CN202362030U

CN202362030U - 智能气体体积修正仪

Info

Publication number: CN202362030U
Application number: CN 201120471337
Authority: CN
Inventors: 费战波; 袁金龙; 贾向熙; 刘胜利; 董意德; 马栓
Original assignee: He'nan Suntront Tech Co Ltd
Current assignee: SUNTRONT TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2011-11-24
Filing date: 2011-11-24
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2021-11-24

Abstract

本实用新型公开了智能气体体积修正仪，其硬件电路含有电源处理电路、微处理器、按键电路、4-20mA信号输出电路、压力传感器、温度传感器、数据采集电路、RS485通信电路、液晶显示电路、射频电路、时钟电路、存储模块、工况流量脉冲输入接口电路、标况定量脉冲输出接口电路。本智能修正仪通过温度传感器和压力传感器得到温度信号和压力信号，并经数据采集电路送至微处理器，微处理器根据温度、压力、气体成分计算出压缩因子。通过工况脉冲输入接口接收工况下流量计所得流量脉冲信号，根据流量计出厂校准曲线对工况下流量脉冲信号进行修正，并计算出工况体积量，利用计算出的压缩因子及体积修正系数将工况体积量转化为标况体积量。通过液晶显示电路显示计算结果用于商业贸易。修正仪还可通过标况定量脉冲输出接口电路、RS485通信电路、4-20mA信号输出电路、射频电路向外输出信号。

Description

智能气体体积修正仪

技术领域

本实用新型涉及燃气表领域，具体地涉及到智能气体体积修正仪。

背景技术

流量的检测计量一直是工业生产中过程控制的重要组成部分之一，它与国民经济、国防建设、工业生产、科学研究有密切的关系。特别是在能源高度紧张、工业生产自动化程度愈来愈高的当今世界，世界各国都在加紧开发新能源来代替传统的煤、石油等一次能源。与此同时，天然气工业得到了蓬勃发展，伴随着天然气在各国一次能源中的比重不断上升，天然气的计量引起了人们的特别关注，在天然气的采集、处理、储存、运输和分配过程中，需要数以百万计的流量计，其中有些流量计涉及到的结算金额数字巨大，对测量准确度和可靠性要求特别高。天燃气的计量关系到每个用气的公司、个人的切身经济利益。由于天然气是一种可压缩性流体，作为一次检测仪表的流量计本身仅仅能够检测工况下的气体体积量，无法给出统一状态下的气体体积量，给天然气的贸易计量带来很大的不便。为了更准确的计量，必须有一种可以在线检测气体的温度、压力和流量信号，并进行压缩因子自动修正和流量自动跟踪补偿，将工况体积量转换成标准状态体积量的仪器，在这种背景下就产生了体积修正仪。气体修正仪主要用来在线监测气体的温度、压力、流量等信号，并进行压缩因子自动修正和流量自动跟踪补偿，将工况体积量转换成标准状态体积量。

随着天然气工业以及现场检测仪表的蓬勃发展，越来越要求体积修正仪有更高的精度和稳定性，以及更为强大的功能。目前国内市场上的气体修正仪一般只注重外围设备的功能，如在显示上采用了较大的显示屏，在通信上基本都采用RS-232、4-20mA等标准信号的输出，忽略了修正仪本身的意义，没有对流量脉冲信号进行修正、很少在线进行压缩因子的计算修正。本实用新型的目的就是尝试着提供一种集流量、温度、压力检测功能于一体，并对压缩因子进行自动修正的智能气体体积修正仪。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种集流量、温度、压力检测功能于一体，并对压缩因子进行自动修正的智能气体体积修正仪。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下所述：

智能气体体积修正仪，其硬件电路含有电源处理电路、微处理器、按键电路、4-20mA信号输出电路、压力传感器、温度传感器、数据采集电路、RS485通信电路、液晶显示电路、射频电路、时钟电路、存储模块、工况流量脉冲输入接口电路、标况定量脉冲输出接口电路，其特征是：压力传感器和温度传感器所得到的模拟压力信号和模拟温度信号经数据采集电路送至微处理器，射频电路中射频芯片与微处理器采用SPI方式通信，按键电路接于微处理器的P1.0~P1.5引脚，时钟电路SCL端、SDA端分别接于微处理器P4.7脚和P5.0脚； 4-20mA信号输出电路接于微处理器P4.0引脚；工况流量脉冲电路所得脉冲信号经微处理器的P4.3脚送至微处理器；经微处理器运算所得出的标况流量以定量脉冲的形式从P4.1引脚输出；RS485通信电路与微处理器通过串口通信；存储模块中存储芯片写保护端WP接于微处理器的P5.4脚，时钟端SCL接于微处理器的P5.3脚，数据端SDA接于微处理器的P5.2脚。

进一步的方案是微处理器采用超低功耗的微处理器MSP430F2417。

进一步的方案是射频芯片型号为CC1100E。

进一步的方案是温度传感器采用四线制PT1000温度传感器。

进一步的方案是压力传感器采用Honeywell扩散硅压阻式传感器。

本实用新型的工作原理和工作流程如下所述：

智能气体体积修正仪，通过温度传感器和压力传感器得到温度信号和压力信号，并经数据采集电路送至微处理器，微处理器根据温度、压力、气体成分计算出压缩因子。通过工况脉冲输入接口接收工况下流量计所得流量脉冲信号，根据流量计出厂校准曲线对工况下流量脉冲信号进行修正，并计算出工况体积量，利用计算出的压缩因子及体积修正系数将工况体积量转化为标况体积量。通过液晶显示电路显示计算结果用于商业贸易。修正仪还可通过标况定量脉冲输出接口电路、RS485通信电路、4-20mA信号输出电路、射频电路向外输出信号。另外用户可通过按键电路实现对参数的输入，本智能修正仪设计了6键独立的按键方式，分别为确定键、退出键、向上（增加）键、向下（减少）键、左移键、右移键。

附图说明

附图1为本实用新型智能气体体积修正仪信号流向框图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述。

如附图1所示：本实用新型硬件电路由电源处理电路、微处理器、按键电路、4-20mA信号输出电路、压力传感器、温度传感器、数据采集电路、RS485通信电路、液晶显示电路、射频电路、时钟电路、存储模块、工况流量脉冲输入接口电路、标况定量脉冲输出接口电路组成。

由温度传感器和压力传感器分别测得在线温度信号和压力信号，将温度信号、压力信号分别送至芯片AD7792的模拟输入端，经芯片AD7792处理后通过串行数据输出端DOUT送至微处理器的P4.6脚；AD7792的串行数据输入端DIN与微处理器的P4.5脚相连接。

按键电路接于微处理器的P1.0~P1.5引脚，便于实现对参数的输入。

时钟电路采用时钟芯片PCF8563T，芯片的SCL端、SDA端分别接于微处理器P4.7脚和P5.0脚。

存储模块采用芯片24C512，存储芯片写保护端WP接于微处理器的P5.4脚，时钟端SCL接于微处理器的P5.3脚，数据端SDA接于微处理器的P5.2脚。

4-20mA信号输出电路接于微处理器P4.0引脚。

射频信号输出电路采用射频芯片CC1100E，外围电路是其经典电路，射频芯片与微处理器采用SPI通信方式。

RS485通信电路与微处理器通过串口通信。

工况流量脉冲电路所得脉冲信号经微处理器的P4.3脚送至微处理器；微处理器经过运算所得出的标况流量脉冲经微处理器的P4.1引脚输出。

本实用新型采用超低功耗的微处理器MSP430F2417。温度传感器采用四线制PT1000温度传感器。压力传感器采用Honeywell扩散硅压阻式传感器。

本实用新型的原理如下：

Claims

1.智能气体体积修正仪，其硬件电路含有电源处理电路、微处理器、按键电路、4-20mA信号输出电路、压力传感器、温度传感器、数据采集电路、RS485通信电路、液晶显示电路、射频电路、时钟电路、存储模块、工况流量脉冲输入接口电路、标况定量脉冲输出接口电路，其特征是：压力传感器和温度传感器所得到的模拟压力信号和模拟温度信号经数据采集电路送至微处理器，射频电路中射频芯片与微处理器采用SPI方式通信，按键电路接于微处理器的P1.0~P1.5引脚，时钟电路SCL端、SDA端分别接于微处理器P4.7脚和P5.0脚； 4-20mA信号输出电路接于微处理器P4.0引脚；工况流量脉冲电路所得脉冲信号经微处理器的P4.3脚送至微处理器；经微处理器运算所得出的标况流量以定量脉冲的形式从P4.1引脚输出；RS485通信电路与微处理器通过串口通信；存储模块中存储芯片写保护端WP接于微处理器的P5.4脚，时钟端SCL接于微处理器的P5.3脚，数据端SDA接于微处理器的P5.2脚。