CN100388324C - 气体体积修正仪输出转换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气体体积修正仪输出转换器，包括底壳、线路板和上盖，线路板固定安装在底壳上，线路板上的电路由通信隔离栅、串口扩展电路、电源隔离电路、电源、单片机、电流输出电路和接线端子组成，单片机分别通过双向数据连接线与串口扩展电路以及接线端子连接，单片机的输出端与电流输出电路电连接，电流输出电路的输出端与接线端子电连接，串口扩展电路通过双向数据连接线与通信隔离栅连接，通信隔离栅通过双向数据连接线与接线端子连接，电源分别向单片机、串口扩展电路和电源隔离电路供电，电源隔离电路的输出端与通信隔离栅电连接。本发明既能避免复杂的界面，又能减低用户的使用成本，并可有效降低企业的设备投入。

Description

气体体积修正仪输出转换器
技术领域
本发明涉及一种燃气输配数据采集装置，具体地说涉及一种气体体积修正仪输出转换器。
背景技术
目前燃气主要的计量方式是通过站控系统进行，在站控系统的计量部分大多采用流量计和体积修正仪配合使用。
然而，现在这种常用的站控计量系统存在一些比较大的缺点。其一，现有的计量系统中的设备多为进口设备，操作界面为英文，而且英文专业术语使用量大，这就造成对系统控制人员的英文水平要求相当高，造成企业用人成本的增加；其二，现有的站控系统对气体体积修正仪数据的采集一般使用流量计算机进行采集，而流量计算机功能复杂且价格昂贵，对于中小型站来说是一种资源的浪费，这也造成企业的设备投入大。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种既能避免复杂的界面，又能使使用成本降低的气体体积修正仪输出转换器。
实现上述目的的技术方案是：一种气体体积修正仪输出转换器，包括底壳、线路板和上盖，线路板固定安装在底壳上，线路板上的电路由通信隔离栅、串口扩展电路、电源隔离电路、电源、单片机、电流输出电路和接线端子组成，单片机分别通过双向数据连接线与串口扩展电路以及接线端子连接，单片机的输出端与电流输出电路电连接，电流输出电路的输出端与接线端子电连接，串口扩展电路通过双向数据连接线与通信隔离栅连接，通信隔离栅通过双向数据连接线与接线端子连接，电源分别向单片机、串口扩展电路和电源隔离电路供电，电源隔离电路的输出端与通信隔离栅电连接。
采用上述技术方案后，线路板集成了隔离栅功能，其主要部件为光耦器件及电源隔离电路，使用光耦器件及电源隔离电路使输出转换器的上游设备与下游设备之间完全隔离。同时串口扩展电路的使用使燃气数据采集装置具有扩展功能，最大可同时连接四台设备。本发明可以取代进口设备，采用简单的中文界面，使用方便得多。此外，克服了流量计算机价格昂贵、功能复杂的缺点，可以大大降低企业的成本。
附图说明
图1为本发明的主视结构示意图；
图2为图1的俯视示意图；
图3为本发明的线路板上电路的布局示意图；
图4为本发明的电路框图；
图5为本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
如图1～5所示，一种气体体积修正仪输出转换器，包括底壳1、线路板2和上盖3，线路板2固定安装在底壳1上，线路板2上的电路由通信隔离栅2.1.5、串口扩展电路2.1.6、电源隔离电路2.1.2、电源2.1.4、单片机2.1.7、电流输出电路2.2.2和接线端子2.1.3组成，单片机2.1.7分别通过双向数据连接线与串口扩展电路2.1.6以及接线端子2.1.3连接，单片机2.1.7的输出端与电流输出电路2.2.2电连接，电流输出电路2.2.2的输出端与接线端子2.1.3电连接，串口扩展电路2.1.6通过双向数据连接线与通信隔离栅2.1.5连接，通信隔离栅2.1.5通过双向数据连接线与接线端子2.1.3连接，电源2.1.4分别向单片机2.1.7、串口扩展电路2.1.6和电源隔离电路2.1.2供电，电源隔离电路2.1.2的输出端与通信隔离栅2.1.5电连接。线路板2由线路板2.1和线路板2.2组成，线路板2.2安装在线路板2.1的上面，两者通过接插件2.2.1和排针2.1.1连接，通信隔离栅2.1.5、串口扩展电路2.1.6、电源隔离电路2.1.2、电源2.1.4、单片机2.1.7和接线端子2.1.3布置在线路板2.1上，电流输出电路2.2.2布置在线路板2.2上。单片机2.1.7的型号为：MSP430。串口扩展电路2.1.6由型号为：ST16C554集成块及其周边电路组成。
电流输出电路2.2.2为4-20mA的电流输出电路，它输出4-20mA信号给下游设备。
底壳1、线路板2和上盖3的连接方式为撬装方式。这种连接方式大大方便了安装和维修。
如图4、5所示，所述的通信隔离栅电路2.1.5由光电耦合器2.1.5.1和串口通信集成电路2.1.5.2及其周边电路组成，光电耦合器2.1.5.1的型号为：P521，串口通信集成电路的型号为：MAX232，电源2.1.4由稳压管2.1.4.1、2.1.4.2、2.1.4.3及其周边电路组成，稳压管2.1.4.1的2脚连接稳压管2.1.4.2的1脚，稳压管2.1.4.2的2脚输出5v到电源隔离电路2.1.2的14脚，电源隔离电路2.1.2的10、11脚连接通信隔离栅电路2.1.5中光电耦合器2.1.5.1的+5和AGND脚；通信隔离栅2.1.5中光电耦合器2.1.5.1的1、2、3、4脚和通信隔离栅电路2.1.5中串口通信集成电路2.1.5.2的9、10、11、12脚，串口通信集成电路2.1.5.2的7、8脚和13、14脚连接接线端子2.1.3；通信隔离栅电路2.1.5中光电耦合器2.1.5.1的5、6、7、8脚接串口扩展电路2.1.6的17、7和19、29脚；串口扩展电路2.1.6的1、2、3、4、5、66、67、68脚接接线端子2.1.3并与单片机2.1.7的36、37、38、39、40、41、42脚相连；串口扩展电路2.1.6的16、20、32、33、34、50脚接单片机2.1.7的12、13、14、15、16、17、18、19脚并与接线端子2.1.3相连；电流输出电路2.2.2的1、2、3、4脚通过排针2.1.1与单片机2.1.7的21、22、23、24脚相连；电流输出电路2.2.2的9、10与接线端子2.1.3相连。
本发明的工作原理如下：数据通过接线端子2.1.3传输给线路板2.1，经单片机2.1.7进行处理并转换，处理及转换后的数据由单片机传输给4-20mA电流输出电路，经4-20mA电流输出电路转换成4-20mA信号输出给下游的设备。使用通信隔离栅2.1.5和电源隔离电路2.1.2使得气体体积修正仪输出转换器的上游设备与下游设备之间完全隔离，同时，串口扩展电路2.1.6的使用使得气体体积修正仪输出转换器具有扩展功能，最大可同时连接四台设备。
本发明内置符合MODBUS、RTU标准的通讯协议，能够直接与市面上的组态软件进行组态监控、数据采样，并可以通过RS-485通信接口进行远程监控。
本发明内置光电隔离器及DC/DC直流变换器，能够提供1000V的隔离电压，ESD和雷击浪涌保护，可以有效地防止雷击和共地干扰。
本发明可以接各种形式模拟量输出的外围设备，通过PC机设定气体体积修正仪输出转换器参数。系统在工作时采集该端口数据。本发明通过PC机设定定时上传数据功能，能更好地进行实时监控。

Claims (4)

1.一种气体体积修正仪输出转换器，包括底壳(1)、线路板(2)和上盖(3)，线路板(2)固定安装在底壳(1)上，其特征在于：线路板(2)上的电路由通信隔离栅电路(2.1.5)、串口扩展电路(2.1.6)、电源隔离电路(2.1.2)、电源(2.1.4)、单片机(2.1.7)、电流输出电路(2.2.2)和接线端子(2.1.3)组成，单片机(2.1.7)分别通过双向数据连接线与串口扩展电路(2.1.6)以及接线端子(2.1.3)连接，单片机(2.1.7)的输出端与电流输出电路(2.2.2)电连接，电流输出电路(2.2.2)的输出端与接线端子(2.1.3)电连接，串口扩展电路(2.1.6)通过双向数据连接线与通信隔离栅电路(2.1.5)连接，通信隔离栅电路(2.1.5)通过双向数据连接线与接线端子(2.1.3)连接，电源(2.1.4)分别向单片机(2.1.7)、串口扩展电路(2.1.6)和电源隔离电路(2.1.2)供电，电源隔离电路(2.1.2)的输出端与通信隔离栅电路(2.1.5)电连接。
2.根据权利要求1所述的气体体积修正仪输出转换器，其特征在于：所述的电流输出电路(2.2.2)为4-20mA的电流输出电路。
3.根据权利要求1或2所述的气体体积修正仪输出转换器，其特征在于：所述的通信隔离栅电路(2.1.5)由光电耦合器(2.1.5.1)和串口通信集成电路(2.1.5.2)及其周边电路组成，电源(2.1.4)由稳压管(2.1.4.1、2.1.4.2、2.1.4.3)及其周边电路组成，第一稳压管(2.1.4.1)的2脚连接第二稳压管(2.1.4.2)的1脚，第二稳压管(2.1.4.2)的2脚输出5v到电源隔离电路(2.1.2)的14脚，电源隔离电路(2.1.2)的10、11脚连接通信隔离栅电路(2.1.5)中光电耦合器(2.1.5.1)的+5和AGND脚；通信隔离栅(2.1.5)中光电耦合器(2.1.5.1)的1、2、3、4脚和通信隔离栅电路(2.1.5)中串口通信集成电路(2.1.5.2)的9、10、11、12脚，串口通信集成电路(2.1.5.2)的7、8脚和13、14脚连接接线端子(2.1.3)；通信隔离栅电路(2.1.5)中光电耦合器(2.1.5.1)的5、6、7、8脚接串口扩展电路(2.1.6)的17、7和19、29脚；串口扩展电路(2.1.6)的1、2、3、4、5、66、67、68脚接接线端子(2.1.3)并与单片机(2.1.7)的36、37、38、39、40、41、42脚相连；串口扩展电路(2.1.6)的16、20、32、33、34、50脚接单片机(2.1.7)的12、13、14、15、16、17、18、19脚并与接线端子(2.1.3)相连；电流输出电路(2.2.2)的1、2、3、4脚通过排针(2.1.1)与单片机(2.1.7)的21、22、23、24脚相连；电流输出电路(2.2.2)的9、10与接线端子(2.1.3)相连。
4.根据权利要求1所述的气体体积修正仪输出转换器，其特征在于：底壳(1)、线路板(2)和上盖(3)的连接方式为撬装方式。
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