基于壓力計的超聲波熱量表的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于超聲測量技術領域，具體涉及一種基于壓力計的超聲波熱量表。
【背景技術】
[0002]超聲波熱量表測量熱量是對流速，溫度在時間基礎上積分得出的，壓損與流速具有一定關系。大口徑的超聲波熱量表壓涉及縮徑等問題，由伯努利方程可發現壓損較小口徑熱量表壓損大很多。我司在大口徑熱量表法蘭處開槽安裝壓力計與熱量表通過數據線相連，直接讀取壓力值，計算出壓損，運用一系列算法使熱表測量更加準確。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種基于壓力計的超聲波熱量表，方便更好地測試。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下。
[0005]—種基于壓力計的超聲波熱量表，內部設置有MSP430單片機，內部設置有MSP430單片機外部連接有測溫模塊、測熱量模塊、觸摸按鍵模塊、LCD顯示模塊、遠程通信模塊、紅外通信模塊、電源模塊和測壓模塊，其中，測溫模塊采用PtlOOO傳感器，PtlOOO傳感器受溫度變化其電阻值變化，通過測溫模塊電路對其采樣，利用單片機的ADC模塊，測量溫度;測熱量模塊利用換能器將電能轉化成機械能，利用收發脈沖測量流速，配合測溫模塊計算熱量；LCD顯示模塊，利用按鍵進行熱量表信息的查看;觸摸按鍵模塊，利用按鍵進行液晶屏的翻頁；電源模塊給單片機及其外圍電路供電；遠程通訊模塊將熱量表的信息通過M_BUS或者RS485進行遠傳;測壓模塊，利用管段上安裝壓力計，將其通過通信電路接入單片機，測量水壓，從而計算出壓損，利用算法，使測量熱量更加精確；紅外通信模塊用于進行短距離的調試，通信用。所述IXD顯示模塊上連接有顯示屏。
[0006]熱量表是一種適用于測量在熱交換環路中的載熱液體縮吸收或準換熱能的儀器，熱量表用法定的計量單位顯示熱量。熱量表的熱量計算主要由流量傳感器，配對溫度傳感器及積分儀三部分組成。流量傳感器的作用是測量熱介質流過熱循環系統的體積值;配對溫度傳感器的作用是檢測計算熱循環系統進出口熱介質的溫差;積分儀的作用是根據流量傳感器的體積信號和配對溫度傳感器的溫差信號計算出消耗的熱能值。熱量表既能測量供熱系統的供熱量又能測量供冷系統的吸熱量。將一對溫度傳感器分別安裝在通過載熱流體的上行管和下行管上，流量計安裝在流體入口或回流管上(流量計安裝位置不同，最終的測量結果也不同)，熱量表采集溫度與流量的信號，利用熱量積分公式算出熱交換系統獲得的熱量。
[0007]該實用新型的有益效果在于:該實用新型系統能夠使得熱量測量精度更高，壓損查看更加便捷。
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型實施例中所使用裝置模塊結構示意圖。
[0009]圖2是本實用新型實施例中熱量計算的原理圖。
[0010]圖3是本實用新型實施例中熱量表管段內部結構簡化圖。
[0011 ]圖4是本實用新型實施例中遠程通信線路原理示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行描述，以便更好的理解本實用新型。
[0013]如圖1所示的基于壓力計的超聲波熱量表，內部設置有MSP430單片機，內部設置有MSP430單片機外部連接有測溫模塊、測熱量模塊、觸摸按鍵模塊、LCD顯示模塊、遠程通信模塊、紅外通信模塊、電源模塊和測壓模塊，其中，測溫模塊采用Ptl000，Ptl000受溫度變化其電阻值變化，通過測溫模塊電路對其采樣，利用單片機的ADC模塊，測量溫度;測熱量模塊利用換能器將電能轉化成機械能，利用收發脈沖測量流速，配合測溫模塊計算熱量;LCD顯示模塊，利用按鍵進行熱量表信息的查看;觸摸按鍵模塊，利用按鍵進行液晶屏的翻頁；電源模塊給單片機及其外圍電路供電;遠程通訊模塊將熱量表的信息通過M_BUS或者RS485進行遠傳;測壓模塊，利用管段上安裝壓力計，將其通過通信電路接入單片機，測量水壓，從而計算出壓損，利用算法，使測量熱量更加精確;紅外通信模塊用于進行短距離的調試，通信用。
[0014]熱量表是一種適用于測量在熱交換環路中的載熱液體縮吸收或準換熱能的儀器，熱量表用法定的計量單位顯示熱量。熱量表的熱量計算主要由流量傳感器，配對溫度傳感器及積分儀三部分組成。流量傳感器的作用是測量熱介質流過熱循環系統的體積值;配對溫度傳感器的作用是檢測計算熱循環系統進出口熱介質的溫差;積分儀的作用是根據流量傳感器的體積信號和配對溫度傳感器的溫差信號計算出消耗的熱能值。熱量表既能測量供熱系統的供熱量又能測量供冷系統的吸熱量。將一對溫度傳感器分別安裝在通過載熱流體的上行管和下行管上，流量計安裝在流體入口或回流管上(流量計安裝位置不同，最終的測量結果也不同)，熱量表采集溫度與流量的信號，利用熱量積分公式算出熱交換系統獲得的熱量。熱量計算的原理圖如圖2所示。
[0015]溫度傳感器(PtlOOO)原理:
[0016]溫度傳感器作為熱量表測溫系統的重要組成部分，其溫度檢測準確度直接影響積分儀對熱量計算的準確性。
[0017]測溫元件采用PtlOOO熱電阻，其溫度與電阻值的關系如下:
[0018]在其測量范圍內，當溫度小于0°C時候，關系式為:
[0019]Rt = R0[l+At+Bt2+Ct3(t-100)]；
[0020]在其測量范圍內，當溫度大于0°C時，關系式為:
[0021]Rt = R0(l+At+Bt2)；
[0022]式中:R0------0°C時的鉑電阻阻值，單位為歐；
[0023]Rt-------t°C時的鉑電阻阻值，單位為歐；
[0024]其中常數A，B，C為常數。
[0025]由于此計算公式對單片機計算比較繁瑣，采用的是插值查表法進行溫度采集，選取適當的內存空間存取數據，溫度精度可以達到0.1°C。
[0026]此熱量表采用的是利用時差法進行流量測量，其管段內部結構簡化圖如圖3所示。換能器I，2相對于管道軸線的安裝角是Θ，管徑為D，兩個換能器之間的距離為L，流體流動方向如圖3所示。
[0027]超聲波在液體中的傳播速度CO為1000m/S以上，根據L，C，0與修正系數，可以算出體積流量。
[0028]利用時差法的特點:(I)由于采用精密的時差法檢測技術，并有信號的自動追蹤，溫度的自動補償等先進技術進行誤差補償，因此它具有運行穩定，計量準確可靠，儀表的運算和顯示精度較高的特點。(2)對被測介質來說，超聲波流量測量屬于非接觸式測量，在安裝過程中不損壞管路，這可以滿足工廠工藝生產用水不斷流的要求，安裝極其方便。(3)電子線路的集成度高，幾乎不需要維護與維修，編程簡單靈活，用戶輸入的數據為常用的原始直接數據，不需要經過人工計算，省時省力效率高。
[0029]遠程通信線路(M_BUS/485)原理:
[0030]遠程通信部分，采用總線或者RS485總線的方式。接口芯片采用NCN5150，或TSS721。集成元器件的工作性能，相比于分立元器件性能更加穩定。同時利用光耦實現了隔離，不會因為通信電路上的高壓等故障去損壞電路板主要的工作部件。基本原理如圖4所不O
[0031]按鍵+液晶的原理:按鍵采用的干簧管，干簧管在有磁性的物質靠近時，兩個端子會閉合，當磁性物質遠離時候，兩個端子會打開。按鍵的工作有兩種模式:長按鍵和短按鍵。長按鍵主要進行液晶的翻頁，短按鍵主要進行液晶每頁內容的查看，比如累計流量，累計熱量，表地址，出入口溫度等。液晶主要是定制的TN_IXD，單片機內置液晶的驅動，無需外圍驅動電路，顯示熱量表的一些主要信息參數。
[0032]紅外接口工作原理:紅外接口部分，主要利用了紅外發射管與紅外接收管進行短距離的無線通信。主要用于熱表的地址的修改，參數的校正，生產測試。
[0033]壓力計工作原理:超聲波熱量表測量熱量是對流速，溫度在時間基礎上積分得出的，壓損與流速具有一定關系。大口徑的超聲波熱量表壓涉及縮徑等問題，由伯努利方程可發現壓損較小口徑熱量表壓損大很多。我司在大口徑熱量表法蘭處開槽安裝壓力計與熱量表通過數據線相連，直接讀取壓力值，計算出壓損，運用一系列算法使熱表測量更加準確。
[0034]以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種基于壓力計的超聲波熱量表，內部設置有MSP430單片機，其特征在于:所述MSP430單片機外部連接有測溫模塊、測熱量模塊、觸摸按鍵模塊、LCD顯示模塊、遠程通信模塊、紅外通信模塊、電源模塊和測壓模塊，所述測溫模塊采用PtlOOO傳感器;測熱量模塊利用換能器將電能轉化成機械能，利用收發脈沖測量流速，配合測溫模塊計算熱量;LCD顯示模塊利用按鍵進行熱量表信息的查看;觸摸按鍵模塊，利用按鍵進行液晶屏的翻頁；電源模塊給單片機及其外圍電路供電；遠程通訊模塊將熱量表的信息通過M_BUS或者RS485進行遠傳;測壓模塊，利用管段上安裝壓力計，將其通過通信電路接入單片機;紅外通信模塊用于進行短距離的調試，通信用。2.根據權利要求1所述的基于壓力計的超聲波熱量表，其特征在于:所述LCD顯示模塊上連接有顯示屏。
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于壓力計的超聲波熱量表，內部設置有MSP430單片機，MSP430單片機外部連接有測溫模塊、測熱量模塊、觸摸按鍵模塊、LCD顯示模塊、遠程通信模塊、紅外通信模塊、電源模塊和測壓模塊，其中，測溫模塊采用Pt1000傳感器；測熱量模塊利用換能器將電能轉化成機械能，利用收發脈沖測量流速，配合測溫模塊計算熱量；LCD顯示模塊利用按鍵進行熱量表信息的查看；觸摸按鍵模塊利用按鍵進行液晶屏的翻頁；電源模塊給單片機及其外圍電路供電；遠程通訊模塊將熱量表的信息通過M_BUS或者RS485進行遠傳；測壓模塊利用管段上安裝壓力計。該實用新型系統能夠使得熱量測量精度更高，壓損查看更加便捷。
【IPC分類】G01K17/12
【公開號】CN205228682
【申請號】CN201520833944
【發明人】張雷, 王化東, 王強
【申請人】青島佳科恒業能源科技股份有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年10月19日