CN110031132A - 高精度流量热量积算仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种高精度流量热量积算仪，包括：用于将温度信号、压力信号、脉冲信号中的任意一种信号数据进行处理的外围电路，用于将外围电路处理后的信号数据进行采集的采集单元电路，用于将采集单元电路采集到的信号数据进行传输的通讯电路，用于对通讯电路传输的信号数据进行接收和处理的计算单元电路，用于对计算单元电路处理后的信号数据进行显示的显示屏接口电路，所述计算单元电路上连接有用于将信号数据发送到远程服务器的GPRS模块连接单元，所述计算单元电路上连接有用于将仪表内部参数进行修改的按键接口电路，借此，本发明具有测算精度高、能对多种信号数据进行处理的优点。
Description
技术领域
本发明属于仪表应用技术领域，特别涉及一种高精度流量热量积算仪。
背景技术
目前，仪表主要以机械式为主，采用表盘和指针显示温度压力数据，结构复杂，功能简单，体积大，数据传输性差，只能靠人工抄表采集数据，数据的计算和分析基本都需要人工来完成，随着电子技术的发展，各类以电子元件为基础的传感器不断产生，仪表也由机械式开始向电子式和智能式转型。
因此，原来技术中仪表存在的浪费大量的人力物力，计算结果精度差，容易出现误差的问题需要进行解决，鉴于上述方案于实际制作及实施使用上的缺失之处，而加以修正、改良，同时本着求好的精神及理念，并由专业的知识、经验的辅助，以及在多方巧思、试验后，方创设出本发明，特在提供一种高精度流量热量积算仪，用于解决仪表计算结果精度差，容易出现误差的问题。
发明内容
本发明提出一种高精度流量热量积算仪，解决了现有技术中仪表计算结果精度差，容易出现误差的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种高精度流量热量积算仪，包括：用于将温度信号、压力信号、脉冲信号中的任意一种信号数据进行处理的外围电路，用于将外围电路处理后的信号数据进行采集的采集单元电路，用于将采集单元电路采集到的信号数据进行传输的通讯电路，用于对通讯电路传输的信号数据进行接收和处理的计算单元电路，用于对计算单元电路处理后的信号数据进行显示的显示屏接口电路，计算单元电路上连接有用于将信号数据发送到远程服务器的GPRS模块连接单元，计算单元电路上连接有用于将仪表内部参数进行修改的按键接口电路，通过对接收到的信号数据进行计算和传输，能够完成对蒸汽、气体、液体的流量计量演算功能，能实时在线对流体的温度、压力进行补偿，能同时接收流量、温度、压力等信号，信号可以为频率、电流、差压、电阻等类型，信号处理采用无开关触点、无电位器可调部件技术，使得计量更准确，工作更可靠。
作为一种优选的实施方式，外围电路包括与采集单元电路进行连接的模拟信号转换电路、与采集单元电路进行连接的模拟数字转换电路，与采集单元电路进行连接的数字模拟转换电路，与采集单元电路进行连接的电源及滤波电路，与采集单元电路进行连接的电流输出电路，与采集单元电路进行连接的继电器控制电路，与采集单元电路进行连接的热电偶采集电路，与采集单元电路进行连接脉冲信号采集转换电路，便于将采集到的模拟信号转换成数字信号，使得信号传输过程更加准确。
作为一种优选的实施方式，计算单元电路上连接有用于将仪表内部参数进行存储的存储单元电路，计算单元电路上连接有用于对仪表发生死机后重新复位仪表的看门狗电路，难呢过对数据进行存储和调用，保证数据不会出现丢失的问题。
作为一种优选的实施方式，看门狗电路可以从存储单元电路中读取存储的仪表内部参数，便于对多种参数进行调用，提高计算的准确性。
作为一种优选的实施方式，计算单元电路处理后的信号数据在显示屏接口电路处显示与计算单元电路将信号数据发送到远程服务器同时进行，便于对数据进行多种操作，可以与各种网络或工业总线进行组网，实现远程抄表。
作为一种优选的实施方式，采集单元电路包括STM323F373C8T6单片机，更好的对整个电路进行通信。
作为一种优选的实施方式，模拟数字电路包括ADS1248芯片。
作为一种优选的实施方式，电流输出电路包括DAC7512芯片和与DAC7512 芯片进行连接的XTR111芯片，DAC7512芯片的第一引脚与XTR111芯片的第五引脚进行连接，DAC7512芯片的第四引脚与XTR111芯片的第六引脚进行连接， DAC7512芯片的第一引脚与XTR111芯片的第五引脚的连接线上连接有XTR111芯片的第四引脚。热电偶采集电路包括MAX31855芯片，MAX31855芯片第一引脚和第三引脚之间连接有第三十八电容，MAX31855芯片的第四引脚连接有第二十三电容的一端，第二十三电容的另一端连接在第一引脚和第三十八电容之间的连接线上。通讯电路包括MAX232ACSE芯片，存储单元电路包括AT24C512芯片，看门狗电路包括CAT1161芯片，采用的芯片成本较低，便于安装和更换。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
1、通过对接收到的信号数据进行计算和传输，能够完成对蒸汽、气体、液体的流量计量演算功能，能实时在线对流体的温度、压力进行补偿，能同时接收流量、温度、压力等信号；
2、信号可以为频率、电流、差压、电阻等类型，信号处理采用无开关触点、无电位器可调部件技术，使得计量更准确，工作更可靠；
3、使得信号的传递和计算更加准确，避免传输过程中出现中断带来的信号完整性受到影响的问题；
4、可有效防止在工业场合出现死机不工作的现象，可以与各种网络或工业总线进行组网，实现远程抄表。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的功能框图；
图2为本发明采集单元电路图；
图3为本发明模拟信号转换电路图；
图4为本发明模拟数字转换电路图；
图5为本发明电流输出电路图；
图6为本发明热电偶采集电路图；
图7为本发明脉冲信号采集转换电路图；
图8本发明为通讯电路图；
图9本发明存储单元电路图；
图10本发明看门狗单元电路图。
图中，1-GPRS模块连接单元；2-GPRS电源电路；3-通讯电路；4-按键接口电路；5-计算单元电路；6-显示屏接口电路；7-看门狗电路；8-存储单元电路； 9-模拟信号转换电路；10-模拟数字转换电路；11-数字模拟转换电路；12-电源及滤波电路；13-电源输出电路；14-采集单元电路；15-继电器输出电路；16- 通讯电路；17-脉冲信号采集转换电路；18-热电偶采集电路；R1～R31-第一电阻～第三十一电阻；C1～C41-第一电容～第四十一电容；D1～D5第一稳压二极管～第五稳压二极管；STM323F373C8T6-单片机；ADS1248-芯片；DAC7512-芯片；XTR111- 芯片；MAX31855-芯片；MAX232ACSE-芯片；AT24C512-芯片；CAT1161-芯片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，一种高精度流量热量积算仪，包括：用于将温度信号、压力信号、脉冲信号中的任意一种信号数据进行处理的外围电路，用于将外围电路处理后的信号数据进行采集的采集单元电路14，结合图6和图7，用于将采集单元电路14采集到的信号数据进行传输的通讯电路16，用于对通讯16电路传输的信号数据进行接收和处理的计算单元电路5，用于对计算单元电路5处理后的信号数据进行显示的显示屏接口电路6，计算单元电路5上连接有用于将信号数据发送到远程服务器的GPRS模块连接单元1，计算单元电路上连接有用于将仪表内部参数进行修改的按键接口电路4。
结合图4和图5，外围电路包括与采集单元1电路14进行连接的模拟信号转换电路9、与采集单元电路14进行连接的模拟数字转换电路10，结合图3与采集单元电路14进行连接的数字模拟转换电路11，与采集单元电路进行连接的电源及滤波电路12，与采集单元电路14进行连接的电流输出电路，与采集单元电路14进行连接的继电器控制电路15，与采集单元电路14进行连接的热电偶采集电18路，与采集单元电路14进行连接脉冲信号采集转换电路17。
结合图9和图10，计算单元电路5上连接有用于将仪表内部参数进行存储的存储单元电路8，计算单元电路5上连接有用于对仪表发生死机后重新复位仪表的看门狗电路7。看门狗电路7可以从存储单元电路8中读取存储的仪表内部参数。计算单元电路5处理后的信号数据在显示屏接口电路6处显示与计算单元电路5将信号数据发送到远程服务器同时进行。
结合图8，采集单元电路包括STM323F373C8T6单片机。模拟数字电路包括 ADS1248芯片。电流输出电路包括DAC7512芯片和与DAC7512芯片进行连接的 XTR111芯片，DAC7512芯片的第一引脚与XTR111芯片的第五引脚进行连接， DAC7512芯片的第四引脚与XTR111芯片的第六引脚进行连接，DAC7512芯片的第一引脚与XTR111芯片的第五引脚的连接线上连接有XTR111芯片的第四引脚。热电偶采集电路包括MAX31855芯片，MAX31855芯片第一引脚和第三引脚之间连接有第三十八电容，MAX31855芯片的第四引脚连接有第二十三电容的一端，第二十三电容的另一端连接在第一引脚和第三十八电容之间的连接线上。通讯电路包括MAX232ACSE芯片，存储单元电路包括AT24C512芯片，看门狗电路包括 CAT1161芯片。
该高精度流量热量积算仪的工作原理是：FC6000高精度流量热量积算仪：仪表采用双32位单片机作为核心控制器，显示功能、按键功能、数据传输功能，数据加密算法、蒸汽参数计算算法等采用计算单元电路进行处理，模拟信号采集处理采用采集单元电路处理，模拟信号采集转换电路采用24位ADC芯片作为采集模拟信号转换器，转换速度快，低温漂，高精度，该仪表不仅能够完成对蒸汽、气体、液体的流量计量演算功能，能实时在线对流体的温度、压力进行补偿，能同时接收流量、温度、压力等信号，同时具备定量控制功能，仪表具有继电器输出单元，可以在达到一定量后，输出一个控制信号，能够完成对蒸汽、气体、液体的流量计量演算功能，能实时在线对流体的温度、压力进行补偿，能同时接收流量、温度、压力等信号，信号可以为频率、电流、差压、电阻等类型，信号处理采用无开关触点、无电位器可调部件技术，使得计量更准确，工作更可靠，仪表采用看门狗电路(Watchdog)技术，可有效防止在工业场合出现死机不工作的现象。采用新型F l ash技术，仪表数据断电后可保存10 年以上，采用RS232/485接口的MODBUS通讯技术，可以与各种网络或工业总线进行组网，实现远程抄表，。
系统工作方法：采集单元电路，将采集的温度、压力、脉冲、等信号通过通讯单元将数据传递给计算单元电路，计算单元电路对数据进行分析计算后，将计算最终结果送至显示屏接口电路显示，同时将控制GPRS模块连接单元将数据发送到远程服务器平台。通过按键接口电路修改仪表内部参数，参数存储到存储单元电路8中，当仪表发生死机后，看门狗电路7立刻重新复位仪表，并从存储单元8中读取存储的数据，保证参数不丢失，采集单元CPU 14，将采集的温度、压力、脉冲、等信号通过通讯单元将数据传递给计算单元CPU 5，计算单元CPU，对数据进行分析计算后，经过一系列转换电路器进行转换,转换结果由CPU按一定的数学模型进行实时运算和补偿,得到瞬时流量值和累计流量值。将计算结果进行保存,并送至显示屏接口电路6显示，同时将控制GPRS模块连接单元将数据发送到远程服务器平台。通过按键接口电路4修改仪表内部参数，参数存储到存储单元电路8中，当仪表发生死机后，看门狗电路7，强制系统重新运行，形成独立的保护系统；监测系统的供电电源，当其低于最小转换点以下时，强制系统复位，一直保持到系统电源恢复到正常，并从存储单元8中读取存储的数据，保证参数不丢失
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.高精度流量热量积算仪，其特征在于，包括：用于将温度信号、压力信号、脉冲信号中的任意一种信号数据进行处理的外围电路，用于将外围电路处理后的信号数据进行采集的采集单元电路，用于将采集单元电路采集到的信号数据进行传输的通讯电路，用于对通讯电路传输的信号数据进行接收和处理的计算单元电路，用于对计算单元电路处理后的信号数据进行显示的显示屏接口电路，所述计算单元电路上连接有用于将信号数据发送到远程服务器的GPRS模块连接单元，所述计算单元电路上连接有用于将仪表内部参数进行修改的按键接口电路。
2.根据权利要求1所述的高精度流量热量积算仪，其特征在于，所述外围电路包括与采集单元电路进行连接的模拟信号转换电路、与采集单元电路进行连接的模拟数字转换电路，与采集单元电路进行连接的数字模拟转换电路，与采集单元电路进行连接的电源及滤波电路，与采集单元电路进行连接的电流输出电路，与采集单元电路进行连接的继电器控制电路，与采集单元电路进行连接的热电偶采集电路，与采集单元电路进行连接脉冲信号采集转换电路。
3.根据权利要求1所述的高精度流量热量积算仪，其特征在于，所述计算单元电路上连接有用于将仪表内部参数进行存储的存储单元电路，所述计算单元电路上连接有用于对仪表发生死机后重新复位仪表的看门狗电路。
4.根据权利要求3所述的高精度流量热量积算仪，其特征在于，所述看门狗电路可以从存储单元电路中读取存储的仪表内部参数。
5.根据权利要求1所述的高精度流量热量积算仪，其特征在于，所述计算单元电路处理后的信号数据在显示屏接口电路处显示与所述计算单元电路将信号数据发送到远程服务器同时进行。
6.根据权利要求2所述的高精度流量热量积算仪，其特征在于，所述采集单元电路包括STM323F373C8T6单片机。
7.根据权利要求6所述的高精度流量热量积算仪，其特征在于，所述模拟数字电路包括ADS1248芯片。
8.根据权利要求6所述的高精度流量热量积算仪，其特征在于，所述电流输出电路包括DAC7512芯片和与DAC7512芯片进行连接的XTR111芯片，所述DAC7512芯片的第一引脚与XTR111芯片的第五引脚进行连接，所述DAC7512芯片的第四引脚与XTR111芯片的第六引脚进行连接，所述DAC7512芯片的第一引脚与XTR111芯片的第五引脚的连接线上连接有XTR111芯片的第四引脚。
9.根据权利要求6所述的高精度流量热量积算仪，其特征在于，所述热电偶采集电路包括MAX31855芯片，所述MAX31855芯片第一引脚和第三引脚之间连接有第三十八电容，所述MAX31855芯片的第四引脚连接有第二十三电容的一端，所述第二十三电容的另一端连接在第一引脚和第三十八电容之间的连接线上。
10.根据权利要求4所述的高精度流量热量积算仪，其特征在于，所述通讯电路包括MAX232ACSE芯片，所述存储单元电路包括AT24C512芯片，所述看门狗电路包括CAT1161芯片。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110812693A (zh) * | 2019-09-27 | 2020-02-21 | 中国科学院心理研究所 | 多通道高频非侵入式精确定位神经刺激系统 |
| CN116968509A (zh) * | 2023-09-19 | 2023-10-31 | 四川大学 | 一种电动汽车的温控系统 |
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2019
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| CN110812693A (zh) * | 2019-09-27 | 2020-02-21 | 中国科学院心理研究所 | 多通道高频非侵入式精确定位神经刺激系统 |
| CN110812693B (zh) * | 2019-09-27 | 2021-08-03 | 中国科学院心理研究所 | 多通道高频非侵入式精确定位神经刺激系统 |
| CN116968509A (zh) * | 2023-09-19 | 2023-10-31 | 四川大学 | 一种电动汽车的温控系统 |
| CN116968509B (zh) * | 2023-09-19 | 2023-11-28 | 四川大学 | 一种电动汽车的温控系统 |
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