摘要：文章介紹了以8098單片機為核心設計的渦輪流量計的工作原理、測量電路、軟件模塊、儀表功能。
    在長期的生產實踐中，我們發現渦輪流量計精度高，測量范圍廣，惰性小，但測量信號易受到各種外界因素的影響，所以常規的渦輪流量計示值擺動不定，誤差較大，鑒于此，我們在借鑒國內外許多儀表的基礎上，利用8098單片機設計了一種智能型渦輪流量計，完成對流體瞬時流量的計量和監控。

1、工作原理：
1.1、流量計系數K：
   在一般情況下，渦輪流量計系數K(單位:1/耐)決定了流量和頻率的關系，在不考慮溫度修正時:  
    K二NlV式中:N為流量計測得的脈沖數;V為同一時間測得的液體體積。
   利用單片機采集到的相應脈沖個數，準確計算出液體流量。
1.2、體積單f值的修正：
   在充分考慮工業液體的密度和溫度的影響時，傳感器處的體積單量值可修正為:    V,二NlK [ 1+(2a,+a2) (20℃一c)。
   式中:K為標準條件下的傳感器系數，1/m3;  N為流量計采集的脈沖數;I為傳感器處的溫度，℃。2:為傳感器殼體的線膨脹系數，1/°C。:為傳感器a-}輪的線膨脹系數，1/°C。
   通過對傳感器處的物理尺寸所做的溫度修正，便可以由脈沖的個數和標準條件下的傳感器系數，求出液體流經傳感器處的體積數V,，然后算出工業液體密度pu利用下式計算出流體的質量。 m二pa Vi式中:poi為傳感器對應的流體的密度，kg/rn3;   1'i為體積數，m3;  m為流體的質量，kg。

2、硬件設計：
  本儀表以8098單片機為核心，經過數據采集、處理并接收電機的開關信號、鍵盤輸入信號、溫度補償信號，然后通過中間繼電器向電機發出啟動/斷開信號，并顯示打印。

2.1、單片機***小應用系統：
   ***小應用系統以單片機8098為核心，選用2764EPR0 M作為程序存儲器，6264芯片作為數據存

圖1系統的硬件結構

儲器，地址鎖存器選用74LS373，鍵盤及顯示電路采用鍵盤顯示器專用接口芯片8279，打印機輸出電路選用可編程擴展I/0接口芯片81550。
2.2、頻率信號調整電路：
   采用光電藕合電路，使頻率信號與CPU相隔離，同時加一可調電阻起限流作用。用來調整輸人脈沖幅值。并用非對禍合電路信號進行整形，利用8098的HS1 .1，高速輸人通道，由T2計數。

圖2頻率信號的修正電路

2.3、溫度信號調理電路：
   利用高精度的鉑電阻作為溫度傳感器、經I/V轉換再經過一級跟隨器接人8098的一位A/D轉換器Po.a。

圖3溫度調理電路

2.4、對電機開/關信號輸出要用查詢方式：
   開/關信號接列8098的P0.6，主程序通過對該通道的查詢得知電機是開還是關。
2.5、蜂鳴信號電路：
   該信號主要用于確認鍵回響和“測控量列”的提示信號，也用于錯誤報警、采用高速輸出口HS0.0。

圖4蜂鳴信號電路

2.6、中間繼電器電路：
  為了控制接觸器的吸合，8098輸出信號必須經過一級中間繼電器。中間繼電器額定電壓為十6V:

圖5中間繼電器電路

3、軟件設計：
   軟件包括執行軟件和監控軟件。    執行軟件包括測量、計算、顯示、打印、輸出控制模塊。
   (1)測量模塊，主要完成對溫度傳感器處的信號的測量和渦輪流量傳感器脈沖信號的測量。
   (2)計算模塊，主要完成單量和控量的累積以及修正后的計算。
   (3)顯示模塊，主要通過8229芯片對各種參數進行動態顯示。
   (4)打印模塊，將輸人參數、計量和控制結果輸出打印。
   (5)輸出控制模塊，主要完成對電機開/關以及狀態顯示燈的控制。
   監控軟件:完成系統的自檢、初始化、處理全鍵盤命令，處理接口命令并完成顯示的功能。

4、儀表功能和特點：
   (1)通過T/m，的切換，可選擇以質量或體積方式處理瞬時流量、單次累積量、本次要求控制的流量以及累積量。
   (2)通過鍵盤方式進行人機對話、
   (3) 8位數碼管完成數據顯示，11個指示燈對電源、電機開關、輸入參數值和累積流量值及計量單位狀態進行顯示。
   (4)通過溫度傳感器的輸出，完成溫度補償。
   (5)掉電保護和監控功能。
   (6)報警、自檢、打印功能。
   (7)手/自關機方式。

5、結束語：
   本儀表在中國鋁業山西分公司氧化鋁分廠投入使用以來，顯示出檢測精度高、功能穩定、操作方便等優勢，給生產和維護人員帶來極大的便利，具有廣泛的應用前景。