數(shù)字式明渠污水流量計(jì)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)研究.pdf

1、本研究以“863”計(jì)劃專(zhuān)題項(xiàng)目“數(shù)字物位傳感器及數(shù)字系統(tǒng)裝備”為研究基礎(chǔ)，是隸屬于博士課題“點(diǎn)矩陣數(shù)字檢測(cè)理論與槽體智能流量計(jì)的研究”的子課題。主要是針對(duì)博士課題中槽體智能流量計(jì)的數(shù)據(jù)采集、處理系統(tǒng)部分而展開(kāi)的研究。設(shè)計(jì)的目標(biāo)是能夠?qū)崿F(xiàn)流量計(jì)采集處理系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、通用化，為明渠污水流量計(jì)發(fā)展提供技術(shù)支持。文章介紹了以下幾部分主要內(nèi)容和完成的工作：
　　 ⑴智能化、通用型數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)分析。明渠流量的主要檢測(cè)方法是堰槽法

2、，其原理是首先檢測(cè)流量堰槽內(nèi)流體的液位，再通過(guò)液位與流量之間的單值函數(shù)關(guān)系式計(jì)算求得流量。由于流量堰槽種類(lèi)繁多，因此開(kāi)發(fā)一種能夠配合各種堰槽使用的智能化、通用型明渠流量計(jì)是此領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)，這也是本設(shè)計(jì)的主要目的。
　　 ⑵應(yīng)用了點(diǎn)矩陣數(shù)字檢測(cè)理論。應(yīng)用了將連續(xù)的物理量進(jìn)行面內(nèi)點(diǎn)分隔的方法，即將連續(xù)的面內(nèi)液位信號(hào)進(jìn)行點(diǎn)化分隔，分隔點(diǎn)反映為“0”與“1”的數(shù)字信號(hào)，對(duì)此信號(hào)進(jìn)行取樣，逐點(diǎn)加權(quán)統(tǒng)計(jì)，以點(diǎn)組面式的物理量直接數(shù)字信息采集

3、的新思路。實(shí)現(xiàn)了污水流量計(jì)量裝置真正數(shù)字化。
　　 ⑶低功耗微處理器MSP430的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)。數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)采用MSP430單片機(jī)作為核心處理器。完成對(duì)數(shù)字信號(hào)的采集處理、外圍顯示和存儲(chǔ)部件的控制。
　　 ⑷處理系統(tǒng)外圍部件設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)。在對(duì)污水計(jì)量檢測(cè)領(lǐng)域做了大量的研究與試驗(yàn)后，我們根據(jù)流量計(jì)量要求，在系統(tǒng)的外設(shè)中加入了顯示、時(shí)鐘、存儲(chǔ)等部件，建立了實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，保證就地顯示、上位機(jī)實(shí)時(shí)調(diào)用、分析流量數(shù)據(jù)等功能的實(shí)現(xiàn)

4、。
　　 最后，選取了較常用的一種流量槽——巴歇爾槽進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。并將系統(tǒng)與目前污水計(jì)量領(lǐng)域中唯一能夠應(yīng)用的超聲波明渠流量計(jì)進(jìn)行了對(duì)照實(shí)驗(yàn)。結(jié)果證明：本系統(tǒng)的直接數(shù)字取樣特點(diǎn)，從根本上避免了模擬信號(hào)或“準(zhǔn)數(shù)字化”取樣中存在的各類(lèi)問(wèn)題，如：在非數(shù)字取樣電路中，變換電路漂移對(duì)信號(hào)真實(shí)性的影響很大，系統(tǒng)受外界的干擾較嚴(yán)重等問(wèn)題。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)有效提高了傳感器的容錯(cuò)能力和流量計(jì)量的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、可靠性，為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、無(wú)人值守、智能化、通用化明