[發明專利]U型管積算儀連續量油裝置

有效

• 申請號: 201210379532.1
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN102852513A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 付強;柴寧;李顯卓
• 申請（專利權）人: 大慶科瑞電子技術開發有限公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B43/34;H04L12/40
• 代理公司: 大慶知文知識產權代理有限公司 23115
• 代理人: 李建華

1.一種U型管積算儀連續量油裝置，包括一個氣平衡管線（3）、壓力變送器（4）、溫度變送器（5）、多功能數傳儀（6）、油氣積算儀（7）、電動執行器（9）以及一個倒置的U型管（10）、出油管（13）和出油閥（12），其特征在于：

所述U型管（10）的兩段下端管線之間固定有一個直通閥（11）；

所述油氣積算儀（7），具有表頭（15）和LCD顯示面板（17），由液位檢測器和檢測數據處理器兩部分構成，檢測數據處理器位于表頭（15）內，所述檢測數據處理器由集成在一塊積算儀主板（14）上的MSP430F437型混合信號處理芯片、24C256型兩線串行EEPROM芯片、PCF8563型時鐘芯片、74HC165D型并行輸入串行輸出移位寄存芯片、LCD顯示控制芯片、RSM485S型485通信芯片和以LTC4411型理想二極管芯片為主的電源電路連接后構成；此外，還包括與PCF8563型時鐘芯片相配合的外部晶振芯片以及與所述LTC4411型理想二極管芯片相配合的23CT14型電壓轉換芯片，以及一個用于連接1-Wire通信接口的上拉電阻；

其中，所述MSP430F437型混合信號處理芯片的83號管腳連接前述上拉電阻，以實現按照1-wire總線通訊協議與外部通信；

所述MSP430F437型混合信號處理芯片的82號管腳、84號管腳和85號管腳分別依次連接所述24C256型兩線串行EEPROM芯片的WP端口、SCL端口和SDA端口，以實現由MSP430F437型混合信號處理芯片構成的CPU按照IIC總線協議對存儲器進行讀、寫；所述84號管腳和85號管腳分別為IIC總線時鐘和數據線的連接端，所述82號管腳為24C256型兩線串行EEPROM芯片的寫保護控制線的連接端；

所述MSP430F437型混合信號處理芯片的84號管腳、85號管腳亦同時分別連接PCF8563型時鐘芯片的SCL端和SDA端，以使得MSP430F437型混合信號處理芯片按照IIC總線協議對前述PCF8563型時鐘芯片進行讀、寫操作；所述PCF8563型時鐘芯片的1號管腳和2號管腳分別作為地址線連接外部晶振芯片的XIN端口和XOUT端口；

所述MSP430F437型混合信號處理芯片的95號管腳、96號管腳和67號管腳分別對應連接所述74HC165D型并行輸入串行輸出移位寄存芯片的SH/L端、CLK端和QH端，以實現MSP430F437型混合信號處理芯片可按照SPI總線協議對74HC165D型并行輸入串行輸出移位寄存芯片進行讀操作；所述74HC165D型并行輸入串行輸出移位寄存芯片的并行數據輸入端分別與所述液位檢測器的檢測數據輸出端相連接；

所述MSP430F437型混合信號處理芯片的12號管腳至55號管腳均連接至LCD顯示控制芯片；其中52號管腳、53號管腳、54號管腳和55號管腳分別作為LCD顯示控制芯片的四個公共輸出端，?12號管腳至51號管腳分別為LCD顯示段碼控制線的輸出端；

所述MSP430F437型混合信號處理芯片的75號管腳、74號管腳和77號管腳分別對應連接所述RSM485S型485通信芯片的UTXD0端、URXD0端和TB1端；所述RSM485S型485通信芯片的9號管腳和8號管腳分別作為485總線的A+信號線端和B-信號線端；

所述液位檢測器包括圓柱形的浮筒（16）、固定在浮筒底端的浮筒下連接法蘭盤（70）、底部開有中央內螺紋孔的底座（77）、?固定在底座上端的底座上連接法蘭盤（76）、用于和前述中央內螺紋孔相連接的球閥（78）、由奧氏體不銹鋼材料制成的中心管（65）、環形空心浮子（72）以及若干干簧管（67）；其中，所述浮筒（16）的上端封閉，開有供所述中心管（65）穿出的中心孔；在所述浮筒（16）的上、下兩端的側壁上固定有兩根分別與浮筒內部相連通的上連通管（63）和下連通管（68），所述連通管上均帶有連接法蘭盤以及密封膠圈（69）；所述浮筒（16）的側壁沿圓柱母線方向開有一個由透明有機玻璃板密封的液位觀察槽（66），在所述透明有機玻璃板上固定有刻度尺（64）；

中心管上端口（60）上開有與表頭相連接的外螺紋，所述中心管（65）的下端口封閉；在所述中心管（65）的上部和下部分別連接有上限位擋環（61）和下限位擋環（73），所述環形空心浮子（72）套在中心管（65）外，限位于上限位擋環（61）和下限位擋環（73）之間的區域；所述中心管（65）內有一個與其形狀相同的塑料內襯管(79)，在此塑料內襯管中開槽，將若干沿中心管外壁母線方向間隔分布的干簧管(67)固定在所述槽內,所述干簧管的兩個信號線引出端經信號電纜（80）引出至表頭（15）內，作為液位檢測器的檢測數據輸出端；在同一水平位置處，對稱布置一對干簧管，以實現互為備用；在所述中心管（65）的管壁上對稱開有兩個供滾珠限位后上下滑動的定位槽；

所述環形空心浮子（72）的內壁上對稱固定有一對呈方體的釹鐵硼磁鐵（74），在釹鐵硼磁鐵（74）的外側壁上嵌有滾珠（75）；所述環形空心浮子（72）與中心管（65）相配合，以實現環形空心浮子在液體浮力作用下可沿中心管上下滑動；所述環形空心浮子（72）的外壁上有一塊彩色的指示標（71）；

表頭（15）、浮筒（16）與底座（77）以及球閥（78）依次連接；固定好所述環形空心浮子（72）的中心管（65）位于浮筒（16）內；由所述中心管（65）內經過絕緣密封處理后引出的信號電纜（80）被引出至表頭（15）內的接線端子排上；在表頭（15）上開有485總線接口端（18）和1-wire通信接口端（59）；

所述多功能數傳儀（6）包括一個數傳儀殼體（34），在所述數傳儀殼體（34）的外壁上固定有外設接口面板（31）、電源接口（32）和開關（33），在殼體內固定有帶按鍵和顯示框的儀器操作面板(24)、觸摸按鍵模塊（25）、LCD320240CCW型LCD顯示屏（26）、數傳儀主板（27）、IDC20插座（28）、GPRS模塊（29）和充電電池（30）；所述外設接口面板（31）上開有USB接口、RS485接口、以太網接口和繼電器控制信號輸出接口；通過所述USB接口連接有一個USB鍵盤（35）；

所述數傳儀主板（27）上集成有LPC1766ARM單片機、FM31256型存儲器芯片、與前述存儲器相配合的MC306型微機補償晶體振蕩器芯片、JTAG接口電路單元、采用CAT811S芯片的復位電路以及12MH_Z的石英晶體振蕩電路；

其中，前述元件與作為CPU的LPC1766ARM單片機管腳連接關系為，CPU的22號管腳和23號管腳連接所述石英晶體振蕩電路，CPU的49號管腳和48號管腳分別作為FM31256型存儲器芯片的IIC總線時鐘和數據線，所述FM31256型存儲器芯片的10號管腳和11號管腳分別對應連接MC306型微機補償晶體振蕩器芯片的XIN端和XOUT端；CPU的17號管腳連接所述CAT811S芯片的RST端，?CPU的1號管腳、5號管腳和100號管腳分別連接至所述JTAG接口電路單元作為JTAG調試端口；

所述IDC20插座（28）上對應連接有采用RSM485S型芯片的RS485接口電路單元（45）、采用SIPEX3220型芯片的RS232接口電路單元（48）、以ZNE_100T型芯片為主芯片的以太網轉換電路單元（51）、采用ULN2003型驅動芯片的繼電器輸出電路單元（55）和采用LM3526芯片的USB接口電路單元（56）；

其中，前述元件通過所述的IDC20插座（28）與作為CPU的LPC1766ARM單片機管腳連接關系為，

CPU的94號管腳連接SIPEX3220型芯片的SHDN控制端，CPU的98號管腳和99號管腳分別連接至SIPEX3220型芯片的TLIN端和RLOUT端，CPU的29號管腳、30號管腳作為所述USB接口電路單元（56）的USB數據線，CPU的36號管腳為供電檢測管腳，CPU的33號管腳連接到所述LM3526芯片的ENB端，以控制USB總線的電源；

CPU的46號管腳和47號管腳分別連接至ZNE_100T型芯片的TXD端和RXD端，CPU的52號管腳和51號管腳分別連接至ZNE_100T型芯片的CFG端和RST端；

CPU的88號管腳～91號管腳為四路開關量輸出，分別連接所述ULN2003型驅動芯片的對應輸入端，驅動繼電器輸出開關量信號控制所述電動執行器（9）的打開和關閉；

CPU的65號管腳、64號管腳和66號管腳分別為第一路RSM485S型芯片的發送、接收和控制管腳，該485模塊的9號管腳、8號管腳為485總線的A+和B-信號線；CPU的75號管腳、74號管腳和87號管腳分別為第二路485模塊的發送、接收和控制管腳，CPU按照規定的RS485通訊協議，作為主機與從機進行通訊；

所述GPRS模塊（29）與RS232接口電路單元（48）之間采用雙向數據流結構連接；所述RS485接口電路單元（45）、以太網轉換電路單元（51）、繼電器輸出電路單元（55）和USB接口電路單元（56）的信號接口分別連接至外設接口面板（31）上的對應接口端；

所述壓力變送器（4）和溫度變送器（5）的信號輸出端分別連接至所述RS485接口電路單元（45）的壓變信號和溫變信號輸入端。