CN111442807A - 一种基于ZigBee网络的高灵敏度多参数流量计 - Google Patents

一种基于ZigBee网络的高灵敏度多参数流量计 Download PDF

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李腾飞
康金亮
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Abstract

本发明公开了一种基于ZigBee网络的高灵敏度多参数流量计，包括管体、喷嘴环、温度传感器以及压力传感器，压力传感器采用单晶硅压差芯体传感器，所述管体上开设有温度传感器安装孔，温度传感器安装孔内安装有温度传感器，所述管体内壁中间安装有喷嘴环，喷嘴环上开设有喷嘴孔，喷嘴环两端的管体上分别开设有差压测点高压孔和差压测点低压孔，差压测点高压孔内固定安装有高压检测探头，差压测点低压孔内固定安装有低压检测探头。本发明结构设计合理，有利于组装拆卸，后期维护方便，防尘防水效果好，可以实现近距离、低功耗以及低成本的信息传输。

Description

一种基于ZigBee网络的高灵敏度多参数流量计
技术领域
本发明涉及流量计技术领域，具体为一种基于ZigBee网络的高灵敏度多参数流量计。
背景技术
流量计英文名称是flowmeter，全国科学技术名词审定委员会把它定义为：指示被测流量和(或)在选定的时间间隔内流体总量的仪表。简单来说就是用于测量管道或明渠中流体流量的一种仪表。
流量计又分为有差压式流量计、转子流量计、节流式流量计、细缝流量计、容积流量计、电磁流量计、超声波流量计等。按介质分类：液体流量计和气体流量计。现有的液体流量计结构布置不够合理，组装拆卸麻烦，前期生产制作耗时，后期维护也不方便；流量计在安装完成后，还有不少传输线束裸露在外，防护效果不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于ZigBee网络的高灵敏度多参数流量计，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于ZigBee网络的高灵敏度多参数流量计，包括管体、喷嘴环、温度传感器以及压力传感器，压力传感器采用单晶硅压差芯体传感器，所述管体上开设有温度传感器安装孔，温度传感器安装孔内安装有温度传感器，所述管体内壁中间安装有喷嘴环，喷嘴环上开设有喷嘴孔，喷嘴环两端的管体上分别开设有差压测点高压孔和差压测点低压孔，差压测点高压孔内固定安装有高压检测探头，差压测点低压孔内固定安装有低压检测探头；
所述管体的外壁上延伸有凸台座，凸台座上端面开设有安装插孔，安装插孔内螺纹旋装有外插套，外插套的下端侧壁上开设有线束孔，外插套的顶端固定安装有显示壳体，显示壳体内设置有锂电池、模数转换器、传感器参数存储器以及中央处理器，锂电池通过输入模块和电源管理模块向中央处理器、模数转换器、温度传感器以及压力传感器供电，所述中央处理器分别与模数转换器、传感器参数存储器、显示壳体上的输入按键、显示屏以及显示壳体内的无线传输模块连接，无线传输模块与显示壳体上的信号天线连接；
所述外插套的内部安装有压力传感器，压力传感器的高压检测端通过毛细管与高压检测探头连接，压力传感器的低压检测端通过毛细管与低压检测探头连接，两个毛细管均穿过线束孔，压力传感器的信号输出端通过压力信号线与模数转换器的信号输入端连接；
所述温度传感器通过温度信号线与模数转换器的信号输入端连接，温度信号线穿过线束孔。
作为本发明进一步的方案，所述无线传输模块采用ZigBee无线收发模块，信号天线采用ZigBee天线。
作为本发明进一步的方案，所述显示壳体上还设置有调试插口，调试插口内设置有调试接口模块，调试接口模块与中央处理器信号连接，调试接口模块采用RS485接口模块。
作为本发明进一步的方案，所述管体内壁中间延伸有台阶环，所述喷嘴环的端面还开设有一对插销孔，喷嘴环通过外周的螺纹与台阶环螺纹配合连接。
作为本发明进一步的方案，所述管体的两端分别设置有管体法兰，管体法兰的外侧端面开设有用于安装密封圈的密封安装环槽，管体法兰的内侧端延伸有法兰套，法兰套通过内圈的螺纹与管体的端部外壁螺纹配合连接。
作为本发明进一步的方案，所述管体上还套设有橡胶防护套，橡胶防护套的两端延伸设置有防护套圈，防护套圈紧密套装在管体的两端外壁上，温度传感器安装孔、差压测点高压孔和差压测点低压孔均位于橡胶防护套内。
作为本发明进一步的方案，所述外插套的外壁上还延伸有插套端盖，插套端盖的下端面开设有嵌装环槽，所述橡胶防护套的外壁上延伸设置有橡胶插套，橡胶插套的上端插装在嵌装环槽内。
作为本发明进一步的方案，所述管体法兰的内侧端面还开设有内密封环槽，内密封环槽内嵌装有用于与管体的端面紧密接触的内密封环圈。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过温度传感器、压力传感器，可以检测管体内的管道压力和温度，可以得到流体的每小时流量、总累计流量以及昨日产量等数据参数，能够检测到多样且全面的各种参数；中央控制器通过无线传输模块可以将检测到参数进行无线传输，方便适用野外各种应用环境；无线传输模块采用ZigBee无线收发模块，能够实现近距离、低功耗以及低成本的信息传输；管体、外插套、管体法兰以及橡胶防护套均可拆卸组装，有利于后期维护更换部件，橡胶防护套能够完美遮盖各个孔位和线束，起到良好的防水防尘作用。本发明结构设计合理，有利于组装拆卸，后期维护方便，防尘防水效果好，可以实现近距离、低功耗以及低成本的信息传输。
附图说明
图1为一种基于ZigBee网络的高灵敏度多参数流量计的结构示意图；
图2为一种基于ZigBee网络的高灵敏度多参数流量计中管体A-A截面的结构示意图；
图3为一种基于ZigBee网络的高灵敏度多参数流量计去除管体后的结构示意图；
图4为一种基于ZigBee网络的高灵敏度多参数流量中各模块连接的框图。
图中：100-中央处理器，101-输入模块，102-电源管理模块，103-温度传感器，104-压力传感器，105-模数转换器，106-调试接口模块，107-无线传输模块，108-显示屏，109-输入按键，110-信号天线，111-传感器参数存储器，1-管体，11-台阶环，12-差压测点高压孔，13-差压测点低压孔，14-温度传感器安装孔，15-凸台座，2-喷嘴环，21-喷嘴孔，22-插销孔，3-管体法兰，31-密封安装环槽，32-法兰套，33-内密封环圈，4-外插套，41-毛细管，42-温度信号线，43-线束孔，44-插套端盖，45-嵌装环槽，5-显示壳体，51-调试插口，6-高压检测探头，7-低压检测探头，8-橡胶防护套，81-防护套圈，82-橡胶插套。
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做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。
请参阅图1～4，本发明提供一种技术方案：一种基于ZigBee网络的高灵敏度多参数流量计，包括管体1、喷嘴环2、温度传感器103以及压力传感器104，压力传感器104采用单晶硅压差芯体传感器，所述管体1上开设有温度传感器安装孔14，温度传感器安装孔14内安装有温度传感器103，所述管体1内壁中间安装有喷嘴环2，喷嘴环2上开设有喷嘴孔21，喷嘴环2两端的管体1上分别开设有差压测点高压孔12和差压测点低压孔13，差压测点高压孔12内固定安装有高压检测探头6，差压测点低压孔13内固定安装有低压检测探头7；
所述管体1的外壁上延伸有凸台座15，凸台座15上端面开设有安装插孔，安装插孔内螺纹旋装有外插套4，外插套4的下端侧壁上开设有线束孔43，外插套4的顶端固定安装有显示壳体5，显示壳体5内设置有锂电池、模数转换器105以及中央处理器100，中央处理器100可采用SPI_FLASH芯片，锂电池通过输入模块101和电源管理模块102向中央处理器100、模数转换器105、传感器参数存储器111、温度传感器103以及压力传感器104供电，所述中央处理器100分别与模数转换器105、传感器参数存储器111、显示壳体5上的输入按键109、显示屏108以及显示壳体5内的无线传输模块107连接，无线传输模块107与显示壳体5上的信号天线110连接；
所述外插套4的内部安装有压力传感器104，压力传感器104的高压检测端通过毛细管41与高压检测探头6连接，压力传感器104的低压检测端通过毛细管41与低压检测探头7连接，两个毛细管41均穿过线束孔43，压力传感器104的信号输出端通过压力信号线与模数转换器105的信号输入端连接；
所述温度传感器103通过温度信号线42与模数转换器105的信号输入端连接，温度信号线42穿过线束孔43。
通过显示屏108可显示温度、压力、流体的每小时流量、总累计流量以及昨日产量等数据，便于用户查看，显示内容一目了然。流量计配备专用PC调试软件，可以进行配置相关参数，如管道参数，管道液体信息，修正系数；通过输入按键109可以设定对应的管道参数、管道液体信息以及修整系数等，也可通过输入按键109输入流量计的位置地址或者编号。
其中，锂电池可采用ER34615H型电池，输入模块101的电压即为DC3.6V。实际使用时，在睡眠状态下，流量计整体工作电流小于1mA，数据刷新时，工作电流小于6mA，无线传输模块107发送数据时，电流小于35mA，模数转换器105可采用多路快速的24位模数转换器，综合使用功耗低，如果半小时上传一次压力流量数据，流量计可以使用一年以上。
所述无线传输模块107采用ZigBee无线收发模块，信号天线110采用ZigBee天线。
所述显示壳体5上还设置有调试插口51，调试插口51内设置有调试接口模块106，调试接口模块106与中央处理器100信号连接，调试接口模块106采用RS485接口模块。通过调试接口模块，即可对流量计上配备的专用软件进行调试，调试方便简单。
所述管体1内壁中间延伸有台阶环11，所述喷嘴环2的端面还开设有一对插销孔22，喷嘴环2通过外周的螺纹与台阶环11螺纹配合连接。将尖嘴钳的尖端插入插销孔22内，即可将喷嘴环2从管体1内壁拆卸下来进行更换，操作维护方便。
所述管体1的两端分别设置有管体法兰3，管体法兰3的外侧端面开设有用于安装密封圈的密封安装环槽31，管体法兰3的内侧端延伸有法兰套32，法兰套32通过内圈的螺纹与管体1的端部外壁螺纹配合连接。管体法兰3的拆卸组装方便，有利于橡胶防护套8的组合套装。所述管体法兰3的内侧端面还开设有内密封环槽，内密封环槽内嵌装有用于与管体1的端面紧密接触的内密封环圈33。
所述管体1上还套设有橡胶防护套8，橡胶防护套8的两端延伸设置有防护套圈81，防护套圈81紧密套装在管体1的两端外壁上，所述温度传感器安装孔14、差压测点高压孔12和差压测点低压孔13均位于橡胶防护套8内。
所述外插套4的外壁上还延伸有插套端盖44，插套端盖44的下端面开设有嵌装环槽45，所述橡胶防护套8的外壁上延伸设置有橡胶插套82，橡胶插套82的上端插装在嵌装环槽45内。橡胶防护套8能够完美遮盖各个孔位和线束，起到良好的防水防尘作用。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种基于ZigBee网络的高灵敏度多参数流量计，包括管体(1)、喷嘴环(2)、温度传感器(103)以及压力传感器(104)，压力传感器(104)采用单晶硅压差芯体传感器，其特征在于：所述管体(1)上开设有温度传感器安装孔(14)，温度传感器安装孔(14)内安装有温度传感器(103)，所述管体(1)内壁中间安装有喷嘴环(2)，喷嘴环(2)上开设有喷嘴孔(21)，喷嘴环(2)两端的管体(1)上分别开设有差压测点高压孔(12)和差压测点低压孔(13)，差压测点高压孔(12)内固定安装有高压检测探头(6)，差压测点低压孔(13)内固定安装有低压检测探头(7)；
所述管体(1)的外壁上延伸有凸台座(15)，凸台座(15)上端面开设有安装插孔，安装插孔内螺纹旋装有外插套(4)，外插套(4)的下端侧壁上开设有线束孔(43)，外插套(4)的顶端固定安装有显示壳体(5)，显示壳体(5)内设置有锂电池、模数转换器(105)、传感器参数存储器(111)以及中央处理器(100)，锂电池通过输入模块(101)和电源管理模块(102)向中央处理器(100)、模数转换器(105)、传感器参数存储器(111)、温度传感器(103)以及压力传感器(104)供电，所述中央处理器(100)分别与模数转换器(105)、显示壳体(5)上的输入按键(109)、显示屏(108)以及显示壳体(5)内的无线传输模块(107)连接，无线传输模块(107)与显示壳体(5)上的信号天线(110)连接；
所述外插套(4)的内部安装有压力传感器(104)，压力传感器(104)的高压检测端通过毛细管(41)与高压检测探头(6)连接，压力传感器(104)的低压检测端通过毛细管(41)与低压检测探头(7)连接，两个毛细管(41)均穿过线束孔(43)，压力传感器(104)的信号输出端通过压力信号线与模数转换器(105)的信号输入端连接；
所述温度传感器(103)通过温度信号线(42)与模数转换器(105)的信号输入端连接，温度信号线(42)穿过线束孔(43)。
2.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee网络的高灵敏度多参数流量计，其特征在于：所述无线传输模块(107)采用ZigBee无线收发模块，信号天线(110)采用ZigBee天线。
3.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee网络的高灵敏度多参数流量计，其特征在于：所述显示壳体(5)上还设置有调试插口(51)，调试插口(51)内设置有调试接口模块(106)，调试接口模块(106)与中央处理器(100)信号连接，调试接口模块(106)采用RS485接口模块。
4.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee网络的高灵敏度多参数流量计，其特征在于：所述管体(1)内壁中间延伸有台阶环(11)，所述喷嘴环(2)的端面还开设有一对插销孔(22)，喷嘴环(2)通过外周的螺纹与台阶环(11)螺纹配合连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee网络的高灵敏度多参数流量计，其特征在于：所述管体(1)的两端分别设置有管体法兰(3)，管体法兰(3)的外侧端面开设有用于安装密封圈的密封安装环槽(31)，管体法兰(3)的内侧端延伸有法兰套(32)，法兰套(32)通过内圈的螺纹与管体(1)的端部外壁螺纹配合连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于ZigBee网络的高灵敏度多参数流量计，其特征在于：所述管体(1)上还套设有橡胶防护套(8)，橡胶防护套(8)的两端延伸设置有防护套圈(81)，防护套圈(81)紧密套装在管体(1)的两端外壁上，所述温度传感器安装孔(14)、差压测点高压孔(12)和差压测点低压孔(13)均位于橡胶防护套(8)内。
7.根据权利要求6所述的一种基于ZigBee网络的高灵敏度多参数流量计，其特征在于：所述外插套(4)的外壁上还延伸有插套端盖(44)，插套端盖(44)的下端面开设有嵌装环槽(45)，所述橡胶防护套(8)的外壁上延伸设置有橡胶插套(82)，橡胶插套(82)的上端插装在嵌装环槽(45)内。
8.根据权利要求5所述的一种基于ZigBee网络的高灵敏度多参数流量计，其特征在于：所述管体法兰(3)的内侧端面还开设有内密封环槽，内密封环槽内嵌装有用于与管体(1)的端面紧密接触的内密封环圈(33)。
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