CN203688017U - 一种具备智能切换功能的积算仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于流量测量仪表领域，具体涉及一种具备智能切换功能的积算仪。包括外界模拟量输入器、多路模拟开关、模数转换器、单片机、数模转换器和显示装置；其中，所述外界模拟量输入器包括小量程压差变送器、大量程压差变送器、温度传感器和压力传感器；本实用新型是设计一种与特殊流量计相适配的积算仪。该流量计包含多个压差变送器，利用多路模拟开关控制压差变送器信号的通断，实现大小量程切换，保证宽量程流量测量。
Description
技术领域
本实用新型属于流量测量仪表领域，具体涉及一种具备智能切换功能的积算仪。
背景技术
积算仪是与压差类流量传感器（孔板、喷嘴、文丘利管、均速管等）配套使用的智能仪表，根据安装于管道中流量检测件产生的差压、温度、压力等参数来测量流量的仪表。通常积算仪与单一压差流量计相适配，量程比（即最大流量和最小流量之比）一般为3：1～3.5：1。但实际流量测量中量程比一般在10：1以上，为了实现宽量程测量，本实用新型设计一种与多个差压式流量计相适配的积算仪。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，设计一种具备智能切换功能的积算仪，该积算仪根据流量大小智能选择不同量程压差变送器进行流量测量。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是设计一种具备智能切换功能的积算仪，包括外界模拟量输入器、多路模拟开关、模数转换器、单片机、数模转换器和显示装置；
其中，所述外界模拟量输入器包括小量程压差变送器、大量程压差变送器、温度传感器和压力传感器；
其连接关系在于：所述小量程压差变送器和大量程压差变送器通过多路模拟开关与所述模数转换器相连，所述温度传感器和压力传感器与所述模数转换器相连；所述模数转换器还与所述单片机相连，所述单片机还分别与所述数模转换器和显示装置相连，所述数模转换器还与所述多路模拟开关相连；
所述小量程压差变送器或大量程压差变送器将采集到的小量程压差模拟信号或大量程压差模拟信号经多路模数开关传输至所述模数转换器；
所述温度传感器和压力传感器将采集到的温度模拟信号和压力模拟信号传输至所述模数转换器；
所述模数转换器将接收到的小量程压差模拟信号或大量程压差模拟信号、温度模拟信号和压力模拟信号转换为小量程压差数字信号或大量程压差数字信号、温度数字信号和压力数字信号后传递至所述单片机；
所述单片机根据接收到的小量程压差数字信号或大量程压差数字信号、温度数字信号和压力数字信号计算得到流体瞬时流量值；将流体瞬时流量值与设定的上、下域值比较、判断；将判断结果输出给所述数模转换器；
所述数模转换器根据判断结果控制多路模拟开关的通断，使所述小量程压差变送器、大量程压差变送器在不同流量值内工作；
所述单片机将计算所得的瞬时流量值、累计流量值、压差数字信号、温度数字信号和压力数字信号发送至显示装置进行显示。
还包括电源，所述电源与所述单片机相连。
还包括传输接口，所述传输接口与所述单片机相连，用于将所述单片机的信号输出。
还包括报警器，所述报警器与所述单片机相连，当发生掉电、传感器工作发生异常时发出报警。
本实用新型的优点和有益效果在于：
一、本积算仪与含有双压差变送器或者多压差变送器的流量计相适配使用，可根据用户设定的大小阈值自动进行大量程和小量程压差变送器之间相互切换，提高小流量测量的精度，极大地拓展流量计的量程范围，提高小流量测量精度。本智能积算仪整体工作精度高，性能稳定，工作可靠，结构简单，抗干扰能力强，操作方便，智能化强。积算仪采用阻尼算法，有效预防了流量在切换点波动时，两台差压变送器反复被切换的现象。另外，该装置添加温度、压力测点，测量流体种类大大扩展，可对气体、液体、饱和蒸汽、过热蒸汽的流量进行有效测量。
二、由于还包括电源，所述电源与所述单片机相连，可以为所述单片机供电。
三、由于还包括传输接口，所述传输接口与所述单片机相连，用于将所述单片机的信号输出，可实现单片机与上位机之间的通讯。
四、由于还包括报警器，所述报警器与所述单片机相连，当发生掉电、传感器工作发生异常时发出报警，可以实现功能性报警。
附图说明
图1为本实用新型的整体框图；
图2为本实用新型的工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
如图1所示，本实用新型具体实施的技术方案是：一种具备智能切换功能的积算仪，包括外界模拟量输入器、多路模拟开关、模数转换器、单片机、数模转换器和显示装置；
其中，所述外界模拟量输入器包括小量程压差变送器、大量程压差变送器、温度传感器和压力传感器；
其连接关系在于：所述小量程压差变送器和大量程压差变送器通过多路模拟开关与所述模数转换器相连，所述温度传感器和压力传感器与所述模数转换器相连；所述模数转换器还与所述单片机相连，所述单片机还分别与所述数模转换器和显示装置相连，所述数模转换器还与所述多路模拟开关相连；
所述小量程压差变送器或大量程压差变送器将采集到的小量程压差模拟信号或大量程压差模拟信号经多路模数开关传输至所述模数转换器；
所述温度传感器和压力传感器将采集到的温度模拟信号和压力模拟信号传输至所述模数转换器；
所述模数转换器将接收到的小量程压差模拟信号或大量程压差模拟信号、温度模拟信号和压力模拟信号转换为小量程压差数字信号或大量程压差数字信号、温度数字信号和压力数字信号后传递至所述单片机；
所述单片机根据接收到的小量程压差数字信号或大量程压差数字信号、温度数字信号和压力数字信号计算得到流体瞬时流量值；将流体瞬时流量值与设定的上、下域值比较、判断；将判断结果输出给所述数模转换器；
所述数模转换器根据判断结果控制多路模拟开关的通断，使所述小量程压差变送器、大量程压差变送器在不同流量值内工作；
所述单片机将计算所得的瞬时流量值、累计流量值、压差数字信号、温度数字信号和压力数字信号发送至显示装置进行显示。
还包括电源，所述电源与所述单片机相连。
还包括传输接口，所述传输接口与所述单片机相连，用于将所述单片机的信号输出。
还包括报警器，所述报警器与所述单片机相连，当发生掉电、传感器工作发生异常时发出报警。
所述显示装置由键盘、液晶显示屏组成。通过键盘输入设定值；更新参数查询列表；查找液晶显示菜单。液晶显示屏显示参数名称，循环显示八个画面。分别显示累积流量、瞬时流量、压力、温度、压差变送器输出电流、目前仪表工作模式、时钟日历、掉电上电纪录、补偿系数。
工作原理：小量程压差变送器、大量程压差变送器在压力测量范围上有一定的重合区域，用户要根据流量计实际使用情况设定一个小于重合区域的上、下阈值。该上、下阈值的上域值定义为由小量程转换为大量程时的切换值；下阈值定义为由大量程切换至小量程的切换值。若当前流量值大于上阈值，且此时流量计为小量程压差变送器工作状态，则切换置大量程压差变送器工作状态；若当前流量值小于下阈值，且此时流量计为大量程压差变送器工作状态，则切换置小量程压差变送器工作状态；若当前流量值处于上、下阈值之间时，保持原流量计工作状态不变。同理，也可设置大中小量程之间的切换。不同量程压差传感器之间的切换，实现了宽量程流量测量。
如图2所示，通过对压差、温度、压力物理量的采集，实时计算出流体的密度，根据此时的流量系数、膨胀修正系数计算此时的质量流量、体积流量。其中，ρ为流体密度；ρ0为设计时流体密度；α为流量系数；ε为膨胀修正系数；d为节流件开孔直径；Qm为质量流量；Qv为体积流量。
以上所述仅是本实用新型的优先实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种具备智能切换功能的积算仪，其特征在于：包括外界模拟量输入器、多路模拟开关、模数转换器、单片机、数模转换器和显示装置；
其中，所述外界模拟量输入器包括小量程压差变送器、大量程压差变送器、温度传感器和压力传感器；
其连接关系在于：所述小量程压差变送器和大量程压差变送器通过多路模拟开关与所述模数转换器相连，所述温度传感器和压力传感器与所述模数转换器相连；所述模数转换器还与所述单片机相连，所述单片机还分别与所述数模转换器和显示装置相连，所述数模转换器还与所述多路模拟开关相连；
所述小量程压差变送器或大量程压差变送器将采集到的小量程压差模拟信号或大量程压差模拟信号经多路模数开关传输至所述模数转换器；
所述温度传感器和压力传感器将采集到的温度模拟信号和压力模拟信号传输至所述模数转换器；
所述模数转换器将接收到的小量程压差模拟信号或大量程压差模拟信号、温度模拟信号和压力模拟信号转换为小量程压差数字信号或大量程压差数字信号、温度数字信号和压力数字信号后传递至所述单片机；
所述单片机根据接收到的小量程压差数字信号或大量程压差数字信号、温度数字信号和压力数字信号计算得到流体瞬时流量值；将流体瞬时流量值与设定的上、下域值比较、判断；将判断结果输出给所述数模转换器；
所述数模转换器根据判断结果控制多路模拟开关的通断，使所述小量程压差变送器、大量程压差变送器在不同流量值内工作；
所述单片机将计算所得的瞬时流量值、累计流量值、压差数字信号、温度数字信号和压力数字信号发送至显示装置进行显示。
2.根据权利要求1所述的一种具备智能切换功能的积算仪，其特征在于：还包括电源，所述电源与所述单片机相连。
3.根据权利要求1或2所述的一种具备智能切换功能的积算仪，其特征在于：还包括传输接口，所述传输接口与所述单片机相连，用于将所述单片机的信号输出。
4.根据权利要求1或2所述的一种具备智能切换功能的积算仪，其特征在于：还包括报警器，所述报警器与所述单片机相连，当发生掉电、传感器工作发生异常时发出报警。
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