CN212050761U

CN212050761U - 一种具有压力测量功能的电子变频除垢装置

Info

Publication number: CN212050761U
Application number: CN202020220595.2U
Authority: CN
Inventors: 朱华; 朱爱敏
Original assignee: Jiangsu Huiren New Energy Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Huiren New Energy Technology Co ltd
Priority date: 2020-02-27
Filing date: 2020-02-27
Publication date: 2020-12-01
Anticipated expiration: 2030-02-27

Abstract

本实用新型涉及一种具有压力测量功能的电子变频除垢装置。电子压力变送器安装于供暖管道上，将管道内部水流压力信号转换成电流信号，输入主控单元，进行压力状态监测信号数据采集；主控单元通过LTE通信模块输出压力状态监测信号，并依据接收的远程功率选择命令，输出两路频率可变的PWM驱动信号，分别控制对应的功率模块开启或关闭；当一路功率模块开启，另一路功率模块关闭，负载线圈为一档功率输出，当两路功率模块同时开启，则负载线圈为两档功率输出。本实用新型提供的电子变频除垢装置，它能实时测量、获取管道内的压力信号，控制电子变频除垢装置的功率，增强除垢能力和可靠性，减轻人工工作量，达到理想的除垢效果。

Description

一种具有压力测量功能的电子变频除垢装置

技术领域

本实用新型涉及一种基于电磁场的水垢处理装置，特别涉及一种具有压力测量功能的电子变频除垢装置。

背景技术

现有的供暖设备大部分均以水为介质进行热交换，都存在水垢的问题，水垢的存在不仅会使热交换效率降低，而且存在事故隐患。事故隐患主要是由于水垢堵塞供暖管道，供暖管道内压力剧增导致。

目前，供暖企业对水垢的处理方式包括两种：一是在非供暖周期使用传统的化学处理方式对供暖热交换系统进行除垢；二是使用电子除垢装置在供暖期间进行水垢的处理。在供暖管道上安装电子除垢装置，可有效地防止供暖管道内部产生水垢，水垢的产生不仅会使热交换效率降低，而且会导致供暖管道内部压力的增加，严重时有爆炸风险。判断电子除垢装置是否有效的最直观方法是检查管道内的压力是否正常。当前，供暖管道内压力测量主要还是使用指针式压力表，需要有工作人员定期巡视来确保供暖管道的安全正常工作，效率低，可靠性差，因此，亟待提供一种带有自动压力测量功能的电子除垢装置。

发明内容

本实用新型针对现有基于电磁场的水垢处理装置存在的不足，提供一种具有压力测量功能的电子变频除垢装置，它能实时测量、获取管道内的压力信号，控制电子变频除垢装置功率，增强除垢能力，减轻人工工作量，提高工作效率和可靠性，达到理想的除垢效果。

实现本实用新型发明目的的技术方案是提供一种具有压力测量功能的电子变频除垢装置，包括直流供电电源、主控单元、负载线圈和LTE 通信模块，它还包括电子压力变送器、功率输出控制模块；所述的电子压力变送器安装于供暖管道上，将管道内部水流压力信号转换成电流信号，输入主控单元，进行压力状态监测信号数据采集；主控单元通过LTE通信模块输出采集的压力状态监测信号、接收远程功率选择命令；所述的功率输出控制模块包括两路驱动信号和功率模块，主控单元依据接收的远程功率选择命令，输出两路1kHz～3MHz频率可变的PWM 驱动信号分别输入至对应的功率模块，控制功率模块的开启或关闭，功率模块分别将1KHz～3MHz 频率放大后，输出至负载线圈，当一路功率模块开启，另一路功率模块关闭，负载线圈为一档功率输出，当两路功率模块同时开启，则负载线圈为两档功率输出。

优选的技术方案，主控单元采用STM32单片机，通过串口与LTE 通信模块进行通讯。

上述技术方案中，优选地，功率模块为高速MOSFET搭建的H桥拓扑结构电路。

进一步的技术方案，电子压力变送器将管道内部水流压力信号转换成4～20mA电流信号，经RCV420芯片转换成0～5V信号，再经电阻分压输入STM32的AD测量，得到压力信号。

本实用新型通过电子压力变送器代替传统的指针式压力表，并经LTE（4G）模块将数据传输给服务器，可以极大的减轻供暖运维人员的定期巡检工作量；同时，运维人员可通过历史压力数据，判断电子变频除垢装置是否有效，或需要增大电子变频除垢装置的功率。服务器记录的历史压力数据，对于供暖管道的改造具有一定的参考意义。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1.在供暖管道上安装电子压力变送器，可将管道内的压力信号转换成不易受外界干扰的4～20mA电流信号，将该信号送入电子变频除垢装置进行实时测量，从而获取压力信号。

2.电子变频除垢装置内部含有LTE（4G）模块，可向服务器或者供暖运行人员发送相关信息。

3. 电子变频除垢装置功率有一档和二档可选，一档是低功率档，二档是高功率档位。正常情况下为节省电能只需使用低功率档即可，当运行人员发现某一处压力有连续增长的情况，可以远程开启除垢装置的高功率档，加大电子除垢装置的功率，增强除垢能力。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的带有自动压力测量功能的电子除垢装置的模块结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的带有自动压力测量功能的电子除垢装置的功率模块的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案作进一步的阐述。

实施例1

本实施例提供的电子变频除垢装置，包括直流供电电源、主控单元、电子压力变送器、两档功率输出档、负载线圈和LTE 通信模块。在运行时，直流供电电源为外部 DC12-36V输入，提供主控单元的供电，以及功率模块的供电，由主控单元产生1KHz～3MHz频率可变的PWM驱动信号，经功率模块放大输出，加载至负载线圈上，负载线圈为缠绕在供暖设备水管上的铜线线圈，从而在线圈中产生频率可变的电磁场信号，使得管道内部的水分子团变成单个极性水分子，进而提高水的水垢的溶解度，达到去除水垢的目的；该装置具有压力测量功能，在供暖管道上安装电子压力变送器，将压力值转换为4～20mA电流信号，送入除垢装置内部进行压力测量，获取压力信号，控制电子除垢装置的功率。

参见附图1，它是本实施例提供的一种具有压力测量功能的电子变频除垢装置的模块结构示意图，它由下述几部分模块构成：

1.主控单元采用STM32单片机，产生驱动功率模块用的驱动信号；与LTE（4G）模块使用串口通信，将压力数据发送给服务器或接收服务器发送的高、低功率档位选择命令。

2.驱动信号1和驱动信号2，分别为主控单元产生的两路1kHz～3MHz频率可变的PWM信号，它们完全相同。

3.功率模块1和功率模块2，为高速MOSFET搭建的H桥拓扑结构电路，MOSFET型号为CDM2208-800FP，其电路图参见附图2，主控单元产生的4 路驱动信号PWM1、PWM2、PWM3、PWM4分别连接至电阻R1、R2、R3、R4 的一端，R1、R2、R3、R4 的另一端分别接至MOS 管Q1、Q2、Q3、Q4 的门极。Q1 与Q3 的漏极接直流电源VCC，Q1 与Q3 的源极分别接Q2 与Q4 的漏极，Q2与Q4 的源极接GND。Q1 与Q3 的源极对外输出OUT1 与OUT2。电阻R5、R6、R7、R8 的一端分别接至MOS 管Q1、Q2、Q3、Q4 的门极，电阻R5、R7 的另一端接Q1 与Q3 的源极，电阻R6、R6 的另一端接Q1 与Q3 的源极。TVS 管D1、D2、D3、D4 分别并联至电阻R5、R6、R7、R8 的两端。

4.电子变频除垢装置一档（低功率档）工作时只有驱动信号1、功率模块1工作；二挡（高功率档）工作时驱动信号1、功率模块1和驱动信号2、功率模块2同时工作，其功率为一档的两倍，可以提高除垢能力。正常工作时，为达到节能的目的只需要开启一档即可，当供暖管道内部压力经监测发现有连续增长的情况，运维人员可在服务器远程向除垢装置发送切换为高档命令，加大功率来增强除垢能力。

5.LTE(4G)模块为现有的通用串口转4G透传模块，如USR-LTE-7S4、WH-LTE-7S5等，主控单元通过串口与该模块进行通讯，与服务器进行信息交换。

6.电子压力变送器，可采用MIK-P300等型号，安装于供暖管道之上，将管道内部水流压力信号转换成4～20mA电流信号，送至主控单元进行压力数据采集。4～20mA经RCV420芯片转换成0～5V信号，经过电阻分压之后送入STM32的AD测量，由此获得压力信号数据。压力信号数据极大的减轻运维人员的定期巡检工作量。

本实施例提供的具有压力测量功能的电子变频除垢装置具体运行过程步骤如下：

1.将负载线圈安装到供暖设备的管道上。

2.开机正常启动后，主控单元产生1kHz～3MHz频率可变的PWM信号，通过功率模块，将信号放大后加载至负载线性，从而提高管道内部水的水垢的溶解度，达到去除水垢的目的。

3.将电子压力变送器安装于供暖管道上，其输出的4～20mA信号经RCV420芯片转换成0～5V信号，由主控单元获得压力信号。正常情况下供暖管道的压力值在1.2Mpa～1.6Mpa之间，当供暖管道某一处的压力值连续10分钟测量均大于1.6Mpa,主控单元立即通过LTE（4G）模块向服务器发出报警信号。

4.在运行期间，使用LTE（4G）技术每隔1个小时上报一次压力数据给服务器，形成历史数据，运维人员可由此历史数据来判断是否需要增大电子变频器除垢器的功率，即从一档功率切换为二档功率。

Claims

1.一种具有压力测量功能的电子变频除垢装置，包括直流供电电源、主控单元、负载线圈和LTE 通信模块，其特征在于：它还包括电子压力变送器、功率输出控制模块；所述的电子压力变送器安装于供暖管道上，将管道内部水流压力信号转换成电流信号，输入主控单元，进行压力状态监测信号数据采集；主控单元通过LTE 通信模块输出采集的压力状态监测信号、接收远程功率选择命令；所述的功率输出控制模块，包括两路驱动信号和功率模块，主控单元依据接收的远程功率选择命令，输出两路1kHz～3MHz频率可变的PWM 驱动信号分别输入至对应的功率模块，控制功率模块的开启或关闭，功率模块分别将1KHz～3MHz频率放大后，输出至负载线圈，当一路功率模块开启，另一路功率模块关闭，负载线圈为一档功率输出，当两路功率模块同时开启，则负载线圈为两档功率输出。

2.根据权利要求1所述的一种具有压力测量功能的电子变频除垢装置，其特征在于：主控单元采用STM32单片机，通过串口与LTE 通信模块进行通讯。

3.根据权利要求1所述的一种具有压力测量功能的电子变频除垢装置，其特征在于：功率模块为高速MOSFET搭建的H桥拓扑结构电路。

4.根据权利要求1所述的一种具有压力测量功能的电子变频除垢装置，其特征在于：电子压力变送器将管道内部水流压力信号转换成4～20mA电流信号，经RCV420芯片转换成0～5V信号，再经电阻分压输入STM32的AD测量，得到压力信号。