渦街流量計(jì)可用于氣體、液體和飽和蒸汽等流體的測(cè)量。渦街流量計(jì)具有量程比大、測(cè)量精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。渦街流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于管道機(jī)械振動(dòng)等原因，輸出信號(hào)中會(huì)疊加各種噪聲，最終直接影響渦街流量計(jì)的測(cè)量精度。此外，當(dāng)管道內(nèi)流體為小雷諾數(shù)流量時(shí)，渦街流量計(jì)的測(cè)量性能也會(huì)變差。為了解決這些問(wèn)題，需要開(kāi)發(fā)和使用更為復(fù)雜的信號(hào)處理算法，但目前的低功耗渦街流量變送器系統(tǒng)的內(nèi)存不夠，無(wú)法將這些復(fù)雜的信號(hào)處理算法實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)，若在其系統(tǒng)上直接外擴(kuò)內(nèi)存，則無(wú)法做到低功耗。因此，利用大容量?jī)?nèi)存單片機(jī)研制低功耗且能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理的渦街流量變送器系統(tǒng)是解決這一矛盾的關(guān)鍵所在。
（1）渦街流量變送器因?yàn)楣艿勒駝?dòng)的干擾和小雷諾數(shù)流量的影響，測(cè)量性能下降，需要運(yùn)行更為復(fù)雜信號(hào)處理算法。針對(duì)目前的渦街流量變送器系統(tǒng)的內(nèi)存容量不夠，無(wú)法低功耗、實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)這類復(fù)雜算法的問(wèn)題，研制了以66KB RAM大內(nèi)存單片機(jī)MSP430F6459為核心的渦街流量變送器低功耗實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)。
（2）在進(jìn)行系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)時(shí)，采用軟件模擬SPI通信的方式實(shí)現(xiàn)單片機(jī)通用I/O口作為SPI通信接口使用，解決了單片機(jī)通信接口資源不夠的問(wèn)題，完成了渦街流量變送器難點(diǎn)電路———兩線制電流輸出與HART通信電路的設(shè)計(jì)。
（3）系統(tǒng)的軟件部分采用模塊化的方法設(shè)計(jì)，以主監(jiān)控程序調(diào)用各個(gè)子模塊程序的方法，實(shí)現(xiàn)各個(gè)子模塊程序協(xié)調(diào)快速的運(yùn)行。
（4）設(shè)計(jì)了系統(tǒng)功耗、渦街頻率測(cè)量、系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間、電流輸出和HART通信測(cè)試的實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果為:系統(tǒng)功耗為2.6930mA，滿足兩線制4～20mA電流傳輸要求，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)低功耗; 研制的渦街流量變送器系統(tǒng)測(cè)量出的渦街頻率與Matlab計(jì)算出的渦街頻率的最大相對(duì)誤差為0.4022%，確定研制的渦街流量變送器系統(tǒng)可以準(zhǔn)確測(cè)量渦街頻率; 系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間小于300ms，滿足渦街流量變送器系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求; 電流輸出電路的最大相對(duì)誤差為0.0025%，滿足電流輸出電路的精度要求;HART通信模塊能夠正確解調(diào)和調(diào)制FSK信號(hào)，可以正常進(jìn)行HART通信。
