CN104266690A - 一种差压流量计的积算仪电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种差压流量计的积算仪电路，包括外电源电路，485驱动电压电路，电池供电电路，4-20mA电流流量信号处理电路，按键电路，CPU芯片数据处理电路，485通讯电路，温度信号采集、处理电路，压力信号采集、处理电路，温度、压力、标况流量、工况流量频率信号输出电路，浓度传感器信号输入电路，防静电电路，各路信号输出处理电路。本发明不仅对瓦斯总量进行了计量，还对瓦斯浓度进行修正。

Description

一种差压流量计的积算仪电路

技术领域

 本发明涉及一种差压流量计的积算仪电路，属于能源计量领域，是能源管理中不可缺少的工具。

背景技术

 瓦斯（煤层气）是一种与煤共生共存的非常规天然气资源，煤矿瓦斯是煤矿井下发生煤与瓦斯突出和瓦斯爆炸事故的有害源。另外，瓦斯对环境污染特别严重，其主要成分CH4 的温室效应是CO2的26倍，对臭氧层的破坏是CO2的7倍，由此可见，煤矿瓦斯既是矿产资源，又具有一定的危害性。

开采并利用煤矿瓦斯能实现煤与煤矿瓦斯两种资源安全高效的开发，从根本上消除煤层开采中造成的煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸等灾害，保护生命安全的同时，又能获得清洁能源。2011年10月16日国家发展改革委、国家安全监管总局、国家能源局、国家煤矿安监局组织制定了《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》，煤矿企业必须建立一整套的瓦斯抽采监测系统，对煤矿瓦斯要实行“先抽后采、综合治理”，强化和规范了煤矿瓦斯抽采，实现煤矿瓦斯抽采达标。

煤矿瓦斯抽采及利用已成为一种必然，然而，由于煤矿瓦斯抽采环境苛刻，具有高负压、高湿度、固体杂质多、流量范围大，小流量低，目前，用于煤矿瓦斯抽采的流量计主要有孔板流量计、旋进漩涡流量计、V椎流量计、瓦斯抽放多参数测定仪，以上几种都不能完全适用于煤矿瓦斯抽采环境，都或多或少的存在一定的缺陷：孔板流量计是传统的流量计，流量范围小，压损大，安装不方便，旋进漩涡流量计主要用于瓦斯抽放支管道，用于钻孔易堵，用于总管压损过大，V锥流量计，压损大，具有一定隐患，逐渐退出瓦斯抽采计量仪表行列，瓦斯抽放多参数测定仪，测量精度低，不确定性高，没有经过标准装置的标定，不属于流量计。现有瓦斯抽采计量装置在使用过程中，只对瓦斯总量进行了计量，未对瓦斯浓度进行修正，瓦斯气体主要成分为甲烷气体，不同煤矿环境具有不同的甲烷浓度，并且随着抽采时间的延长，甲烷浓度有所下降，瓦斯利用率的计算以及对瓦斯抽采情况的判定，何时停止瓦斯抽采以及对抽采人力、物力等资源的配备均取决于对瓦斯纯量的评估，因此，具有密度修正型的瓦斯流量计显得尤为重要。     

发明内容

    本发明的目的在于提供了一种差压流量计的积算仪电路，本发明的差压流量计的积算仪电路在使用过程中，不仅对瓦斯总量进行了计量，还对瓦斯浓度进行修正。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种差压流量计的积算仪电路，包括外电源电路，485驱动电压电路，电池供电电路，4-20mA电流流量信号处理电路，按键电路，CPU芯片数据处理电路，485通讯电路，温度信号采集、处理电路，压力信号采集、处理电路，温度、压力、标况流量、工况流量频率信号输出电路，浓度传感器信号输入电路，防静电电路，各路信号输出处理电路；其中所述的外电源电路分别与485驱动电压电路、温度、压力、标况流量、工况流量频率信号输出电路相连；所述的485驱动电压电路分别与电池供电电路、485通讯电路相连；所述的电池供电电路分别与4-20mA电流流量信号处理电路、CPU芯片数据处理电路相连；所述的4-20mA电流流量信号处理电路分别与CPU芯片数据处理电路，温度信号采集、处理电路相连；所述的CPU芯片数据处理电路分别与按键电路，温度信号采集、处理电路，浓度传感器信号输入电路，静电放电和抗干扰电路相连；所述的温度信号采集、处理电路与压力信号采集、处理电路通过电源供电相连；所述的浓度传感器信号输入电路分别与温度、压力、标况流量、工况流量频率信号输出电路、各路信号输出处理芯片相连。

    所述的外电源电路包括第一电路和第二电路；其中所述的第一电路上依次串连有第一二极管、自恢复保险丝、第一电感、第二电感、第三稳压芯片；所述的第二电路两端接地，且所述的自恢复保险丝、第一电感之间的第一电路与第二电路之间通过线路连接有压敏电阻；所述的第一电感、第二电感之间的第一电路与第二电路之间通过线路分别连接有瞬态抑制二极管、电解电容、第一封装电容；所述的第二电感、第三稳压芯片之间的第一电路与第二电路之间通过线路连接有第二封装电容；所述的第三稳压芯片之后的第一电路与第二电路之间通过线路连接有第三封装电容；

所述的485驱动电压电路包括第四封装电容、所述的第四封装电容通过线路与第二稳压芯片相连；所述的第二稳压芯片通过线路与第五封装电容相连；所述的第四封装电容与第一电路的输出端相连；

所述的电池供电电路包括第六封装电容，所述的第六封装电容与第一电阻并联后一端接地，另一端通过线路与第二电阻相连；所述的第二电阻通过线路分别与电池、第二二极管相连；所述的第二二极管通过线路分别与第三二极管、第四稳压芯片相连；所述的第二二极管与第四稳压芯片之间的线路上连接有第七封装电容；所述的第四稳压芯片通过线路与第八封装电容相连；所述的第三二极管分别通过线路与第三电阻、第二稳压芯片相连；所述的第三电阻通过线路与光耦相连；所述的光耦通过线路与第四电阻相连；

所述的4-20mA电流流量信号处理电路包括与差压变送器输出的信号线相连的接线端口，所述的接线端口通过线路与第五电阻相连，所述的第五电阻与第九封装电容并联后与第一电流流量信号处理芯片相连，所述的第一电流流量信号处理芯片分别通过线路与第十封装电容、第六电阻相连，所述的第十封装电容与第六电阻相连；所述的第六电阻通过线路与第二电流流量信号处理芯片相连；所述的第二电流流量信号处理芯片分别通过线路与第十一封装电容、第七电阻、第十二封装电容相连；所述的第十一封装电容通过线路与第三二极管相连；

所述的按键电路包括第一按键、第二按键、第三按键和第四按键；所述的第一按键通过线路与第八电阻串联，所述的第二按键通过线路与第九电阻串联，所述的第三按键通过线路与第十电阻串联，所述的第四按键通过线路与第十一电阻串联；所述的第八电阻、第九电阻、第十电阻和第十一电阻之间相互并联；

所述的CPU芯片数据处理电路包括CPU芯片，所述的CPU芯片分别通过线路与按键电路中的第一按键、第二按键、第三按键和第四按键相连；所述的CPU芯片还分别通过线路与程序烧录到烧录程序端口、复位电路、第一晶振、第二晶振、I2C上拉电阻、液晶屏接口、电源滤波电路和铁电芯片相连；其中所述的复位电路包括第十二电阻、所述的第十二电阻通过线路与第十三封装电容相连，所述的第十二电阻通过线路与CPU芯片相连；所述的电源滤波电路包括三个并联的第十四封装电容，且并联后一端接地，另一端与CPU芯片通过线路相连；所述的液晶屏接口通过线路与第十三电阻相连，所述的第十三电阻通过线路与第三电阻相连；所述的CPU芯片通过线路与第十四电阻相连；所述的程序烧录到烧录程序端口分别通过线路与9个第三十电阻相连；所述的CPU芯片通过线路与第一电流流量信号处理芯片相连；

所述的485通讯电路包括485通讯芯片，所述的485通讯芯片分别通过线路与第五封装电容、485输出线接线端口相连；所述的485通讯芯片通过线路分别与第二十三封装电容、第二十四封装电容相连；

所述的温度信号采集、处理电路包括温度信号采集、处理芯片，所述的温度信号采集、处理芯片分别通过线路与温度传感器接线端口、第一开关芯片、CPU芯片相连；所述的温度信号采集、处理芯片分别通过线路与第十五电阻、第十六电阻相连；所述的第一开关芯片分别通过线路与第十五封装电容、十七电阻、十六封装电容相连；所述的第十五封装电容通过线路与第十一封装电容相连；所述的十七电阻通过线路与CPU芯片相连；

    所述的压力信号采集、处理电路包括压力信号采集、处理芯片，所述的压力信号采集、处理芯片分别通过线路与第二开关芯片、双排插座相连；所述的第二开关芯片分别通过线路与第十七封装电容、第十八电阻、第十八封装电容相连；所述的第十八封装电容通过线路与压力信号采集、处理芯片相连；所述的压力信号采集、处理芯片分别通过线路与第十九封装电容、压阻式压力传感器、第二十封装电容、第十九电阻、双排插针相连；所述的双排插针通过线路与压力数据存储芯片相连；所述的压力数据存储芯片分别通过线路与第二十电阻、第二十一电阻相连；所述的第二十一电阻通过线路与双排插针相连；第十七封装电容通过线路与第十五封装电容相连；

    所述的温度、压力、标况流量、工况流量频率信号输出电路包括温度信号输出电路、压力信号输出电路、标况流量信号输出电路和工况流量信号输出电路；所述的温度信号输出电路、压力信号输出电路、标况流量信号输出电路和工况流量信号输出电路均包括第一场效应管和与第一场效应管的漏极通过线路相连的第二十二电阻，所述的第一场效应管的源极接地；所述的温度信号输出电路上的第二十二电阻通过线路与压力信号输出电路上的第二十二电阻相连，所述的压力信号输出电路上的第二十二电阻通过线路与工况流量信号输出电路上的第二十二电阻相连，所述的工况流量信号输出电路上的第二十二电阻通过线路与标况流量信号输出电路上的第二十二电阻相连；所述的工况流量信号输出电路上的第二十二电阻通过线路与输出线接线端口相连；所述的温度信号输出电路上的第二十二电阻还通过线路与第一电路的输入端相连；

所述的浓度传感器信号输入电路包括第二场效应管，所述的第二场效应管的源极和栅极之间与第二十三电阻并联后源极端接地，栅极端与第二十四电阻相连；所述第二场效应管的漏极通过线路分别与第二十五电阻、CPU芯片相连；所述的第二十五电阻通过线路与第二十六电阻相连，所述的第二十六电阻通过线路与第三场效应管的漏极相连，所述的第三场效应管的漏极还通过线路与输出线接线端口相连，所述的第三场效应管的源极接地；

所述的防静电电路包括第二十七电阻和第二十一封装电容，且所述的第二十七电阻和第二十一封装电容并联后一端接地，另一端通过线路与CPU芯片相连；

所述的各路信号输出处理电路包括各路信号输出处理芯片，所述的各路信号输出处理芯片通过线路与第三晶振相连；所述的各路信号输出处理芯片分别通过线路与温度信号输出电路上的第一场效应管的栅极、压力信号输出电路上的第一场效应管的栅极、标况流量信号输出电路上的第一场效应管的栅极和工况流量信号输出电路上的第一场效应管的栅极、第三场效应管的栅极相连；所述的各路信号输出处理芯片通过线路与第二十八电阻相连，所述的第二十八电阻通过线路与第二十二封装电容相连，所述的第二十八电阻与第二十二封装电容之间的线路与程序烧录到LPC812的端口通过线路相连；所述的程序烧录到LPC812的端口上分别通过线路连接有9个上拉电阻。

本发明的有益效果是：本发明的差压流量计的积算仪电路在使用过程中，不仅对瓦斯总量进行了计量，还对瓦斯浓度进行修正。因为不同煤矿环境具有不同的甲烷浓度，并且随着抽采时间的延长，甲烷浓度有所下降。瓦斯利用率的计算以及对瓦斯抽采情况的判定，何时停止瓦斯抽采以及对抽采人力、物力等资源的配备均取决于对瓦斯纯量的评估。该积算仪电路还具有485通讯以及温度、压力、瞬时标况、工况流量频率输出功能，其输出范围为：200~1000Hz。485通讯和频率输出能传送一定距离，方便抄表员不用实地抄写信息。

附图说明

图1是本发明的电路示意图；

图2是图1中外电源电路的示意图；

图3是图1中485驱动电压电路的示意图；

图4是图1中电池供电电路的示意图；

图5是图1中4-20mA电流流量信号处理电路的示意图；

图6是图1中按键电路的示意图；

图7是图1中CPU芯片数据处理电路的示意图；

图8是图1中485通讯电路的示意图；

图9是图1中温度信号采集、处理电路的示意图；

图10是图1中压力信号采集、处理电路的示意图；

图11是图1中温度、压力、标况流量、工况流量频率信号输出电路的示意图；

图12是图1中浓度传感器信号输入电路的示意图；

图13是图1中防静电电路的示意图；

图14是图1中各路信号输出处理电路的示意图。

具体实施方式

实施例1

    本实施例的一种差压流量计的积算仪电路，如图1-14所示，包括外电源电路1，485驱动电压电路2，电池供电电路3，4-20mA电流流量信号处理电路4，按键电路5，CPU芯片数据处理电路6，485通讯电路7，温度信号采集、处理电路8，压力信号采集、处理电路9，温度、压力、标况流量、工况流量频率信号输出电路10，浓度传感器信号输入电路11，防静电电路12，各路信号输出处理电路13；其中所述的外电源电路1分别与485驱动电压电路2、温度、压力、标况流量、工况流量频率信号输出电路10相连；所述的485驱动电压电路2分别与电池供电电路3、485通讯电路7相连；所述的电池供电电路3分别与4-20mA电流流量信号处理电路4、CPU芯片数据处理电路6相连；所述的4-20mA电流流量信号处理电路4分别与CPU芯片数据处理电路6，温度信号采集、处理电路8相连；所述的CPU芯片数据处理电路6分别与按键电路5，温度信号采集、处理电路8，浓度传感器信号输入电路11，静电放电和抗干扰电路12相连；所述的温度信号采集、处理电路8与压力信号采集、处理电路9相连；所述的浓度传感器信号输入电路11分别与温度、压力、标况流量、工况流量频率信号输出电路10、各路信号输出处理芯片13相连。

    所述的外电源电路1包括第一电路14和第二电路15；其中所述的第一电路14上依次串连有第一二极管16、自恢复保险丝17、第一电感18、第二电感19、第三稳压芯片20；所述的第二电路15两端接地，且所述的自恢复保险丝17、第一电感18之间的第一电路14与第二电路15之间通过线路连接有压敏电阻21；所述的第一电感18、第二电感19之间的第一电路14与第二电路15之间通过线路分别连接有瞬态抑制二极管22、电解电容23、第一封装电容24；所述的第二电感19、第三稳压芯片20之间的第一电路14与第二电路15之间通过线路连接有第二封装电容25；所述的第三稳压芯片20之后的第一电路14与第二电路15之间通过线路连接有第三封装电容26；

所述的485驱动电压电路2包括第四封装电容27、所述的第四封装电容27通过线路与第二稳压芯片28相连；所述的第二稳压芯片28通过线路与第五封装电容29相连；所述的第四封装电容27与第一电路15的输出端相连；

所述的电池供电电路3包括第六封装电容30，所述的第六封装电容30与第一电阻31并联后一端接地，另一端通过线路与第二电阻32相连；所述的第二电阻32通过线路分别与电池33、第二二极管34相连；所述的第二二极管34通过线路分别与第三二极管35、第四稳压芯片36相连；所述的第二二极管34与第四稳压芯片36之间的线路上连接有第七封装电容37；所述的第四稳压芯片36通过线路与第八封装电容38相连；所述的第三二极管35分别通过线路与第三电阻39、第二稳压芯片28相连；所述的第三电阻39通过线路与光耦40相连；所述的光耦40通过线路与第四电阻41相连；

所述的4-20mA电流流量信号处理电路4包括与差压变送器输出的信号线相连的接线端口42，所述的接线端口42通过线路与第五电阻43相连，所述的第五电阻43与第九封装电容44并联后与第一电流流量信号处理芯片45相连，所述的第一电流流量信号处理芯片45分别通过线路与第十封装电容46、第六电阻47相连，所述的第十封装电容46与第六电阻47相连；所述的第六电阻47通过线路与第二电流流量信号处理芯片48相连；所述的第二电流流量信号处理芯片48分别通过线路与第十一封装电容49、第七电阻50、第十二封装电容51相连；所述的第十一封装电容49通过线路与第三二极管35相连；

所述的按键电路5包括第一按键52、第二按键53、第三按键54和第四按键55；所述的第一按键52通过线路与第八电阻56串联，所述的第二按键53通过线路与第九电阻57串联，所述的第三按键54通过线路与第十电阻58串联，所述的第四按键55通过线路与第十一电阻59串联；所述的第八电阻56、第九电阻57、第十电阻58和第十一电阻59之间相互并联；

所述的CPU芯片数据处理电路6包括CPU芯片60，所述的CPU芯片60分别通过线路与按键电路5中的第一按键52、第二按键53、第三按键54和第四按键55相连；所述的CPU芯片60还分别通过线路与程序烧录到烧录程序端口61、复位电路、第一晶振63、第二晶振64、I2C上拉电阻65、液晶屏接口66、电源滤波电路和铁电芯片68相连；其中所述的复位电路包括第十二电阻69、所述的第十二电阻69通过线路与第十三封装电容70相连，所述的第十二电阻69通过线路与CPU芯片60相连；所述的电源滤波电路包括三个并联的第十四封装电容71，且并联后一端接地，另一端与CPU芯片60通过线路相连；所述的液晶屏接口66通过线路与第十三电阻62相连，所述的第十三电阻62通过线路与第三电阻39相连；所述的CPU芯片60通过线路与第十四电阻67相连；所述的程序烧录到烧录程序端口61分别通过线路与9个第三十电阻118相连；所述的CPU芯片60通过线路与第一电流流量信号处理芯片45相连；

所述的485通讯电路7包括485通讯芯片72，所述的485通讯芯片72分别通过线路与第五封装电容27、485输出线接线端口73相连；所述的485通讯芯片72通过线路分别与第二十三封装电容74、第二十四封装电容75相连；

所述的温度信号采集、处理电路8包括温度信号采集、处理芯片76，所述的温度信号采集、处理芯片76分别通过线路与温度传感器接线端口77、第一开关芯片78、CPU芯片60相连；所述的温度信号采集、处理芯片76分别通过线路与第十五电阻79、第十六电阻80相连；所述的第一开关芯片78分别通过线路与第十五封装电容81、十七电阻82、十六封装电容83相连；所述的第十五封装电容81通过线路与第十一封装电容49相连；所述的十七电阻82通过线路与CPU芯片60相连；

    所述的压力信号采集、处理电路9包括压力信号采集、处理芯片84，所述的压力信号采集、处理芯片84分别通过线路与第二开关芯片85、双排插座87相连；所述的第二开关芯片85分别通过线路与第十七封装电容88、第十八电阻89、第十八封装电容90相连；所述的第十八封装电容90通过线路与压力信号采集、处理芯片84相连；所述的压力信号采集、处理芯片84分别通过线路与第十九封装电容91、压阻式压力传感器92、第二十封装电容93、第十九电阻94、双排插针95相连；所述的双排插针95通过线路与压力数据存储芯片86相连；所述的压力数据存储芯片86分别通过线路与第二十电阻96、第二十一电阻97相连；所述的第二十一电阻97通过线路与双排插针95相连；第十七封装电容88通过线路与第十五封装电容81相连；

    所述的温度、压力、标况流量、工况流量频率信号输出电路10包括温度信号输出电路98、压力信号输出电路99、标况流量信号输出电路100和工况流量信号输出电路101；所述的温度信号输出电路98、压力信号输出电路99、标况流量信号输出电路100和工况流量信号输出电路101均包括第一场效应管102和与第一场效应管102的漏极通过线路相连的第二十二电阻103，所述的第一场效应管102的源极接地；所述的温度信号输出电路98上的第二十二电阻103通过线路与压力信号输出电路99上的第二十二电阻103相连，所述的压力信号输出电路99上的第二十二电阻103通过线路与工况流量信号输出电路101上的第二十二电阻103相连，所述的工况流量信号输出电路101上的第二十二电阻103通过线路与标况流量信号输出电路100上的第二十二电阻103相连；所述的工况流量信号输出电路101上的第二十二电阻103通过线路与输出线接线端口104相连；所述的温度信号输出电路98上的第二十二电阻103还通过线路与第一电路14的输入端相连；

所述的浓度传感器信号输入电路11包括第二场效应管105，所述的第二场效应管105的源极和栅极之间与第二十三电阻106并联后源极端接地，栅极端与第二十四电阻107相连；所述第二场效应管105的漏极通过线路分别与第二十五电阻108、CPU芯片60相连；所述的第二十五电阻108通过线路与第二十六电阻109相连，所述的第二十六电阻109通过线路与第三场效应管110的漏极相连，所述的第三场效应管110的漏极还通过线路与输出线接线端口104相连，所述的第三场效应管110的源极接地；

所述的防静电电路12包括第二十七电阻111和第二十一封装电容112，且所述的第二十七电阻111和第二十一封装电容112并联后一端接地，另一端通过线路与CPU芯片60相连。

所述的各路信号输出处理电路13包括各路信号输出处理芯片113，所述的各路信号输出处理芯片113通过线路与第三晶振117相连；所述的各路信号输出处理芯片113分别通过线路与温度信号输出电路98上的第一场效应管102的栅极、压力信号输出电路99上的第一场效应管102的栅极、标况流量信号输出电路100上的第一场效应管102的栅极和工况流量信号输出电路101上的第一场效应管102的栅极、第三场效应管110的栅极相连；所述的各路信号输出处理芯片113通过线路与第二十八电阻114相连，所述的第二十八电阻114通过线路与第二十二封装电容115相连，所述的第二十八电阻114与第二十二封装电容115之间的线路与程序烧录到LPC812的端口116通过线路相连；所述的程序烧录到LPC812的端口116上分别通过线路连接有9个上拉电阻118。

本实施例通过采集差压探头的压力差，差压变送器将采集的差压信号转换成4-20ma信号，与温度、压力、浓度传感器检测到的信号一起送入智能流量积算仪进行运算处理，并把流体的体积流量和总量直接显示于液晶屏幕。本装置属于矿用本质安全型设备，可监测管道瓦斯气体的压力、温度、瓦斯浓度、流量等参数，也能同时就地显示管道瓦斯的压力、温度、瓦斯浓度、标况和工况状态下的瞬时流量、标况状态下的累积流量、纯瓦斯流量等值，同时具有输出标准的频率信号和485通讯输出功能。

    使用过程中，首先外电源电路1经过第一二极管16，自恢复保险丝17，压敏电阻21（限压型保护器件），第一电感18，瞬态抑制二极管22，电解电容23，起抗干扰，过压过流保护。第一封装电容24，第二电感19，起滤波作用，第三稳压芯片20是把外电源8-24V稳压降到5V。电压5V和电池供电3.6V一起经过第四稳压芯片36，稳压降到3V,给各个芯片供电。电压5V经过光耦40隔离转换成3V；电压5V还经过第二稳压芯片28降压到3.3V，电压3.3V主要供电给485通讯。电源经过滤波、限压和过流的保护设计，给后部的元器件工作提供干净的电源。各个芯片都供上电源，就有了工作的动力。

图5是差压变送器把管道中差压探头检测到的差压信号，以4-20mA的电流模拟流量输送到积算仪上来。接线端口42是与差压变送器输出的信号线相连的接线端口，主要用于接收4-20mA的电流信号，经过第五电阻43，电流变成电压信号，第九封装电容44滤波，信号进入第一电流流量信号处理芯片45后处理以I2C通讯方式-SCL、SDA传送到CPU芯片60，等待温度、压力、浓度加入程序中计算气体的流速，乘以时间就是气体总量。

图10是压阻式压力传感器92把管道中的气体压力阻值采集上来，通过压力信号采集、处理芯片84数据处理，得到压力数据，压力信号采集、处理芯片84的其中三个管脚分别与CPU芯片60上的三个管脚相连，压力数据就传递到CPU芯片60等待一起计算气体流速。压力传感器需要标定，一段气压范围内的对应值存储在压力数据存储芯片86后方便程序调用使用，确保压力的准确性。

图9温度传感器接线端口77是温度传感器接线把温度信号传给温度信号采集、处理芯片76，温度信号采集、处理芯片76的其中六个管脚分别与CPU芯片60上的六个管脚相连，就将温度数据传递到CPU芯片60与压力，浓度一起参与程序中计算流速。

图11中输出线接线端口104的其中一个管脚是接进浓度信号。浓度信号到图12中的第二十三电阻106,第二十四电阻107分压，经过第二场效应管105放大信号后CPU-ND-IN进入CPU芯片60，总量乘以浓度百分比就是纯气体总量。

图5是4-20mA流量信号处理，第二电流流量信号处理芯片45和图9温度传感器采集温度中的第一开关芯片78，还有图10压力传感器压力处理中的第二开关芯片85，是在只有电池供电情况下，起到关闭第一电流流量信号处理芯片45、温度信号采集、处理芯片76，压力信号采集、处理芯片84，停止采集，来降低功耗，已达到延长使用电池时间。

程序代码通过图7中的烧录程序端口61，并且以其上的三个管脚与CPU芯片的其中三个管脚相连烧进CPU中程序。图7中的第一晶振63,第二晶振64是晶振电路，给CPU芯片60时钟信号。

以上所述是外电源、电池供电，各个传感器采集数据，一起整合到CPU芯片，加上程序代码运行计算流速，最后通过液晶屏接口66显示信息在液晶屏幕上。

该流量计具有温度、压力、瞬时标况、工况流量频率输出功能，其输出范围为：200~1000Hz。频率输出能传送一定距离，方便抄表员不用实地抄写信息。图11中，各路信号输出处理芯片113的管脚，其中2个管脚与CPU芯片60的2个管脚相连，可得到实时温度、压力、瞬时标况、工况流量。温度从图14中的各路信号输出处理芯片113中出来的信号，经过第一场效应管102放大输出24V的频率信号；从图14中的各路信号输出处理芯片113中出来的压力信号经过第一场效应管102放大输出24V的频率信号；标况和工况从图14中的各路信号输出处理芯片113中出来的信号经过第一场效应管102放大输出24V的频率信号；图14中的第三晶振117给各路信号输出处理芯片芯片113提供时钟频率。图14中第二十八电阻114,第二十二封装115组成复位电路（利用它把电路恢复到起始状态），图14中程序烧录到LPC812的端口116是烧录频率输出程序的端口。

本实施例的差压流量计的积算仪电路在使用过程中，不仅对瓦斯总量进行了计量，还对瓦斯浓度进行修正。因为不同煤矿环境具有不同的甲烷浓度，并且随着抽采时间的延长，甲烷浓度有所下降。瓦斯利用率的计算以及对瓦斯抽采情况的判定，何时停止瓦斯抽采以及对抽采人力、物力等资源的配备均取决于对瓦斯纯量的评估。该积算仪电路还具有485通讯以及温度、压力、瞬时标况、工况流量频率输出功能，其输出范围为：200~1000Hz。485通讯和频率输出能传送一定距离，方便抄表员不用实地抄写信息。

Claims (2)

1.一种差压流量计的积算仪电路，其特征在于，包括外电源电路（1），485驱动电压电路（2），电池供电电路（3），4-20mA电流流量信号处理电路（4），按键电路（5），CPU芯片数据处理电路（6），485通讯电路（7），温度信号采集、处理电路（8)，压力信号采集、处理电路（9），温度、压力、标况流量、工况流量频率信号输出电路（10），浓度传感器信号输入电路（11），防静电电路（12），各路信号输出处理电路（13）；其中所述的外电源电路（1）分别与485驱动电压电路（2）、温度、压力、标况流量、工况流量频率信号输出电路（10）相连；所述的485驱动电压电路（2）分别与电池供电电路（3）、485通讯电路（7）相连；所述的电池供电电路（3）分别与4-20mA电流流量信号处理电路（4）、CPU芯片数据处理电路（6）相连；所述的4-20mA电流流量信号处理电路（4）分别与CPU芯片数据处理电路（6），温度信号采集、处理电路（8)相连；所述的CPU芯片数据处理电路（6）分别与按键电路（5），温度信号采集、处理电路（8)，浓度传感器信号输入电路（11），静电放电和抗干扰电路（12）相连；所述的温度信号采集、处理电路（8)与压力信号采集、处理电路（9）相连；所述的浓度传感器信号输入电路（11）分别与温度、压力、标况流量、工况流量频率信号输出电路（10）、各路信号输出处理芯片（13）相连。

2.    如权利要求1所述的一种差压流量计的积算仪电路，其特征在于，所述的外电源电路（1）包括第一电路（14）和第二电路（15）；其中所述的第一电路（14）上依次串连有第一二极管（16）、自恢复保险丝（17）、第一电感（18）、第二电感（19）、稳压芯片（20）；所述的第二电路（15）两端接地，且所述的自恢复保险丝（17）、第一电感（18）之间的第一电路（14）与第二电路（15）之间通过线路连接有压敏电阻（21）；所述的第一电感（18）、第二电感（19）之间的第一电路（14）与第二电路（15）之间通过线路分别连接有瞬态抑制二极管（22）、电解电容（23）、第一封装电容（24）；所述的第二电感（19）、稳压芯片（20）之间的第一电路（14）与第二电路（15）之间通过线路连接有第二封装电容（25）；所述的稳压芯片（20）之后的第一电路（14）与第二电路（15）之间通过线路连接有第三封装电容（26）；

所述的485驱动电压电路（2）包括第四封装电容（27）、所述的第四封装电容（27）通过线路与第二稳压芯片（28）相连；所述的第二稳压芯片（28）通过线路与第五封装电容（29）相连；所述的第四封装电容（27）与第一电路（15）的输出端相连；

所述的电池供电电路（3）包括第六封装电容（30），所述的第六封装电容（30）与第一电阻（31）并联后一端接地，另一端通过线路与第二电阻（32）相连；所述的第二电阻（32）通过线路分别与电池（33）、第二二极管（34）相连；所述的第二二极管（34）通过线路分别与第三二极管（35）、第四稳压芯片（36）相连；所述的第二二极管（34）与第四稳压芯片（36）之间的线路上连接有第七封装电容（37）；所述的第四稳压芯片（36）通过线路与第八封装电容（38）相连；所述的第三二极管（35）分别通过线路与第三电阻（39）、第二稳压芯片（28）相连；所述的第三电阻（39）通过线路与光耦（40）相连；所述的光耦（40）通过线路与第四电阻（41）相连；

所述的4-20mA电流流量信号处理电路（4）包括与差压变送器输出的信号线相连的接线端口（42），所述的接线端口（42）通过线路与第五电阻（43）相连，所述的第五电阻（43）与第九封装电容（44）并联后与第一电流流量信号处理芯片（45）相连，所述的第一电流流量信号处理芯片（45）分别通过线路与第十封装电容（46）、第六电阻（47）相连，所述的第十封装电容（46）与第六电阻（47）相连；所述的第六电阻（47）通过线路与第二电流流量信号处理芯片（48）相连；所述的第二电流流量信号处理芯片（48）分别通过线路与第十一封装电容（49）、第七电阻（50）、第十二封装电容（51）相连；所述的第十一封装电容（49）通过线路与第三二极管（35）相连；

所述的按键电路（5）包括第一按键（52）、第二按键（53）、第三按键（54）和第四按键（55）；所述的第一按键（52）通过线路与第八电阻（56）串联，所述的第二按键（53）通过线路与第九电阻（57）串联，所述的第三按键（54）通过线路与第十电阻（58）串联，所述的第四按键（55）通过线路与第十一电阻（59）串联；所述的第八电阻（56）、第九电阻（57）、第十电阻（58）和第十一电阻（59）之间相互并联；

所述的CPU芯片数据处理电路（6）包括CPU芯片（60），所述的CPU芯片（60）分别通过线路与按键电路（5）中的第一按键（52）、第二按键（53）、第三按键（54）和第四按键（55）相连；所述的CPU芯片（60）还分别通过线路与程序烧录到烧录程序端口（61）、复位电路、第一晶振（63)、第二晶振（64）、I2C上拉电阻（65）、液晶屏接口（66）、电源滤波电路和铁电芯片（68）相连；其中所述的复位电路包括第十二电阻（69）、所述的第十二电阻（69）通过线路与第十三封装电容（70）相连，所述的第十二电阻（69）通过线路与CPU芯片（60）相连；所述的电源滤波电路包括三个并联的第十四封装电容（71），且并联后一端接地，另一端与CPU芯片（60）通过线路相连；所述的液晶屏接口（66）通过线路与第十三电阻（62）相连，所述的第十三电阻（62）通过线路与第三电阻（39）相连；所述的CPU芯片（60）通过线路与第十四电阻（67）相连；所述的程序烧录到烧录程序端口（61）分别通过线路与9个第三十电阻（118）相连；所述的CPU芯片（60）通过线路与第一电流流量信号处理芯片（45）相连；

所述的485通讯电路（7）包括485通讯芯片（72），所述的485通讯芯片（72）分别通过线路与第五封装电容（27）、485输出线接线端口（73）相连；所述的485通讯芯片（72）通过线路分别与第二十三封装电容（74）、第二十四封装电容（75）相连；

所述的温度信号采集、处理电路（8)包括温度信号采集、处理芯片（76），所述的温度信号采集、处理芯片（76）分别通过线路与温度传感器接线端口（77）、第一开关芯片（78）、CPU芯片（60）相连；所述的温度信号采集、处理芯片（76）分别通过线路与第十五电阻（79）、第十六电阻（80）相连；所述的第一开关芯片（76）分别通过线路与第十五封装电容（81）、十七电阻（82）、十六封装电容（83）相连；所述的第十五封装电容（81）通过线路与第十一封装电容（49)相连；所述的十七电阻（82）通过线路与CPU芯片（60）相连；

    所述的压力信号采集、处理电路（9）包括压力信号采集、处理芯片（84），所述的压力信号采集、处理芯片（84）分别通过线路与第二开关芯片（85）、双排插座（87）相连；所述的第二开关芯片（85）分别通过线路与第十七封装电容（88）、第十八电阻（89）、第十八封装电容（90）相连；所述的第十八封装电容（90）通过线路与压力信号采集、处理芯片（84）相连；所述的压力信号采集、处理芯片（84）分别通过线路与第十九封装电容（91）、压阻式压力传感器（92）、第二十封装电容（93）、第十九电阻（94）、双排插针（95）相连；所述的双排插针（95）通过线路与压力数据存储芯片（86）相连；所述的压力数据存储芯片（86）分别通过线路与第二十电阻（96）、第二十一电阻（97）相连；所述的第二十一电阻（97）通过线路与双排插针（95）相连；第十七封装电容（88）通过线路与第十五封装电容（81）相连；

    所述的温度、压力、标况流量、工况流量频率信号输出电路（10）包括温度信号输出电路（98）、压力信号输出电路（99）、标况流量信号输出电路（100）和工况流量信号输出电路（101）；所述的温度信号输出电路（98）、压力信号输出电路（99）、标况流量信号输出电路（100）和工况流量信号输出电路（101）均包括第一场效应管（102）和与第一场效应管（102）的漏极通过线路相连的第二十二电阻（103），所述的第一场效应管（102）的源极接地；所述的温度信号输出电路（98）上的第二十二电阻（103）通过线路与压力信号输出电路（99）上的第二十二电阻（103）相连，所述的压力信号输出电路（99）上的第二十二电阻（103）通过线路与工况流量信号输出电路（101）上的第二十二电阻（103）相连，所述的工况流量信号输出电路（101）上的第二十二电阻（103）通过线路与标况流量信号输出电路（100）上的第二十二电阻（103）相连；所述的工况流量信号输出电路（101）上的第二十二电阻（103）通过线路与输出线接线端口（104）相连；所述的温度信号输出电路（98）上的第二十二电阻（103）还通过线路与第一电路（14）的输入端相连；

所述的浓度传感器信号输入电路（11）包括第二场效应管（105），所述的第二场效应管（105）的源极和栅极之间与第二十三电阻（106）并联后源极端接地，栅极端与第二十四电阻（107）相连；所述第二场效应管（105）的漏极通过线路分别与第二十五电阻（108）、CPU芯片（60）相连；所述的第二十五电阻（108）通过线路与第二十六电阻（109）相连，所述的第二十六电阻（109）通过线路与第三场效应管（110）的漏极相连，所述的第三场效应管（110）的漏极还通过线路与输出线接线端口（104）相连，所述的第三场效应管（110）的源极接地；

所述的防静电电路（12）包括第二十七电阻（111）和第二十一封装电容（112），且所述的第二十七电阻（111）和第二十一封装电容（112）并联后一端接地，另一端通过线路与CPU芯片（60）相连；

所述的各路信号输出处理电路（13）包括各路信号输出处理芯片（113），所述的各路信号输出处理芯片（113）通过线路与第三晶振（117）相连；所述的各路信号输出处理芯片（113）分别通过线路与温度信号输出电路（98）上的第一场效应管（102）的栅极、压力信号输出电路（99）上的第一场效应管（102）的栅极、标况流量信号输出电路（100）上的第一场效应管（102）的栅极和工况流量信号输出电路（101）上的第一场效应管（102）的栅极、第三场效应管（110）的栅极相连；所述的各路信号输出处理芯片（113）通过线路与第二十八电阻（114）相连，所述的第二十八电阻（114）通过线路与第二十二封装电容（115）相连，所述的第二十八电阻（114）与第二十二封装电容（115）之间的线路与程序烧录到LPC812的端口（116）通过线路相连；所述的程序烧录到LPC812的端口（116）上分别通过线路连接有9个上拉电阻（118）。