CN202582790U - 一种超声波热量表 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的一种超声波热量表，含有微处理器、电压检测模块、红外校表模块、远传抄表接口、控阀电路接口、温度传感器、流量传感器、显示模块、时间数字转换模块以及电源组成。时间数字模块所采用的是ACAM公司的TDC-GP21。用极少的外围元件实现了对流量的精确测量，集成度高，测量稳定性更好，故障率低，调试和维护方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及热计量领域，具体地说涉及到一种采用超声波进行流量计量的热量表。
背景技术
超声波在管道测量流量由诸多优点，它的计量精度高，对管径的适应性强，非接触流体，使用方便，易于数字化管理等等。仪表生产厂家利用超声波在管道测量上的优点研发生产的超声波热量表也陆续上市，在市场应用中，相比较机械式热量表来说，超声波热量表有以下优点：1）超声波传感器取代叶轮进行流量测量，克服了机械式热表易磨损、对水质要求高的缺点；2）超声波时差法测量，测量准确度高，测量不受磁场影响； 3）特别适合用于杂质含量高的恶劣水质的测量，不受介质中杂质的影响。4）与机械式热表相比，在测量时其精度更高。虽然超声波热量表有着上述机械热量表不可比拟的优点，但是超声波热量表在电路设计上电路设计上元器件较多原理较为复杂，调试和售后维护非常不便。
本实用新型提供一种集成度高，测量稳定性更好，故障率低，调试和维护方便的超声波热量表。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种电路设计简单的超声波热量表。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下所述：
一种超声波热量表，含有微处理器、电压检测模块、红外校表模块、远传抄表接口、控阀电路接口、温度传感器、流量传感器、显示模块、时间数字转换模块以及电源，其特征是：流量传感器由一对压电陶瓷换能器组成；温度传感器由两只铂电阻组成；时间数字转换模块与微处理器采用SPI通信；电压检测模块输出端与微处理器的P4.1引脚相连；电源采用一节3.6V锂电池。
进一步的方案是：所述的微处理器型号是MSP430F437。
进一步的方案是：所述的时间数字模块所采用的是ACAM公司的TDC-GP21。
本实用新型测量原理如下所述：
系统正常工作期间，由电压检测模块检测系统电压，如果电压低于2.7V会产生系统显示无电报警，采用超声波测量流速时，TDC-GP21的Fire_UP端先驱动顺流换能器发送超声波，同时产生START信号通知TDC-GP21超声波发送开始，此时逆流换能器等待接收顺流换能器发送的超声波，当逆流换能器接收到超声波后通知TDC-GP21的STOP1端口并计时超声波顺流传播时间t1，至此，超声波顺流时间测量结束，随后TDC-GP21S的Fire_DOWN端驱动逆流换能器发送超声波，同时产生START信号通知TDC-GP21超声波发送开始，此时顺流换能器等待接收逆流换能器发送的超声波，当顺流换能器接收到超声波后通知TDC-GP21的STOP2端口并计时超声波逆流传播时间t2，计量时间t1、t2结束后，TDC-GP21的INTN引脚通知MCU测量结束，MCU通过TDC-GP21的SPI通信模块读取时间差△t，根据公式可算出用户消耗的流量。温度测量由TDC-GP2的测温模块、温度稳定电阻R24、R25、放电电容C8和温度传感器组成，测量入口温度和出口温度分别计为T供和T回，而供、回水的温度差计为△T，根据公式变可以计算出所消耗的热量。另外红外校表模块可对热量表进行参数校正。系统预留有远传抄表接口、IC卡接口以及控阀电路接口。
本实用新型的有益效果是：
（1）本实用新型一种超声波热量表采用了ACAM公司的TDC-GP21芯片，采用了较少的外围电路元器件实现了精确测量，制造成本低。
（2）本实用新型一种超声波热量表集成度高、测量稳定性更好，故障率低，调试和维护方便。
附图说明
附图1为本实用新型一种超声波热量表硬件结构框图。
具体实施方式
下面结合附图说明和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：一种超声波热量表，含有微处理器（MSP430F437）、电压检测模块、红外校表模块、远传接口、控阀电路接口、温度传感器、流量传感器、时间数字转换模块（TDC-GP21）以及电源组成，其中，流量传感器由一对压电陶瓷换能器组成；温度传感器由两只铂电阻组成；时间数字转换模块与微处理器采用SPI通信；电压检测模块输出端与微处理器的P4.1引脚相连；电源采用一节3.6V锂电池。
微处理器选择低功耗的MSP430F437，时间数字转换模块选择ACAM公司的TDC-GP21。
微处理器MSP430F437与TDC-GP21采用SPI方式通信，微处理器的P3.0~P3.3脚与TDC-GP2的SSN端、SCK端、SI端、SO端相连接，实现了SPI通信，TDC-GP21的INTN脚与微处理器的P2.7脚相连接，告知微处理器测量结束，微处理器可读取测量时间信号和温度信号，TDC-GP21的Fire_UP端连接电阻R28、电阻R32、电容C27、电容C21驱动顺流换能器发送超声波，TDC-GP21的Fire_DOWN端连接电阻R27、电阻R33、电容C28、电容C20驱动逆流换能器发送超声波，TDC-GP21的PT2端通过温度稳定电阻R24接于一温度传感器上， TDC-GP21的PT3端通过温度稳定电阻R25接于一温度传感器上，放电电容C8一端接于TDC-GP21的LoadT端，一端接地。上述连接方式可实现超声波对流量的测量和温度传感器对温度的测量。
电压检测模块实现对3.6V锂电池电池检测，当电压低于2.7V时，系统显示无电报警。电压芯片选择BU4822G-TR，其输出端与微处理器的P4.1脚相连接。
红外校表模块分为红外发射部分和红外接收部分，红外发射部分由三极管Q1、电阻R21、电阻R29、红外发射管组成，红外发射部分的输出端接于微处理器的P2.1引脚，红外接收部分由红外接收管、电阻R22、电阻R23组成，红外接收部分的输入端接于微处理器的2.0引脚。
干簧管触发电路工作后，显示模块显示18个月的数据信息。另外系统预留有远传抄表接口、IC卡接口以及控阀电路接口，可扩展实现更多功能。
Claims (2)
1.一种超声波热量表，含有微处理器、电压检测模块、红外校表模块、远传抄表接口、控阀电路接口、温度传感器、流量传感器、显示模块、时间数字转换模块以及电源，其特征是：流量传感器由一对压电陶瓷换能器组成；温度传感器由两只铂电阻组成；时间数字转换模块与微处理器采用SPI通信；电压检测模块输出端与微处理器的P4.1引脚相连；电源采用一节3.6V锂电池。
2.根据权利要求1所述的一种超声波热量表，其特征是：所述的时间数字转换模块所采用的是ACAM公司的TDC-GP21。
Priority Applications (1)
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| CN 201220175836 CN202582790U (zh) | 2012-04-24 | 2012-04-24 | 一种超声波热量表 |
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Publications (1)
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| CN202582790U true CN202582790U (zh) | 2012-12-05 |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN202582790U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104062037A (zh) * | 2014-06-05 | 2014-09-24 | 中国航天科技集团公司第五研究院第五一三研究所 | 热量表的测量电路 |
| CN104677525A (zh) * | 2013-11-28 | 2015-06-03 | 哈尔滨市三和佳美科技发展有限公司 | 远传超声波热量表 |
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2012
- 2012-04-24 CN CN 201220175836 patent/CN202582790U/zh not_active Expired - Lifetime
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