Датчик расхода воды на распыление
Датчик ДРК-4 предназначен для измерения расхода и объема воды в трубопроводах и имеет следующие технические характеристики:
1) Измеряемая среда – вода с параметрами:
– температура от 1 до 150°С;
– давление до 2,5 МПа;
– вязкость до 2·106 м2/с
2) Диаметр трубопровода Dу 80...4000 мм
3) Динамический диапазон 1:100
4) Пределы измерений 2,7...452 400 м3/ч
5) Выходные сигналы: токоимпульсный (ТИ); унифицированный токовый 0…5, 4…20 мА ;
6) Предел допускаемой относительной погрешности измерений объема и расхода по импульсному сигналу и индикатору:
±1,5% при скоростях потока 0,5...5 м/с;
±2,0% при скоростях 0,1≤V<0,5; 5<V≤10 м/с.
7) Предел допускаемой относительной погрешности измерения
времени наработки ±0,1%;
8) 1 или 2 канала измерения расхода;
9) Формирование почасового архива значений объема и расхода;
10) Самодиагностика.
Принцип действия датчиков ДРК-4 основан на корреляционной дискриминации времени прохождения случайными, например, турбулентными флуктуациями расстояния между двумя парами ультразвуковых акустическихпреобразователей АП1-АП4, АП2-АП3. Это время транспортного запаздывания и является мерой расхода контролируемой среды, движущейся по трубопроводу. Во
время работы акустические преобразователи (АП1-АП4), возбуждаемые генераторами ультразвуковой частоты (ГУЧ1 и ГУЧ2), излучают ультразвуковые колебания. Эти колебания, пройдя через поток жидкости, порождают вторичные электрические колебания на АП. Из-за взаимодействия встречных ультразвуковых лучей с неоднородностями потока, обусловленными, например, турбулентностью этого потока, электрические колебания на АП оказываются модулированными. Эти колебания поступают на фазовые детекторы (ФД1 и ФД2) и далее на корреляционный дискриминатор (КД), управляемый микропроцессором.
В результате корреляционной обработки определяется время транспортного запаздывания, по которому микропроцессор производит вычисление периодавыходных импульсов и их формирование. Далее КД определяет объем нарастающим итогом, мгновенный расход, время наработки и выводит информацию на индикатор. Выходные импульсы преобразователяДРК-4ЭП могут передаваться для дополнительной обработки на тепловычислитель, счетчик-интегратор либо оконечный преобразователь ДРК-4ОП, который формирует унифицированный токовый выходной сигнал 0…5, 4…20 мА, пропорциональный мгновенному расходу.
Конструктивно датчик ДРК-4 состоит из комплекта первичных преобразователей ДРК$4ПП, электронного преобразователя ДРК-4ЭПХХ и оконечного преобразователя ДРК-4ОП. Комплект первичных преобразователей состоит из 4-х акустических преобразователей ДРК-4АП с соединительными кабелями длиной 3 м и 4-х штуцеров для монтажа их на трубопроводе.
Контроллер блока индикации суммирует входные импульсы, вычисляет накопленный объем нарастающим итогом и мгновенный расход, выводит эту информацию на индикатор, формирует двоичный код, характеризующий
мгновенный расход, который вводится в ЦАП, формирует архив.
Основные преимущества:
отсутствие сопротивления потоку и потерь давления;
возможность монтажа первичных преобразователей на трубопроводе при любой ориентации относительно его оси;
коррекция показаний с учетом неточности монтажа первичных преобразователей;
сохранение информации при отключении питания в течение 10 лет;
беспроливной, имитационный метод поверки;
межповерочный интервал - 4 года.
Выбор базового комплекса
Микроконтроллер
ADuC7020 - микроконтроллер фирмы AnalogDevices для прецизионной обработки аналоговых сигналов, содержащий в своем кристалле полнофункциональную 12-разрядную систему сбора и обработки данных на основе ядра микроконтроллера ARM7TDMI и 12-разрядного АЦП с частотой преобразования 1 МГц. По аналогии с другими интегральными преобразователями данных микроконтроллер характеризуется сочетанием на одном кристалле прецизионного аналогово-цифрового и цифро-аналогового преобразования и флэш-микроконтроллера.
(ИОН – источник опорного напряжения, ПЛМ – программируемая логическая матрица, УАПП – устройство асинхронной приемо-передачи, ОЗУ – оперативное запоминающее устройство, MIPS – млн. операций в сек.)
Отличительные особенности:
12-разр. АЦП с 5 мультиплексированными входами, частота преобразований АЦП 1 МГц
Четыре 12-разр. ЦАП с выходами по напряжению с полным размахом (Rail-to-Rail)
Прецизионный источник опорного напряжения (2,5В±10 мВ)
Ядро микроконтроллера ARM7TDMI с производительностью 45 млн. операций в сек.
62 кбайт внутрисхемно перепрограммируемой флэш-памяти программ/данных
8 кбайт статического ОЗУ
Последовательные порты: УАПП, SPI и два I2C
Компаратор, матрица программируемой логики (PLA), супервизор питания (PSM), сброс при подаче питания (POR), гибкое конфигурирование блока синхронизации, гибкие режимы уменьшения энергопотребления
Внутрисистемное последовательное программирование
Внутрисистемная JTAG-эмуляция
14 линий универсального ввода-вывода
Устройство тактируется от встроенного генератора с синтезатором частоты с ФАПЧ (PLL), который генерирует тактовые импульсы с частотой до 45 МГц. Этот тактовый сигнал проходит через программируемый делитель частоты, с выхода которого тактовая частота поступает на ядро процессора. В микросхеме применено микропроцессорное ядро ARM7TDMI, 16/32-разрядный RISC процессор, обеспечивающий пиковую производительность до 45 миллионов операций в секунду (MIPS). На кристалле имеется 62 kB энергонезависимойфлэш/ЕЕ памяти, а также 8 kB статического ОЗУ (SRAM). Для ядра ARM7TDMI вся память и регистры доступны в одном линейном пространстве памяти.
Встроенное программное обеспечение поддерживает внутрисхемную последовательную загрузку через порты последовательных интерфейсов UART и JTAG, при этом через интерфейс JTAG можно осуществлять эмуляцию.
Данные микроконтроллеры работают при напряжении питания 2,7 … 3,6 В и их параметры нормированы для индустриального температурного диапазона
-40°C... 125°C. При работе на частоте 45 МГц рассеиваемая мощность составляет 150 мВт.