用于当所述判断装置判断到异常情况时及时地关闭管道。

可选地，所述存储模块包括铁电存储器和/或快闪存储器。

相应地，本发明提供一种脉冲式涡街流量计的输出脉冲数量的检测方法，包 括：

A.设置并加载检测装置的运行参数；

B.采集所述涡街流量计的输出脉冲；

C.判断A/D采样模块所采集的输出脉冲的宽度是否正常，滤除异常宽度的 脉冲；

D.对滤除了异常宽度的脉冲的输出脉冲进行检测，获得所述输出脉冲的实际 数量。

本发明还提供一种脉冲式涡街流量计的输出脉冲异常的判断方法，包括步骤：

A.设置并加载判断装置的运行参数；

B.采集所述涡街流量计的输出脉冲；

C.判断A/D采样模块所采集的输出脉冲的宽度是否正常，滤除异常宽度的 脉冲；

D.对滤除了异常宽度的脉冲的输出脉冲进行检测，获得所述输出脉冲的实际 数量；

E.将某一时间段内的输出脉冲的实际数量转化为相应的实时流量，与该时间 段的流量规律进行比较，判断所述某一时间段的实时流量是否正常；

F.当判断所述某一时间段的实时流量为异常时，对所述异常情况进行处理。

可选地，所述判断方法在步骤B之后还包括：

C1.判断A/D采样模块所采集的输出脉冲的幅度是否正常；

D1.当判断所述输出脉冲的幅度为异常时，对所述异常情况进行处理。

可选地，所述对异常情况进行处理包括向监控主站发出告警信号和/或及时地 关闭管道。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明在检测脉冲式涡街流量计的输出脉冲数量之前能先将异常宽度的干扰 脉冲滤除，实现准确地测量流体的实际流量。另外，当判断输出脉冲出现异常情况 时，能及时地通知采取有效的应对措施，确保生产过程的安全有序以及维护用户的 合法利益不受损害。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例 的描述而变得更加明显，其中：

图1为本发明一个实施例的脉冲式涡街流量计的输出脉冲数量的检测装置的 结构框图；

图2为本发明另一个实施例的脉冲式涡街流量计的输出脉冲数量的检测装置 的结构框图；

图3为本发明一个实施例的脉冲式涡街流量计的输出脉冲异常的判断装置的 结构框图；

图4为本发明另一个实施例的脉冲式涡街流量计的输出脉冲异常的判断装置 的结构框图；

图5为本发明另一个实施例的脉冲式涡街流量计的输出脉冲异常的判断装置 的结构框图；

图6为本发明一个实施例的脉冲式涡街流量计的输出脉冲数量的检测方法的 流程图；

图7为本发明一个实施例的脉冲式涡街流量计的输出脉冲异常的判断方法的 流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发 明的保护范围。

图1为本发明一个实施例的脉冲式涡街流量计的输出脉冲数量的检测装置的 结构框图。如图所示，该检测装置100可以包括：

A/D采样模块102，与涡街流量计相连接，用于采集涡街流量计的输出脉 冲；

异常宽度脉冲滤除模块104，与A/D采样模块102相连接，用于判断A/D 采样模块102所采集的输出脉冲的宽度是否正常，滤除异常宽度的脉冲；

脉冲数量检测模块106，与异常宽度脉冲滤除模块104相连接，用于对滤 除了异常宽度的脉冲的输出脉冲进行检测，获得输出脉冲的实际数量；

输出模块108，分别与异常宽度脉冲滤除模块104和脉冲数量检测模块106 相连接，用于显示检测装置100的运行参数和/或输出脉冲的实际数量。

图2为本发明另一个实施例的脉冲式涡街流量计的输出脉冲数量的检测装置 的结构框图。如图所示，该检测装置100可以还包括输入模块110，分别与异常宽 度脉冲滤除模块104和脉冲数量检测模块106相连接，用于设置检测装置100的运 行参数。

在本实施例中，由于脉冲式涡街流量计可测量的输出脉冲的频率为1Hz～ 20000Hz，因此输出脉冲的正常宽度范围可以是0.05ms～1000ms。

在本实施例中，检测装置100的运行参数可以包括运行电压、检测量程、流 量计算参数或校准系数等。

在本实施例中，异常宽度脉冲滤除模块104和脉冲数量检测模块106也可 以由一个中央处理器(CPU)实现。该CPU可以含32位ARM硬件平台、内嵌 μC/OS II嵌入式操作系统软件平台，其既能按照预定的程序独立工作，又能接收并 执行外界指令进行工作。

在本实施例中，检测装置100还可以包括存储模块、时钟模块和电源。存 储模块用于存储检测装置100的运行参数及其在运行过程中生成的各种数据， 可以包括实时的或者一段时间内的管道中流体的流量、流速、温度、压力或粘 度等。

在本实施例中，该存储模块可以包括铁电存储器和/或快闪存储器。这是因 为，由于要存储的数据量比较大，读写频繁，而快闪存储器的存储空间大，但 读写次数有限，铁电存储器的读写速度快且读写次数多，但存储容量有限。因 此，实时的数据先存放在铁电存储器中，再定时将铁电存储器中的数据转移至 快闪存储器中。

时钟模块通过I2C接口与上述中央处理器相连接，该中央处理器根据当前 的时间以及设置的参数进行相对应的操作。电源采用开关电源实现，供整个检 测装置工作。

图3为本发明一个实施例的脉冲式涡街流量计的输出脉冲异常的判断装置的 结构框图。如图所示，该判断装置200可以包括：

A/D采样模块202，与涡街流量计相连接，用于采集涡街流量计的输出脉 冲；

异常宽度脉冲滤除模块204，与A/D采样模块202相连接，用于判断A/D 采样模块202所采集的输出脉冲的宽度是否正常，滤除异常宽度的脉冲；

脉冲数量检测模块206，与异常宽度脉冲滤除模块204相连接，用于对滤 除了异常宽度的脉冲的输出脉冲进行检测，获得输出脉冲的实际数量；

流量规律保存模块212，用于保存一段时间内的流量规律；

实时数据比较模块214，分别与脉冲数量检测模块206和流量规律保存模块 212相连接，用于将某一时间段内的输出脉冲的实际数量转化为相应的实时流量， 与该时间段的流量规律进行比较，判断实时流量是否正常，如果正常，则将某一时 间段内的实时流量作为新的流量规律返回到流量规律保存模块212，如果异常，则 不更新该时间段的流量规律；

异常情况处理模块218，与实时数据比较模块214相连接，用于当实时数据 比较模块214判断某一时间段的实时流量为异常时，对异常情况进行处理；

输出模块208，分别与异常宽度脉冲滤除模块204、脉冲数量检测模块206、 流量规律保存模块212和实时数据比较模块214相连接，用于显示判断装置200 的运行参数、输出脉冲的实际数量、一段时间内的流量规律和/或某一时间段内的 实时流量。

图4为本发明另一个实施例的脉冲式涡街流量计的输出脉冲异常的判断装置 的结构框图。如图所示，该判断装置200可以还包括输入模块210，分别与异常宽 度脉冲滤除模块204、脉冲数量检测模块206、实时数据比较模块214和流量规律 保存模块212相连接，用于设置判断装置200的运行参数或者一段时间内的流量规 律。

在本实施例中，由于脉冲式涡街流量计可测量的输出脉冲的频率为1Hz～ 20000Hz，因此输出脉冲的正常宽度范围可以是0.05ms～1000ms。

在本实施例中，判断装置200的运行参数可以包括运行电压、检测量程、流 量计算参数或校准系数等。

在本实施例中，异常宽度脉冲滤除模块204、脉冲数量检测模块206、流量 规律保存模块212和实时数据比较模块214也可以由一个中央处理器(CPU) 实现。该CPU可以含32位ARM硬件平台、内嵌μC/OS II嵌入式操作系统软件平 台，其既能按照预定的程序独立工作，又能接收并执行外界指令进行工作。

在本实施例中，判断装置200还可以包括存储模块、时钟模块和电源。存 储模块用于存储判断装置200的运行参数及其在运行过程中生成的各种数据， 可以包括实时的或者一段时间内的管道中流体的流量、流速、温度、压力或粘度 等。

在本实施例中，存储模块210可以包括铁电存储器和/或快闪存储器。这是 因为，由于要存储的数据量比较大，读写频繁，而快闪存储器的存储空间大， 但读写次数有限，铁电存储器的读写速度快且读写次数多，但存储容量有限。 因此，实时的数据先存放在铁电存储器中，再定时将铁电存储器中的数据转移 至快闪存储器中。

时钟模块通过I2C接口与上述CPU相连接，该CPU根据当前的时间以及 设置的参数进行相对应的操作。电源采用开关电源实现，供整个判断装置200 工作。

图5为本发明另一个实施例的脉冲式涡街流量计的输出脉冲异常的判断装置 的结构框图。如图所示，该判断装置200可以还包括脉冲幅度判断模块216，分别 与A/D采样模块202、输出模块208、输入模块210和异常情况处理模块218相连 接，用于判断A/D采样模块202所采集的输出脉冲的幅度是否正常，如果异常， 则驱动异常情况处理模块218对异常情况进行处理。

一般地，判断输出脉冲的幅度可以通过判断涡街流量计的脉冲输出口处的电 压值是否正常来实现的。在本实施例中，输出脉冲的幅度是可以根据现场实际情况 来设定的，脉冲输出口处的电压值优选为0V～24V之间。

在本实施例中，该脉冲幅度判断模块216也可以与异常宽度脉冲滤除模块 204、脉冲数量检测模块206、流量规律保存模块212和实时数据比较模块214 一起由一个中央处理器(CPU)实现。

在本实施例中，异常情况处理模块218包括无线通信模块和/或输出控制模块， 无线通信模块用于当判断装置200判断到异常情况时向监控主站发出告警信号，输 出控制模块用于当判断装置200判断到异常情况时及时地关闭管道，确保生产过程 的安全有序以及维护用户的合法利益不受损害。

图6为本发明一个实施例的脉冲式涡街流量计的输出脉冲数量的检测方法的 流程图。如图所示，该检测方法600可以包括：

执行步骤S601，设置并加载检测装置100的运行参数；

执行步骤S602，采集涡街流量计的输出脉冲；

执行步骤S603，判断A/D采样模块102所采集的输出脉冲的宽度是否正常， 滤除异常宽度的脉冲；

执行步骤S604，对滤除了异常宽度的脉冲的输出脉冲进行检测，获得输出脉 冲的实际数量。

图7为本发明一个实施例的脉冲式涡街流量计的输出脉冲异常的判断方法的 流程图。如图所示，该判断方法700可以包括：

执行步骤S701，设置并加载判断装置的运行参数；

执行步骤S702，采集涡街流量计的输出脉冲；

执行步骤S703，判断A/D采样模块所采集的输出脉冲的宽度是否正常，滤除 异常宽度的脉冲；

执行步骤S704，对滤除了异常宽度的脉冲的输出脉冲进行检测，获得输出脉 冲的实际数量；

执行步骤S705，将某一时间段内的输出脉冲的实际数量转化为相应的实时流 量，与该时间段的流量规律进行比较，判断某一时间段的实时流量是否正常；

执行步骤S706，当判断某一时间段的实时流量为异常时，对异常情况进行处 理。

在本实施例中，该判断方法在步骤S702之后可以还包括：

执行步骤S7021，判断A/D采样模块所采集的输出脉冲的幅度是否正常；

执行步骤S7031，当判断输出脉冲的幅度为异常时，对异常情况进行处理。

在本实施例中，对异常情况进行处理可以包括向监控主站发出告警信号和/或 及时地关闭管道。

本发明在检测脉冲式涡街流量计的输出脉冲数量之前能先将异常宽度的干扰 脉冲滤除，实现准确地测量流体的实际流量。另外，当判断输出脉冲出现异常情况 时，能及时地通知采取有效的应对措施，确保生产过程的安全有序以及维护用户的 合法利益不受损害。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本 领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修 改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。