CN201402164Y - 双路低功耗超声波明渠流量计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的双路低功耗超声波明渠流量计，包括两个超声波液位传感器，连接信号收发处理模块、滤波电路、液晶显示器、电源驱动模块和CAN总线控制模块的中央处理器电路以及可控电源管理模块和与CAN总线控制模块连接的接口电路，两个超声波液位传感器与信号收发处理模块相连。该流量计通过接口电路连接外部远程管理计算机，工作时不接触被测液体，能够准确计量明渠流量计的流量，实现与远程计算机直接通讯，且精度高、功耗低、测量范围大，可应用于冶金、石油、化工、纺织、造纸、食品加工等工矿企业以及污水处理企业。

Description

双路低功耗超声波明渠流量计

技术领域

本实用新型属于一种明渠流量测量仪表。

背景技术

目前在使用的明渠流量计普遍精度不高、功耗大、测量范围小，而且缺乏可靠有效的远程通信功能。如果是接触式的明渠流量计，更会因为长期需要接触被测液体而缩短流量计的使用寿命、降低计量精度。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有明渠流量计的以上诸多缺点，提供一种双路采集、功耗低、非接触、测量范围大、精度高、显示直观、采用工业级远程通信功能可以实现与远程计算机直接通讯的双路低功耗超声波明渠流量计。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

双路超声波明渠流量计包括两个超声波液位传感器、信号收发处理模块、中央处理器电路、滤波电路、液晶显示器、可控电源管理模块、电源驱动模块、CAN总线控制模块和接口电路，信号收发处理模块、滤波电路、液晶显示器、电源驱动模块和CAN总线控制模块分别与中央处理器电路相连，两个超声波液位传感器与信号收发处理模块相连，可控电源管理模块的输入端与电源驱动模块的输出端相连，可控电源管理模块的输出端与两个超声波液位传感器、CAN总线控制模块和接口电路的输入端相连，CAN总线控制模块和接口电路相连。

工作原理如下：

将超声波液位传感器安装在传统的巴歇尔槽上，双路超声波明渠流量计通过接口电路连接外部远程管理计算机，电源管理控制模块为各个模块供电，利用两个超声波传感器测得明渠液位的超声波信号，超声波信号经信号收发处理模块中的除噪、滤波、AD采样后进入中央处理电路完成数据运算，根据经验公式：

$q_v=0.372b{\left(3.28h\right)}^{{1.559b}^{0.026}}$

b-巴歇尔槽的喉部宽度(m)；h-巴歇尔水槽上游侧的测量液位(m)；q_v-瞬时流量(m³/h)。

可以计算出瞬时流量，进而可以得到累计流量。由液晶显示器显示瞬时流量与累积流量，中央处理电路通过CAN总线通信模块与远程计算机完成数据通讯与控制，可以方便实现与外部远程管理计算机的数据传输，包括瞬时流量、累积流量、系统工作时间以及工作状态等参数。

本实用新型的有益效果是，流量计不接触被测液体而准确计量明渠流量计的流量，实现与远程计算机直接通讯，且精度高、功耗低、测量范围大，可直接用电池驱动，不需要外接电源，整个装置方便实用且能够实现当前国际和社会有关“节能降耗”的目标。可应用于冶金、石油、化工、纺织、造纸、食品加工等工矿企业以及污水处理企业，准确计量流经明渠污水流量。

附图说明

图1是双路超声波明渠流量计的构成框图；

图2是CAN总线控制模块实例；

图3是可控电源管理模块实例。

具体实施方式

参照图1，双路超声波明渠流量计包括两个超声波液位传感器1、信号收发处理模块2、中央处理器电路3、滤波电路4、液晶显示器5、可控电源管理模块6、电源驱动模块7、CAN总线控制模块8和接口电路9，信号收发处理模块2、滤波电路4、液晶显示器5、电源驱动模块7和CAN总线控制模块8分别与中央处理器电路3相连，两个超声波液位传感器1与信号收发处理模块2相连，可控电源管理模块6的输入端与电源驱动模块7的输出端相连，可控电源管理模块6的输出端与两个超声波液位传感器1、CAN总线控制模块8和接口电路9的输入端相连，CAN总线控制模块8和接口电路9相连。

接口电路可采用RS485通讯接口，方便实现与外部远程管理计算机的数据传输，包括瞬时流量、累积流量、系统工作时间以及工作状态等参数传输。CAN总线控制模块实现了超声波明渠流量计与远程计算机的直接通讯功能。

图示实例中，中央处理器电路采用MSP430F413单片机。

信号收发处理模块中的数据采集电路可采用AD7705芯片。

CAN总线控制模块如图2所示，由SJA1000芯片和TJA1040芯片组成，SJA1000的13、19脚分别与TJA1040的1、4脚相连，SJA1000的地址线AD0～AD7与MSP430F413的P3.0～P3.7对应相连。

图3所示为电源供电模块，由12V的DC-DC芯片以及LM317芯片、TPS76933芯片、TPS6734芯片组成，市电经整流、滤波后经过12V的DC-DC芯片产生12V直流电压，给超声波液位传感器供电，12V直流电压再经LM317产生3.3V的电压为中央处理器电路及其余组成部件供电，同时LM317的参考电压与TPS76933芯片连接，以实现市电与电池供电的自动切换动作，TPS6734为升压芯片可将电池的3.6V电压升至12V直流电压为超声波液位传感器供电，实现电池的供电功能。可控电源管理模块可以在市电与电池供电间转换，当外接市电停掉时，内置电池可同时自动开始给系统供电，也可只使用电池供电。

Claims (3)

1、一种双路超声波明渠流量计，其特征在于包括两个超声波液位传感器(1)、信号收发处理模块(2)、中央处理器电路(3)、滤波电路(4)、液晶显示器(5)、可控电源管理模块(6)、电源驱动模块(7)、CAN总线控制模块(8)和接口电路(9)，信号收发处理模块(2)、滤波电路(4)、液晶显示器(5)、电源驱动模块(7)和CAN总线控制模块(8)分别与中央处理器电路(3)相连，两个超声波液位传感器(1)与信号收发处理模块(2)相连，可控电源管理模块(6)的输入端与电源驱动模块(7)的输出端相连，可控电源管理模块(6)的输出端与两个超声波液位传感器(1)、CAN总线控制模块(8)和接口电路(9)的输入端相连，CAN总线控制模块(8)和接口电路(9)相连。

2、根据权利要求1所述的双路超声波明渠流量计，其特征在于：中央处理器电路(3)为MSP430F413单片机。

3、根据权利要求1所述的双路超声波明渠流量计，其特征在于：CAN总线控制模块(8)由SJA1000芯片和TJA1040芯片组成。

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