高精度低功耗膜式燃氣流量積算儀的製作方法
2023-09-21 06:44:55
高精度低功耗膜式燃氣流量積算儀的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高精度低功耗膜式燃氣流量積算儀，該積算儀包括單片機、LCD顯示模塊、流量採集電路、溫度測量電路、壓力測量電路和按鍵。本實用新型以單片機為核心，採用PT1000和矽壓阻式壓力傳感器作為傳感元件並設計相應的溫度和壓力測量電路，通過對流量採集電路脈衝信號的計數得到流量值，設置了按鍵功能，實現了流量、溫度、壓力三者之間的切換顯示，再根據熱力學公式PV=nRT進行修正，從而求得標準流量，實現溫壓補償。本實用新型結構簡單，採用電池供電，具有壓力檢測、溫度檢測、液晶顯示、按鍵等功能，成本低、精度高、功耗低，工作穩定可靠，測量精度優於1%。
【專利說明】 高精度低功耗膜式燃氣流量積算儀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種高精度低功耗膜式燃氣流量積算儀。
[0002]【背景技術】
[0003]目前，在我國的燃氣行業中，絕大多數的居民用戶和用氣量不大的公福及工業用戶的燃氣計量均採用膜式燃氣表。膜式燃氣表是根據燃氣進出流量計的燃氣體積來測定其流量的，其結算是以燃氣的供氣狀態為依據的，而與氣源單位的結算是以燃氣的標準狀態為依據的。氣體的體積受溫度、壓力的雙重影響，所以燃氣體積的購氣結算狀態與供氣狀態的不同造成了燃氣體積的計量誤差。在膜式燃氣表的溫度壓力補償的方法主要分為人工式、機械式和電子式。帶有內置機械式溫度修正裝置的膜式燃氣表，相應的產品在國外已經普遍使用，在歐美等發達國家已經將其作為燃氣表的標準配置，這種產品當前在國內也開始試用，國內外的產品標準已經對其生產和檢測試驗提出了具體要求。隨著電子技術、信息技術的發展，膜式燃氣表由純機械式計量儀表逐漸進行擴展，加裝了電子裝置。然而目前的電子式膜式燃氣表功耗大，溫度壓力補償性能差。基於燃氣表的計量問題，提出了一種高精度低功耗膜式燃氣流量積算儀。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是提供一種高精度低功耗膜式燃氣流量積算儀，能實現溫壓補償，提高燃氣計量精度，降低系統功耗。
[0005]高精度低功耗氣體流量積算儀，其特徵在於，以單片機為核心，採用PT1000和矽壓阻式壓力傳感器作為傳感元件並設計相應的溫度和壓力測量電路，通過對流量採集電路脈衝信號的計數得到流量值，設置了按鍵功能，實現了流量、溫度、壓力三者之間的切換顯示，再根據熱力學公式PV=nRT進行修正，從而求得標準流量，實現溫壓補償。
[0006]實現上述測量原理的系統包括單片機，溫度測量電路，壓力測量電路，流量採集電路，按鍵和IXD顯示模塊。溫度測量電路和壓力測量電路分別與單片機AD 口相連，流量採集電路和按鍵分別與單片機Pl 口相連，LCD顯示模塊與單片機採用二線式串口連接。
[0007]本實用新型結構簡單，採用電池供電，具有壓力檢測、溫度檢測、液晶顯示、按鍵等功能，成本低、精度高、功耗低，工作穩定可靠，測量精度優於1%。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是高精度低功耗氣體流量積算儀的結構示意圖。
[0009]圖2是高精度低功耗氣體流量積算儀一種具體電路實例。
【具體實施方式】
[0010]以下結合附圖進一步說明本實用新型。
[0011]參照圖1，高精度低功耗氣體流量積算儀，包括單片機1、IXD顯示模塊2、流量採集電路3、溫度測量電路4、壓力測量電路5和按鍵6。IXD顯示模塊2、流量採集電路3、溫度測量電路4、壓力測量電路5和按鍵6分別與單片機I相連。
[0012]圖2是高精度低功耗氣體流量積算儀的一種具體電路實例，圖例中，單片機採用MSP430F425 晶片。
[0013]溫度測量電路採用PtlOOO作為傳感元件，PtlOOO的一端分別與ImA恆流源的正極和MSP430F425的A0.0+端相連，PtlOOO的另一端分別與MSP430F425的A0.0-端和電阻Rl的一端相連，電阻Rl的另一端分別與MSP430F425的Al.0+端和電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端分別與MSP430F425的Al.0-端和恆流源的負極相連。
[0014]壓力測量電路採用矽壓阻式壓力傳感器作為傳感元件，壓力傳感器的a端與
1.5mA恆流源的正極相連，壓力傳感器的b端分別與運算放大器Al的第I腳相連，運算放大器Al的第2腳分別與電阻R3的一端和電阻R4的一端相連，電阻R3的另一端分別與運算放大器Al的第3腳和MSP430F425的A2.0-端相連，電阻R4的另一端分別與電阻R5的一端和運算放大器A2的第2腳相連，運算放大器A2的第I腳與壓力傳感器的d端相連，電阻R5的另一端分別與運算放大器A2的第3腳和MSP430F425的A2.0+端相連。
[0015]流量採集電路由兩個相同的基本電路組成，因此對其中一個基本電路I進行說明。電阻R6的一端與電壓源VCC相連，電阻R6的另一端分別與簧片開關SI的一端、電容Cl的一端和運算放大器A3的第I腳相連，簧片開關S2的另一端分別與地和電容Cl的另一端相連，運算放大器A3的第2腳接地，第3腳與MSP430F425的Pl.1相連。
[0016]工作原理如下:
[0017]本實用新型以單片機為核心，採用PT1000和矽壓阻式壓力傳感器作為傳感元件並設計相應的溫度和壓力測量電路，通過對流量採集電路對脈衝信號的計數得到流量值，並設置了按鍵功能，實現了流量、溫度、壓力三者之間的切換顯示，再根據熱力學公式PV=nRT進行修正，可以求得標準流量，從而進行了溫壓補償。
【權利要求】
1.一種高精度低功耗膜式燃氣流量積算儀，其特徵在於它包括單片機、LCD顯示模塊、流量採集電路、溫度測量電路、壓力測量電路和按鍵，溫度測量電路和壓力測量電路分別與單片機AD 口相連，流量採集電路和按鍵分別與單片機Pl 口相連，LCD顯示模塊與單片機採用二線式串口連接。
2.根據權利要求1所述的高精度低功耗膜式燃氣流量積算儀，其特徵在於，單片機採用 MSP430F425 晶片。
【文檔編號】G01F15/04GK203672432SQ201420012280
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月8日 優先權日:2014年1月8日
【發明者】周福根, 談紅偉, 李福增, 趙國偉 申請人:浙江松川儀表科技股份有限公司