CN105277261A - 一种高精度自动冷媒称量系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度自动冷媒称量系统及其控制方法，系统包括微控制器、输入输出模块、存储模块、称重传感器、信号调理电路、阀门驱动电路和电动阀门，称重传感器经信号调理电路与微控制器连接，电动阀门经阀门驱动电路与微控制器连接，输入输出模块和存储模块分别连接微控制器，冷媒容器连接送气管并置于称重传感器上；称重传感器采集冷媒容器的重量信号，信号经信号调理电路处理后传送给微控制器，微控制器根据当前重量信号生成驱动指令并传送给阀门驱动电路，阀门驱动电路根据驱动指令控制电动阀门运转，从而改变送气管的输送流量。本发明解决了自动化控制冷媒灌装的精度问题。
Description
技术领域
本发明属于自动化控制领域，特别涉及了一种高精度自动冷媒称量系统及其控制方法。
背景技术
对于冷媒的携带运输，大型的冷媒储藏设备并不适合，通常需要对冷媒进行灌装，所以需要一种能够便于携带运输的小型冷媒罐，以此作为冷媒的传输媒介。有些厂家采用人工称量，十分费时费力，而且称量重量不容易控制，精确度很难保证。而有些则采用公开号为CN101581520A、CN103090937A、CN2246234Y、CN101761772A的专利或专利申请文件所介绍的自动称量加液系统，虽然满足了自动化称量功能，但是这些文件均采用电磁阀作为输出控制，电磁阀只能输出开关量，无法对流量进行精准控制，并且均未采用控制方法进行优化，导致称量精度并不理想，容易造成污染和浪费。
发明内容
为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种高精度自动冷媒称量系统及其控制方法，解决了自动化控制冷媒灌装的精度问题。
为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：
一种高精度自动冷媒称量系统，包括微控制器、输入输出模块、存储模块、称重传感器、信号调理电路、阀门驱动电路和电动阀门，所述称重传感器经信号调理电路与微控制器连接，所述电动阀门经阀门驱动电路与微控制器连接，所述输入输出模块和存储模块分别连接微控制器，冷媒容器连接送气管并置于称重传感器上；所述称重传感器采集冷媒容器的重量信号，信号经信号调理电路处理后传送给微控制器，微控制器根据当前重量信号生成驱动指令并传送给阀门驱动电路，阀门驱动电路根据驱动指令控制电动阀门运转，从而改变送气管的输送流量。
其中，所述信号调理电路包括信号放大器和模数转换器，所述信号放大器的输入端连接称重传感器，信号放大器的输出端连接模数转换器的输入端，模数转换器的输出端连接微控制器。
其中，所述称重传感器采用S型称重传感器。
其中，所述微控制器采用单片机。
其中，所述输入输出模块为触摸屏。
本发明还包括基于上述高精度自动冷媒称量系统的控制方法，包括以下步骤：
（1）在冷媒灌装之前，称重传感器测量冷媒容器本身的重量，并将该重量信号通过信号调理电路传送给微控制器，微控制器将该冷媒容器的重量数据存入存储模块；
（2）通过输入输出模块设置微控制器的控制参数：目标重量a、大流量控制阈值b和小流量控制阈值c；
（3）向容器充注冷媒，称重传感器不断采集当前重量并传送给微控制器，微控制器将预先设定的目标重量a与当前重量减去容器本身重量后的重量d进行比较，若a-d≥b时，则转入步骤（4），若c≤a-d＜b，则转入步骤（5），若a-d＜c，则转入步骤（6）；
（4）微控制器生成大流量驱动指令并传送给阀门驱动电路，阀门驱动电路根据该驱动指令控制电动阀门的开度调节至最大；
（5）微控制器生成中流量驱动指令并传送给阀门驱动电路，阀门驱动电路根据该驱动指令控制电动阀门的开度调节至最大开度的一半，并随着a-d的减小而减小电动阀门的开度；
（6）微控制器生成小流量驱动指令并传送给阀门驱动电路，阀门驱动电路根据该驱动指令控制电动阀门的开度调节至最大开度的30%以下，并随着a-d的减小而减小电动阀门的开度，当a-d为零时彻底关断电动阀门。
其中，大流量阈值b等于50%目标重量a，小流量阈值c等于30%目标重量a。
采用上述技术方案带来的有益效果：
（1）本发明能对电动阀门进行实时高速精确的控制，实现高精度称量，使得冷媒能够在密闭和高压的情况下进行称量，并且其称量量使用重量差，没有零漂，在满量程为50kg的情况下，精度高达0.01kg；
（2）本发明能够自动控制称量量，计量精度很高，不受钢瓶大小重量的影响，不仅适用于冷媒称量，也可用于其他高压液体称量；
（3）本发明的装置均采用集成芯片构成，方便携带且易于操作。
附图说明
图1是本发明的系统组成框图。
图2是本发明的方法流程图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1所示本发明的系统组成框图，一种高精度自动冷媒称量系统，包括微控制器、输入输出模块、存储模块、称重传感器、信号调理电路、阀门驱动电路和电动阀门，所述称重传感器经信号调理电路与微控制器连接，所述电动阀门经阀门驱动电路与微控制器连接，所述输入输出模块和存储模块分别连接微控制器，冷媒容器连接送气管并置于称重传感器上；所述称重传感器采集冷媒容器的重量信号，信号经信号调理电路处理后传送给微控制器，微控制器根据当前重量信号生成驱动指令并传送给阀门驱动电路，阀门驱动电路根据驱动指令控制电动阀门运转，从而改变送气管的输送流量。
在本实施例中，所述信号调理电路包括信号放大器和模数转换器，所述信号放大器的输入端连接称重传感器，信号放大器的输出端连接模数转换器的输入端，模数转换器的输出端连接微控制器。
在本实施例中，所述称重传感器采用S型称重传感器。
在本实施例中，所述微控制器采用单片机。
在本实施例中，所述输入输出模块为触摸屏。
本发明还包括基于上述高精度自动冷媒称量系统的控制方法，如图2所示，包括以下步骤：
（1）在冷媒灌装之前，称重传感器测量冷媒容器本身的重量，并将该重量信号通过信号调理电路传送给微控制器，微控制器将该冷媒容器的重量数据存入存储模块；
（2）通过输入输出模块设置微控制器的控制参数：目标重量a、大流量控制阈值b和小流量控制阈值c；
（3）向容器充注冷媒，称重传感器不断采集当前重量并传送给微控制器，微控制器将预先设定的目标重量a与当前重量减去容器本身重量后的重量d进行比较，若a-d≥b时，则转入步骤（4），若c≤a-d＜b，则转入步骤（5），若a-d＜c，则转入步骤（6）；
（4）微控制器生成大流量驱动指令并传送给阀门驱动电路，阀门驱动电路根据该驱动指令控制电动阀门的开度调节至最大；
（5）微控制器生成中流量驱动指令并传送给阀门驱动电路，阀门驱动电路根据该驱动指令控制电动阀门的开度调节至最大开度的一半，并随着a-d的减小而减小电动阀门的开度；
（6）微控制器生成小流量驱动指令并传送给阀门驱动电路，阀门驱动电路根据该驱动指令控制电动阀门的开度调节至最大开度的30%以下，并随着a-d的减小而减小电动阀门的开度，当a-d为零时彻底关断电动阀门。
其中，大流量阈值b等于50%目标重量a，小流量阈值c等于30%目标重量a。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高精度自动冷媒称量系统，其特征在于：包括微控制器、输入输出模块、存储模块、称重传感器、信号调理电路、阀门驱动电路和电动阀门，所述称重传感器经信号调理电路与微控制器连接，所述电动阀门经阀门驱动电路与微控制器连接，所述输入输出模块和存储模块分别连接微控制器，冷媒容器连接送气管并置于称重传感器上；所述称重传感器采集冷媒容器的重量信号，信号经信号调理电路处理后传送给微控制器，微控制器根据当前重量信号生成驱动指令并传送给阀门驱动电路，阀门驱动电路根据驱动指令控制电动阀门运转，从而改变送气管的输送流量。
2.根据权利要求1所述一种高精度自动冷媒称量系统，其特征在于：所述信号调理电路包括信号放大器和模数转换器，所述信号放大器的输入端连接称重传感器，信号放大器的输出端连接模数转换器的输入端，模数转换器的输出端连接微控制器。
3.根据权利要求1所述一种高精度自动冷媒称量系统，其特征在于：所述称重传感器采用S型称重传感器。
4.根据权利要求1所述一种高精度自动冷媒称量系统，其特征在于：所述微控制器采用单片机。
5.根据权利要求1所述一种高精度自动冷媒称量系统，其特征在于：所述输入输出模块为触摸屏。
6.基于权利要求1所述高精度自动冷媒称量系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在冷媒灌装之前，称重传感器测量冷媒容器本身的重量，并将该重量信号通过信号调理电路传送给微控制器，微控制器将该冷媒容器的重量数据存入存储模块；
（2）通过输入输出模块设置微控制器的控制参数：目标重量a、大流量控制阈值b和小流量控制阈值c；
（3）向容器充注冷媒，称重传感器不断采集当前重量并传送给微控制器，微控制器将预先设定的目标重量a与当前重量减去容器本身重量后的重量d进行比较，若a-d≥b时，则转入步骤（4），若c≤a-d＜b，则转入步骤（5），若a-d＜c，则转入步骤（6）；
（4）微控制器生成大流量驱动指令并传送给阀门驱动电路，阀门驱动电路根据该驱动指令控制电动阀门的开度调节至最大；
（5）微控制器生成中流量驱动指令并传送给阀门驱动电路，阀门驱动电路根据该驱动指令控制电动阀门的开度调节至最大开度的一半，并随着a-d的减小而减小电动阀门的开度；
（6）微控制器生成小流量驱动指令并传送给阀门驱动电路，阀门驱动电路根据该驱动指令控制电动阀门的开度调节至最大开度的30%以下，并随着a-d的减小而减小电动阀门的开度，当a-d为零时彻底关断电动阀门。
7.根据权利要求6所述控制方法，其特征在于：大流量阈值b等于50%目标重量a，小流量阈值c等于30%目标重量a。
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