CN202339489U - 提高混装炸药车产成品流量计量真实性的装置 - Google Patents
提高混装炸药车产成品流量计量真实性的装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202339489U CN202339489U CN2011204701676U CN201120470167U CN202339489U CN 202339489 U CN202339489 U CN 202339489U CN 2011204701676 U CN2011204701676 U CN 2011204701676U CN 201120470167 U CN201120470167 U CN 201120470167U CN 202339489 U CN202339489 U CN 202339489U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- signal
- authenticity
- finished product
- data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种提高混装炸药车产成品流量计量真实性的装置，包括单片机模块（1），在单片机模块（1）上连接有两个信号转制模块，数据传输模块（2）及电源模块（3），在其中一个信号转制模块上连接有水相流量计接口模块（4），在另一个信号转制模块上连接有油相流量计接口模块（5），在数据传输模块（2）上连接有通信接口模块（6）。本实用新型通过实时采集产成品输送及计量设备电路前端的电子原信号，并将采集到的电子原信号送至单片机内进行处理的方式，获得高真实性的流量数据，所采集的数据有效的减少人为因素的干扰，因此远程管理的真实性高，并且采集数据的方式简单、可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种炸药生产监控装置，特别是一种提高混装炸药车产成品流量计量真实性的装置。
背景技术
目前，所有类型的工业现场混装炸药车均离不开车载产成品输送及计量设备，如铵油混装车的螺旋杆、乳化混装车的输送泵，这些输送及计量设备在工作时直接发脉冲或模拟电信号，这些信号被已经安装好的计量设备读取，并转换为计量的结果，该计量结果就被系统作为采集数据。但是，由于这种做法容易被认为因素影响，例如：人为的将计量设备的计量值随意调动，这就导致后续的数据都不准确，所以这种做法存在很大的不真实性。因此，在采集混装炸药车的生产量及装孔量数据过程中，如何防止人为干预并确保采集数据的真实性尤为重要。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种提高混装炸药车产成品流量计量真实性的装置，它能在采集混装炸药车的生产量及装孔量数据过程中，有效的防止人为干预，确保采集数据的真实性，以克服现有技术的不足。
本实用新型的是这样实现的：提高混装炸药车产成品流量计量真实性的装置，包括单片机模块，在单片机模块上连接有两个信号转制模块，数据传输模块及电源模块，在其中一个信号转制模块上连接有水相流量计接口模块，在另一个信号转制模块上连接有油相流量计接口模块，在数据传输模块上连接有通信接口模块。
所述的信号转制模块为信号隔离模块，水相流量计接口模块或油相流量计接口模块通过信号隔离模块与单片机模块连接。
所述的信号转制模块为信号调理模块及模数转换模块，信号调理模块与模数转换模块连接，信号调理模块与水相流量计接口模块或油相流量计接口模块连接，模数转换模块与单片机模块连接。
模块功能说明
单片机模块：负责对整个装置进行控制,以协调各个模块使其正常工作。利用单片机的运算功能，完成必要的数据处理，比如软件滤波、不同制数间的转换以及各种定点、浮点数的计算等等。
根据采集数据的实际需要，由于在数据处理过程中涉及大量数据处理以及串行通信，所以选用单片机的程序存储器的容量要相对大一些，并且此单片机需要能够完成串口通信功能。在众多的单片机中，美国Atmel公司的ATmega8A芯片能够很好地满足这一需求。它片内带有8k字节的闪速/电擦除（FLASH/EE）程序存储器、512字节的闪速/电擦除数据存储器及1K字节数据SRAM支持可编程，提供了足够的空间用来存储数据采集、处理及传输等程序，另外ATmega8A支持的功能还有看门狗定时器（WDG）、TWI串行接口和标准UART串行端口等。它具有32条可编程的I/O线，为多处理器接口和I/O扩展提供了方便。
单片机具有正常、空闲以及掉电工作模式，它提供了适合于低功率应用的灵活的电源管理方案。器件可以工作在工业温度范围，工作电压为2.7～5.5V，它以32引脚方形扁平（TQFP-32）形式封装。
单片机模块是整个系统的控制核心，其性能好坏直接影响整个装置的性能和稳定性，因此本模块要求必须具备适应恶劣工作环境和良好的抗干扰能力。其主要电路如图2所示。
单片机模块的时钟电路是单片机正常工作的基本条件之一。ATmega8A既可以使用片内的时钟振荡器，也可以使用外部时钟源。单片机芯片内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体一起构成了一个自激振荡器。外部时钟晶体以及电容构成了并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中，这时内部振荡器便自激振荡。ATmega8A的时钟电路如图3所示。
振荡器对外接电容的值没有严格的要求，但电容的大小会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性、起振的快速性。外接晶体时，电容值常选为15pF左右。在设计印刷电路板时，晶体和电容安装地尽可能与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，更好地保证振荡器稳定可靠地工作。为了提高温度稳定性，尽可能使用温度稳定性能好的电容，本系统里面选用的基本都是钽电容，稳定性好，漏电流小，温度系数小。
本系统外部所接的晶体振荡器选用3.6864MHz，是因为本系统使用了UART串行通信功能，用3.6864MHz的晶体振荡器可以精确地设置通信波特率。本系统中选用的通信波特率γ为9600bps。
（1-1）
式中，X表示计数器初值，γ表示通信波特率，fox表示晶体振动器频率。若选用4MHz 的晶体振荡器则不能得到9600的波特率，这是因为此时通过式（1-1）计算所得到的定时器计数初值X不是整数，而定时器的计数初值只能是整数，所以此时会存在舍入误差，影响UART串行通信的精确度。
单片机模块的复位电路同样对ATmega8A所组成的应用系统有着重要的意义。相关复位电路的设计不仅关系到系统性能的高低，更决定了系统能否正常工作。
ATmega8A可以外接POR（Power-On Reset，上电复位）电路，也可以使用内部的上电复位电路。上电复位电路在电源电压（DVDD引脚）低于2.5V时，要使RESET引脚保持高电平；而且，DVDD的电压高于2.5V时，RESET引脚保持低电平至少15us。外部POR电路必须能够在低至1.2V，甚至更低的电压下工作。采用专门的POR芯片能够很好地满足上述要求，如IMP809、IMP810、ADM18lX、MAX813等复位专用芯片。由于ATmega8A内部具有完善的复位系统，因此本系统采用了简单的外围电路，电路图如图4所示。
单片机模块的供电电路，为了提高系统的稳定性，在ATmega8A的所有电源引脚（DVDD）和地（GND）之间都连接一个0.1uF去耦电容，而且布线时这些电容和相应的电源引脚都尽量靠近，另外一脚到地的距离也尽量短。
信号调理模块：主要是将模拟量传感器输出的信号进行电平匹配和缓冲处理，以便于进行A/D转换。
可选用运算放大器作为主要器件，美国NS公司的LMV321是一种通用的轨到轨放大器，能够适应大部分传感器的输出信号调理的需要，它转换速度快、功耗低。
对于转速传感器，由于它输出形式为数字量，而且与TTL标准不兼容，需要在它与单片机之间加入一级光电耦合器作为电平匹配电路，以满足单片机的采集需要。光电耦合器选用光电耦合器EL357。
对于转速传感器，它的输出信号驱动光电耦合器EL357，通过EL357进行电平的匹配与信号隔离，再与单片机数字量输入接口相连。其具体电路如图5所示。
模拟量传感器接口电路如图6所示，传感器信号经JP1插座输入后，经R1和R2分压，转换成范围是0-2.5V的电压信号，以适应A/D转换的需要。图3-6中的稳压管D3用来防止尖峰电压进入运放，0.1uF电容用来滤除由通道进来的各种高频率的噪声。
模数转换模块：负责将信号调理模块输出的模拟信号转换成数字信号，并发送到单片机模块进行处理。
使用的是MAX1240精密数据转换器[97]。MAX1240是一种采用8引脚SO-8封装的12位ADC，这种ADC的特点是具有100KSPS的快速转换速率，并且采用了先进的设计技术以便达到低功耗（在3V典型工作电压时功耗为3mW，在5V时为15mW）。由于MAX1240基于SAR结构，因而没有流水线延迟。MAX1240是单电源供电工作，其工作电压范围为：2.5V—5.25V。本系统中，MAX1240工作在典型工作电压3.3V上，其功耗约为3mW。其电路图如图7所示。
MAX1240用CS和连续时钟SCLK控制转换过程和数据采集，并允许该器件面向微处理器或DSP。在CS下降沿时采样输入信号，同时芯片开始转换。内部没有延迟路径和器件相连，有一个逐次逼近式ADC，它的即时采样的精确控制是由CS输入和关闭转换控制的。MAX1240使用先进的设计技术以最快的吞吐率达到低功耗消耗，芯片的参数从中心的VDD中获得，允许最宽的动态输入范围到ADC，因此，芯片的模拟输入范围是0—2.5V。当芯片使用掉电工作模式而不转换时就允许减少平均功率的消耗。该芯片也有一个关闭停工模式，在该模式，以低的吞吐率使功耗效率最大，当电流为0.5uA时功率消耗最大。MAX1240工作原理如图8所示。
数据隔离模块：脉冲信号是0-24V的脉冲信号，与单片机的0-5V信号不匹配，数据隔离模块主要功能是将0-24V的信号转换为0-5V的信号发送到单片机的计数器中。
数据传输模块：主要由RS-232C接口芯片构成。本装置中CPU是多机通信的下位机，由上位机发出相应下位机的地址编码数据，下位机接到后再根据要求通过RS-232C 串行接口传回上位机所需要的数据。串行通信波特率为9600bps，8数据位，1停止位，无校验。
使用的串行通信接口芯片为MAX232。RS-232C是用-3～-15V代表逻辑“1”，用+3～+15V代表逻辑“0”，是一种负逻辑。而TTL是用高低电平表示逻辑状态，为了能够同计算机接口或终端的TTL器件连接，必须在RS-232C与TTL电路之间进行电平和逻辑关系的变换。其他芯片如MC1488/1489、SN75150等都可完成RS-232C电平与TTL电平之间的转换，但考虑到功耗、供电限制、空间体积等多方面因素，选择MAX232芯片更适合本系统。
MAX232是一种符合EIA/IIA-232E和V.28/V.24规范的串行通信接口器件，集双接收器、双发送器于同一封装中，仅需单一3.3V电源供电即可。其内含充电转换器，可将+3.3V输入电平系统转变成+15V与-15V电压,以产生RS-232C输出电平。MAX232需外接4个电容作为其内部充电转换器的储能电容，每个容量为0.1μF。另外MAX232的传输速率可达200Kbps，在电源电流为4mA时保证传输速率为120Kbps。在待机模式下的功耗非常小，在5μW以下。
数据传输模块电路主要是ATmega8A与MAX232的接口电路。其电路如图9所示。电路中MAX232的R1O和T1I分别通过光耦TLP113与ATmega8A的异步串行口RXD和TXD相连，而将MAX232的R1I和T1O和上位机相连。接口电路为典型的“三线”（TXD、RXD、GND）接法。通过接口电路，可以完成上位机和下位机的通信。上位机可以对下位机寻址，下位机将采集的数据传给上位机。
电源模块：本装置是一个供电电压为5V和3.3V共存的系统，用电压变换模块来获得所需电压。
输入电源为8-24V的车载电压，变化范围大，干扰多，本装置主要需要5V和3.3V两种电压，因此选用降压型DC-DC芯片。LM2575 系列开关稳压集成电路是美国国家半导体公司生产的 1A 集成稳压电路，输入电压范围很大，为7-40V。它内部集成了一个固定的振荡器，只须极少外围器件便可构成一种高效的稳压电路，可大大减小散热片的体积，而在大多数情况下不需散热片；内部有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等；芯片可提供外部控制引脚。是传统三端式稳压集成电路的理想替代产品。本系统选用LM2575-5.0芯片产生系统所需的5V电源，然后选用功耗很低的1117系列电压调整模块LM1117-3.3，将5V电压降到3.3V，供系统部分模块使用。
电源模块电路如图10所示。这些器件都是贴片封装，功耗很低，体积很小。电源模块U4是一个5V-5V的DC/DC隔离电源模块，其主要功能是产生一个与电池电源隔离的5V电压，供通信模块使用，使系统的地与通信的地分开，防止串扰。
水相流量计接口模块及油相流量计接口模块：连接到输送及计量设备前端，采集其工作时产生的脉冲信号或模拟信号，并进行信号处理的装置。
通信接口模块：单片机的功能有限，无法进行更复杂的数据处理，通信接口模块就是为了把采集的数据传输到车载管控装置，进行后续的数据处理。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型通过实时采集产成品输送及计量设备电路前端的电子原信号，并将采集到的电子原信号送至单片机内进行处理的方式，获得高真实性的流量数据，所采集的数据有效的减少人为因素的干扰，因此远程管理的真实性高，并且采集数据的方式简单、可靠。本实用新型的方法简单，容易实用，所使用的装置结构简单，成本低廉，使用效果好。
附图说明
附图1为本实用新型的结构示意图；
附图2为本实用新型的单片机模块的电路图；
附图3为本实用新型的单片机模块的时钟电路的电路图；
附图4为本实用新型的单片机模块的复位电路的电路图；
附图5为本实用新型的信号调理模块的模拟量传感器接口电路的电路图；
附图6为本实用新型的信号调理模块的数字量传感器接口电路的电路图；
附图7为本实用新型的模数转换模块的电路图；
附图8为本实用新型的模数转换的工作原理图；
附图9为本实用新型的数据传输模块的电路图；
附图10为本实用新型的电源模块的电路图。
具体实施方式
本实用新型的实施例：提高混装炸药车产成品流量计量真实性的装置的结构如图1所示，包括单片机模块1，在单片机模块1上连接有两个信号转制模块，数据传输模块2及电源模块3，在其中一个信号转制模块上连接有水相流量计接口模块4，在另一个信号转制模块上连接有油相流量计接口模块5，在数据传输模块2上连接有通信接口模块6；连接油相流量计接口模块5的信号转制模块为信号隔离模块7，连接水相流量计接口模块4的信号转制模块为信号调理模块8及模数转换模块9，信号调理模块8与水相流量计接口模块4连接，模数转换模块9与单片机模块1连接；水相流量计接口模块4或油相流量计接口模块5通过信号隔离模块7与单片机模块1连接。
水相流量计接口模块4及油相流量计接口模块5所采集的信号可能是脉冲信号，也可能是模拟电子信号，本实施例中举例为水相流量计接口模块4所采集的信号为模拟电子信号，油相流量计接口模块5所采集的信号为脉冲信号。
本实用新型的水相流量计接口模块4及油相流量计接口模块5可连接到乳化混装车的产成品输送及计量设备的电路前端，也可以连接到乳化地面站或铵油混装车。
Claims (3)
1.一种提高混装炸药车产成品流量计量真实性的装置，包括单片机模块（1），其特征在于：在单片机模块（1）上连接有两个信号转制模块，数据传输模块（2）及电源模块（3），在其中一个信号转制模块上连接有水相流量计接口模块（4），在另一个信号转制模块上连接有油相流量计接口模块（5），在数据传输模块（2）上连接有通信接口模块（6）。
2.根据权利要求1所述的提高混装炸药车产成品流量计量真实性的装置，其特征在于：所述的信号转制模块为信号隔离模块（7），水相流量计接口模块（4）或油相流量计接口模块（5）通过信号隔离模块（7）与单片机模块（1）连接。
3.根据权利要求1所述的提高混装炸药车产成品流量计量真实性的装置，其特征在于：所述的信号转制模块为信号调理模块（8）及模数转换模块（9），信号调理模块（8）与模数转换模块（9）连接，信号调理模块（8）与水相流量计接口模块（4）或油相流量计接口模块（5）连接，模数转换模块（9）与单片机模块（1）连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011204701676U CN202339489U (zh) | 2011-11-23 | 2011-11-23 | 提高混装炸药车产成品流量计量真实性的装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011204701676U CN202339489U (zh) | 2011-11-23 | 2011-11-23 | 提高混装炸药车产成品流量计量真实性的装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN202339489U true CN202339489U (zh) | 2012-07-18 |
Family
ID=46488179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011204701676U Expired - Lifetime CN202339489U (zh) | 2011-11-23 | 2011-11-23 | 提高混装炸药车产成品流量计量真实性的装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN202339489U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103135473A (zh) * | 2011-11-23 | 2013-06-05 | 贵州久联民爆器材发展股份有限公司 | 提高混装炸药车产成品流量计量真实性的方法及装置 |
-
2011
- 2011-11-23 CN CN2011204701676U patent/CN202339489U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103135473A (zh) * | 2011-11-23 | 2013-06-05 | 贵州久联民爆器材发展股份有限公司 | 提高混装炸药车产成品流量计量真实性的方法及装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102495565B (zh) | 一种相控阵雷达天线波束控制装置 | |
| CN102801818B (zh) | 基于ZigBee技术的传感器通用接口采集系统 | |
| Miah et al. | Internet of Things (IoT) based automatic electrical energy meter billing system | |
| CN102346453A (zh) | 基于工业以太网的模拟量数据采集模块 | |
| CN204461477U (zh) | 基于智能手机平台的高耸建筑物状态监测系统 | |
| CN104950881A (zh) | 数据记录仪、基于该记录仪的远程刷写系统及其应用方法 | |
| CN104216324A (zh) | 合成孔径雷达任务管理控制器及其相关方法 | |
| CN207690069U (zh) | 一种多功能下载器及转换系统 | |
| CN104199343A (zh) | 一种基于串行储存方式的微型数据采集系统 | |
| CN202339489U (zh) | 提高混装炸药车产成品流量计量真实性的装置 | |
| CN105226828A (zh) | 基于物联网传感技术的光伏微网系统 | |
| CN201218959Y (zh) | Can总线数据记录仪 | |
| CN201397359Y (zh) | 用于电力远方终端设备的计量监测模块 | |
| CN206557143U (zh) | 土壤温湿度传感器新型电路 | |
| CN203241752U (zh) | 多路传感器接入的数模转换can总线控制收发系统 | |
| CN103135473A (zh) | 提高混装炸药车产成品流量计量真实性的方法及装置 | |
| CN202177816U (zh) | 一种基于工业以太网的模拟量数据采集模块 | |
| CN109460378A (zh) | 一种接口电路、信号处理方法、器件及介质 | |
| CN205038468U (zh) | 一种具有gprs通讯的低温泵控制箱专用智能控制器 | |
| CN202957984U (zh) | 一种嵌入式无线网络监控终端 | |
| CN208125190U (zh) | 一种基于无线温湿传感器的无线监测系统 | |
| CN207965551U (zh) | 一种基于LoRa通讯铁路上水远程监控系统 | |
| CN202421267U (zh) | 一种基于wifi无线传输的数字万用表 | |
| CN202693677U (zh) | 一种三相电子式电能表 | |
| CN207132965U (zh) | 一种基于以太网的多功能电子秤 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 550000 Xintian Park, high tech Industrial Development Zone, Guiyang City, Guizhou Province Co-patentee after: GUIZHOU CONIT TECHNOLOGY Co.,Ltd. Patentee after: Poly United Chemical Holding Group Co., Ltd Address before: 5-6, building 213, 550002 North Baoshan Road, Guizhou, Guiyang Co-patentee before: GUIZHOU CONIT TECHNOLOGY Co.,Ltd. Patentee before: GUIZHOU JIULIAN INDUSTRIAL EXPLOSIVE MATERIALS DEVELOPMENT Co.,Ltd. |
|
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20120718 |