一種壓力、壓差組合測量通信實現方法
2023-12-10 00:41:01 2
專利名稱：一種壓力、壓差組合測量通信實現方法
技術領域：
本發明涉及一種測量通訊實現方法，尤其涉及一種用於熱量表管道測量方面的壓力、壓差組合測量及通信實現方法。
背景技術：
目前在熱量表管道測量、監控方面，還無能同時進行測量壓力、壓差，並且能夠進行遠距離通信的成型設備。現有的對熱量表管道壓力、壓差測量、監控只能單獨分開進行， 且精確度高的設備價格較高，相對價格便宜的設備而精確度又較低，不能滿足精確度較高測量、監控的需要。隨著社會的進步，因此急需一種既能同時進行測量壓力、壓差，並且能夠進行遠距離通信的成型設備，為此需要一種能實現上述功能於一體的壓力、壓差組合測量通信實現方法。
發明專利內容
為了解決現有的設備不能同時進行測量壓力、壓差，並且不能夠進行遠距離通信的問題，本發明公開了一種壓力、壓差組合測量及通信實現方法。
為了解決以上技術問題，本發明採用的技術方案是一種壓力、壓差組合測量及通信實現方法，其方法的實現包括以下步驟
1.選擇壓阻式壓力傳感器；
2.配對壓力傳感器，利用0. 1級高精度數字壓力表對壓力傳感器進行壓力準確度校準，在準確度合格的壓力傳感器中，對數值誤差偏差方向一致的進行配對，兩支為一對， 確保達到壓差準確度要求；
3.把配對好的壓力傳感器分別安裝於供熱進、回水管道上，不同壓力情況下傳輸不同電壓差信號，信號經過放大電路放大並經過單片機處理，顯示成實際壓力值；
4.把兩個壓力值做差，得出進、回水管道壓力差；
5.把採集的壓力差數據經過M-Bus集中器、GPRS通信模塊將數據上傳至控制室上位機中，實現管道壓力、壓差同時測量，並將數據遠程傳輸，以便監控。
本發明在單個壓力傳感器達到準確度要求的前提下，對組合使用的兩隻傳感器進行了配對，保證了壓力、壓差測量準確度，同時大大降低了成本。本發明用於供熱系統管網上壓力、壓差測量，通過通信傳輸，實現了供熱公司監控整個管網，調整控制進回水壓力，及時發現管道漏水等突發情況。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。
圖1為利用本發明所製作的系統結構框圖。
圖2為本發明所利用的電路原理圖。
圖3為三運放差分放大電路原理圖。
圖2中1.模擬開關；2、顯示模塊；3、通信模塊；U1、U2為壓力傳感器；MCU為單片機。
具體實施方式
如圖1所示，利用本發明所製作的系統主要包括壓力傳感器、放大電路、單片機、 顯示模塊、通信模塊、M-Bus供電模塊(M-Bus 是一種專門為消耗測量儀器和計數器傳送信息的數據總線設計的，M-Bus在建築物和工業能源消耗數據採集有多方面的應用。)。
壓力傳感器壓力傳感器採用壓阻式傳感器，壓阻式傳感器是指利用單晶矽材料的壓阻效應和集成電路技術製成的傳感器。單晶矽材料在受到力的作用後，電阻率發生變化，通過測量電路就可得到正比於力變化的電信號輸出。壓阻式傳感器用於壓力、拉力、壓力差和可以轉變為力的變化的其他物理量(如液位、加速度、重量、應變、流量、真空度)的測量和控制。
配對壓力傳感器利用0. 1級高精度數字壓力表對壓力傳感器進行壓力準確度校準，在準確度合格的壓力傳感器中，對數值誤差偏差方向一致的進行配對，確保達到壓差準確度要求。
放大電路採用三運放差分電路，如圖3所示，放大器的第I級主要用來提高整個放大電路的輸入阻抗；第II級採用差動電路用以提高共模抑制比。電路中輸入級由A3、A4 兩個同相輸入運算放大器電路並聯，再與A5差分輸入串聯的三運放差動放大電路構成。電路優點差模信號按差模增益放大，遠高於共模成分(噪聲)；決定增益的電阻(Rl、Rp、R3) 理論上對共模抑制比Kcmr沒有影響，因此電阻的誤差不重要。Vol = verbal orderl 口頭命令，言語命令。
三運放差分放大電路特點
1)高輸入阻抗。被提取的信號是不穩定的高內阻源的微弱信號，為了減少信號源內阻的影響，必須提高放大器輸入阻抗。一般情況下，信號源的內阻為IOOkQ，則放大器的輸入阻抗應大於IM Ω。
2)高共模抑制比CMRR。信號工頻幹擾以及所測量的參數以外的作用的幹擾，一般為共模幹擾，前置級須採用CMRR高的差動放大形式，能減少共模幹擾向差模幹擾轉化。
3)低噪聲、低漂移。主要作用是對信號源的影響小，拾取信號的能力強，以及能夠使輸出穩定。
如圖3所示，電路對共模輸入信號沒有放大作用，共模電壓增益接近於零。這不僅與實際的共模輸入有關，而且也與A3和Α4的失調電壓和漂移有關。如果A3和Α4有相等的漂移速率，且向同一方向漂移，那麼漂移就作為共模信號出現，沒有被放大，還能被第II 級抑制。這樣對於A3和Α4的漂移要求就會降低。A3和Α4前置放大級的差模增益要做的儘可能高，相比之下，第II級(AO的漂移和共模誤差就可以忽略，對放大器的要求就可以大大降低。當R3 = R4、R5 = R6時，兩級的總增益為兩個差模增益的乘積，即
Avd = ((Rp+2R1)/Rp) (R6/R4)
上述電路具有輸入阻抗高，共模抑制比高等優點，可作為通用儀用放大器使用。
顯示模塊採用液晶屏顯示，分項顯示管道之間各自壓力、壓差等信息。
通信模塊該產品通過M-Bus總線與M-Bus集中器連接，然後經過GPRS模塊通過 hternet與安裝在控制室內可以上網的電腦上的軟體系統遠距離通信，進行數據傳輸。
測量原理在供熱計量系統中，將已經過配對的壓力傳感器分別安裝在進、回水管道上，通過小信號放大和模擬-數字轉換技術，將測量的壓力信號轉換成數位訊號，經計算並在積分儀的液晶屏中顯示壓力、壓差，並經M-Bus通信線路與上位機軟體進行遠程通信。 該技術與熱量測量技術的配合應用，可以隨時檢測到供熱管道中的水壓情況和熱量使用情況，對供熱系統的安全運行和良好維護起到了重要的監控作用。
權利要求
1. 一種壓力、壓差組合測量及通信實現方法，其特徵在於其方法的實現包括以下步驟I.選擇壓阻式壓力傳感器；II.配對壓力傳感器，利用0.1級高精度數字壓力表對壓力傳感器進行壓力準確度校準，在準確度合格的壓力傳感器中，對數值誤差偏差方向一致的進行配對，兩支為一對，確保達到壓差準確度要求；III.把配對好的壓力傳感器分別安裝於供熱進、回水管道上，不同壓力情況下傳輸不同電壓差信號，信號經過放大電路放大並經過單片機處理，顯示成實際壓力值；nil.把兩個壓力值做差，得出進、回水管道壓力差；IIIII.把採集的壓力差數據經過M-Bus集中器、GPRS通信模塊將數據上傳至控制室上位機中，實現管道壓力、壓差同時測量，並將數據遠程傳輸，以便監控。
全文摘要
本發明公開了一種壓力、壓差組合測量及通信實現方法。其方法的實現包括五個步驟，本發明在單個壓力傳感器達到準確度要求的前提下，對組合使用的兩隻傳感器進行了配對，保證了壓力、壓差測量準確度，同時大大降低了成本。本發明用於供熱系統管網上壓力、壓差測量，通過通信傳輸，實現了供熱公司監控整個管網，調整控制進回水壓力，及時發現管道漏水等突發情況。
文檔編號G01L13/06GK102507073SQ20111033027
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月27日 優先權日2011年10月27日
發明者付濤, 門建青, 高鴻 申請人:威海市天罡儀表股份有限公司