雙路低功耗超聲波明渠流量計的製作方法

2023-05-27 05:42:21

專利名稱：雙路低功耗超聲波明渠流量計的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種明渠流量測量儀表。
背景技術：
目前在使用的明渠流量計普遍精度不高、功耗大、測量範圍小，而且缺乏 可靠有效的遠程通信功能。如果是接觸式的明渠流量計，更會因為長期需要接 觸被測液體而縮短流量計的使用壽命、降低計量精度。 發明內容
本實用新型的目的是為了克服現有明渠流量計的以上諸多缺點，提供一種雙 路採集、功耗低、非接觸、測量範圍大、精度高、顯示直觀、採用工業級遠程通 信功能可以實現與遠程計算機直接通訊的雙路低功耗超聲波明渠流量計。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是
雙路超聲波明渠流量計包括兩個超聲波液位傳感器、信號收發處理模塊、 中央處理器電路、濾波電路、液晶顯示器、可控電源管理模塊、電源驅動模塊、 CAN總線控制模塊和接口電路，信號收發處理模塊、濾波電路、液晶顯示器、 電源驅動模塊和CAN總線控制模塊分別與中央處理器電路相連，兩個超聲波液 位傳感器與信號收發處理模塊相連，可控電源管理模塊的輸入端與電源驅動模 塊的輸出端相連，可控電源管理模塊的輸出端與兩個超聲波液位傳感器、CAN 總線控制模塊和接口電路的輸入端相連，CAN總線控制模塊和接口電路相連。
工作原理如下
將超聲波液位傳感器安裝在傳統的巴歇爾槽上，雙路超聲波明渠流量計通過 接口電路連接外部遠程管理計算機，電源管理控制模塊為各個模塊供電，利用兩 個超聲波傳感器測得明渠液位的超聲波信號，超聲波信號經信號收發處理模塊中 的除噪、濾波、AD採樣後進入中央處理電路完成數據運算，根據經驗公式
《v = 0.3726(3.28/2)1 559，26
6—巴歇爾槽的喉部寬度(m); / —巴歇爾水槽上遊側的測量液位On); qv — 瞬時流量(m3/h)。
可以計算出瞬時流量，進而可以得到累計流量。由液晶顯示器顯示瞬時流量 與累積流量，中央處理電路通過CAN總線通信模塊與遠程計算機完成數據通訊 與控制，可以方便實現與外部遠程管理計算機的數據傳輸，包括瞬時流量、累積流量、系統工作時間以及工作狀態等參數。
本實用新型的有益效果是，流量計不接觸被測液體而準確計量明渠流量計的 流量，實現與遠程計算機直接通訊，且精度高、功耗低、測量範圍大，可直接用 電池驅動，不需要外接電源，整個裝置方便實用且能夠實現當前國際和社會有關 "節能降耗"的目標。可應用於冶金、石油、化工、紡織、造紙、食品加工等工 礦企業以及汙水處理企業，準確計量流經明渠汙水流量。

圖1是雙路超聲波明渠流量計的構成框圖； 圖2是CAN總線控制模塊實例； 圖3是可控電源管理模塊實例。
具體實施方式

參照圖l，雙路超聲波明渠流量計包括兩個超聲波液位傳感器l、信號收發 處理模塊2、中央處理器電路3、濾波電路4、液晶顯示器5、可控電源管理模 塊6、電源驅動模塊7、 CAN總線控制模塊8和接口電路9，信號收發處理模塊 2、濾波電路4、液晶顯示器5、電源驅動模塊7和CAN總線控制模塊8分別與 中央處理器電路3相連，兩個超聲波液位傳感器1與信號收發處理模塊2相連， 可控電源管理模塊6的輸入端與電源驅動模塊7的輸出端相連，可控電源管理 模塊6的輸出端與兩個超聲波液位傳感器1、CAN總線控制模塊8和接口電路9 的輸入端相連，CAN總線控制模塊8和接口電路9相連。
接口電路可採用RS485通訊接口 ，方便實現與外部遠程管理計算機的數據傳 輸，包括瞬時流量、累積流量、系統工作時間以及工作狀態等參數傳輸。CAN總
線控制模塊實現了超聲波明渠流量計與遠程計算機的直接通訊功能。 圖示實例中，中央處理器電路採用MSP430F413單片機。 信號收發處理模塊中的數據採集電路可採用AD7705晶片。 CAN總線控制模塊如圖2所示，由SJA1000晶片和TJA1040晶片組成， SJA1000的13、 19腳分別與TJA1040的1、 4腳相連，SJA1000的地址線ADO AD7與MSP430F413的P3.0 P3.7對應相連。
圖3所示為電源供電模塊，由12V的DC-DC晶片以及LM317晶片、TPS76933 晶片、TPS6734晶片組成，市電經整流、濾波後經過12V的DC-DC晶片產生12V 直流電壓，給超聲波液位傳感器供電，12V直流電壓再經LM317產生3.3V的電 壓為中央處理器電路及其餘組成部件供電，同時LM317的參考電壓與TPS76933 晶片連接，以實現市電與電池供電的自動切換動作，TPS6734為升壓晶片可將電池的3.6V電壓升至12V直流電壓為超聲波液位傳感器供電，實現電池的供電功 能。可控電源管理模塊可以在市電與電池供電間轉換，當外接市電停掉時，內置 電池可同時自動開始給系統供電，也可只使用電池供電。
權利要求1、一種雙路超聲波明渠流量計，其特徵在於包括兩個超聲波液位傳感器(1)、信號收發處理模塊(2)、中央處理器電路(3)、濾波電路(4)、液晶顯示器(5)、可控電源管理模塊(6)、電源驅動模塊(7)、CAN總線控制模塊(8)和接口電路(9)，信號收發處理模塊(2)、濾波電路(4)、液晶顯示器(5)、電源驅動模塊(7)和CAN總線控制模塊(8)分別與中央處理器電路(3)相連，兩個超聲波液位傳感器(1)與信號收發處理模塊(2)相連，可控電源管理模塊(6)的輸入端與電源驅動模塊(7)的輸出端相連，可控電源管理模塊(6)的輸出端與兩個超聲波液位傳感器(1)、CAN總線控制模塊(8)和接口電路(9)的輸入端相連，CAN總線控制模塊(8)和接口電路(9)相連。
2、 根據權利要求1所述的雙路超聲波明渠流量計，其特徵在於中央處理 器電路(3)為MSP430F413單片機。
3、 根據權利要求1所述的雙路超聲波明渠流量計，其特徵在於CAN總線 控制模塊(8)由SJA1000晶片和TJA1040晶片組成。
專利摘要本實用新型公開的雙路低功耗超聲波明渠流量計，包括兩個超聲波液位傳感器，連接信號收發處理模塊、濾波電路、液晶顯示器、電源驅動模塊和CAN總線控制模塊的中央處理器電路以及可控電源管理模塊和與CAN總線控制模塊連接的接口電路，兩個超聲波液位傳感器與信號收發處理模塊相連。該流量計通過接口電路連接外部遠程管理計算機，工作時不接觸被測液體，能夠準確計量明渠流量計的流量，實現與遠程計算機直接通訊，且精度高、功耗低、測量範圍大，可應用於冶金、石油、化工、紡織、造紙、食品加工等工礦企業以及汙水處理企業。
文檔編號G01F23/296GK201402164SQ20092011778
公開日2010年2月10日 申請日期2009年4月16日 優先權日2009年4月16日
發明者楊松迎, 梁國偉, 趙偉國, 黃震威 申請人:中國計量學院