孙茂一，赵普俊，唐　琳

(中国测试技术研究院流量所，四川成都　610021)

0　引言

1　系统工作原理

如图1所示，两根检测管在电磁激励器的激励下，以其固有频率振动，振动相位相反。当流体通过两根检测管时，由于振动效应而产生科氏力作用于2个检测管，而使U形管发生扭转，其扭转程度与管内瞬时质量流量成正比。位于检测管的进流侧和出流侧的两个电磁检测器，可检测出两路频率相同、但有相位差的振动信号。其相位差同瞬时流量成正比。振动信号周期与流体密度密切相关，流体密度愈大振动周期愈大。因此通过对这两路信号的相位差及周期进行处理，可以得到流体的流速及密度。此外通过一个温度传感器，可获得流体的温度。将由检测管所获得的两路信号以及温度信号经数字化后进行处理，得到流体密度、流速、温度及累计流量等数据[2]。利用FPGA器件，实现了信号提取、数据存储、数据处理、数据显示以及数据通信等功能，与现有的同类的LNG质量流量计相比减小了硬件规模。

图1　U形检测管受力模型

2　数字部分系统设计原理

数字系统框图如图2所示，按照不同的功能可以分为4个模块，包括数据采集模块、数据存储与处理模块、数据传输模块以及控制模块。每个模块都包含不同的任务，其中数据采集模块负责对流量信息进行采集，数据存储与数据处理模块负责对采集到的信息进行初步计算，这2个模块都由FPGA器件实现，减小了硬件规模。数据传输模块通过CAN总线与上位机通信进行数据传输。……