[實用新型]智能金屬管浮子流量計

有效

• 申請號: 201320083370.7
• 申請日: 2013-02-25
• 公開（公告）號: CN203132606U
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 林波
• 申請（專利權）人: 江蘇華海測控技術有限公司
• 主分類號: G01F1/52
• 分類號: G01F1/52
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標事務所 32110
• 代理人: 韓曉斌

技術領域

本實用新型涉及流量計，具體涉及工業自動化儀表領域的智能金屬管浮子流量計。

背景技術

金屬管浮子流量計浮子位移高度與流量大小存在對應函數關系，即浮子位移高度代表流量的大小，浮子位移高度由浮子內部磁鐵通過磁耦合機構傳輸到外部的指示器，從而指示此時的流量值。此種方法需要通過機械傳動機構來實現，傳動機構結構復雜，存在機械摩擦力、測量精度不高、容易產生讀數誤差、無法實現智能化的遠傳及控制。

發明內容

本實用新型的目的在于：提供一種智能金屬管浮子流量計，該流量計的電路結構簡單，實現智能化遠傳及控制功能，測量精度高，讀數方便。

本實用新型的技術解決方案是：該流量計電路包括濾波電路、電源電路、復位電路、位移傳感器電路、電壓基準電路、鍵盤電路、控制報警電路、LCD顯示電路、4-20mA電流輸出電路和主控單片機電路，在主控單片機電路上依電回路方式連接濾波電路、電源電路、復位電路、位移傳感器電路、電壓基準電路、鍵盤電路、控制報警電路、LCD顯示電路和4-20mA電流輸出電路，整體構成流量計電路。

工作時，由外部供電電源經過濾波電路消除電源上的干擾信號，得到穩定的電源電壓；濾波后的電源電壓經過電源電路進行電壓變換，變換成各部分電路需要的電壓，為整個系統提供穩定可靠的電源；復位電路為單片機提供可靠的復位信號；電壓基準電路為傳感器電路提供穩定的電源，并為AD、DA模塊工作提供基準電壓；鍵盤電路配合LCD顯示可以很方便的實現流量標定功能、控制報警參數設置；控制報警電路根據設置的控制報警參數實現智能控制與報警功能；LCD顯示電路實現現場流量顯示、參數設置、標定等人機界面；4-20mA電流輸出電路實現流量信號的遠傳功能；單片機電路實現整個系統協調、運算、控制、顯示等一些智能化操作，是整個系統的控制中心；位移傳感器將浮子的位移信號轉換成電信號送給單片機內部集成的PGA模塊，實現程控放大后送給AD模塊，最后經單片機運算得到對應的流量，并送LCD進行顯示，送內部DA模塊換算成對應電壓輸出給4-20mA電流輸出電路，實現4-20mA遠傳。

本實用新型的優點是：1、該流量計電路設計簡單，主控采用TI公司的16位單片機MSP430F4250，其內部集成PGA程控放大器、AD模數轉換模塊、DA數模轉換模塊等，省去了外部復雜的電路，節省了成本，提高了測量精度和系統穩定性；2、4-20mA輸出電路實現流量數據遠傳功能；控制報警電路根據流量數據進行控制報警；采用位移傳感器將浮子位移轉換成電信號，配合PGA程控放大器、AD模數轉換模塊和單片機去掉了磁耦合機構，實現了智能一體化測量與顯示功能。

附圖說明

圖1為本實用新型原理框圖。

圖2為本實用新型濾波電路示意圖。

圖3為本實用新型電源電路示意圖。

圖4為本實用新型復位電路示意圖。

圖5為本實用新型4-20mA電流輸出電路示意圖。

圖6為本實用新型位移傳感器電路示意圖。

圖7為本實用新型LCD顯示電路示意圖。

圖8為本實用新型主控單片機電路示意圖。

圖9為本實用新型鍵盤電路示意圖。

圖10為本實用新型電壓基準電路示意圖。

圖11為本實用新型控制報警電路示意圖。

具體實施方式

結合圖1～圖11詳細說明本實用新型的具體實施方式；該流量計電路包括濾波電路1、電源電路2、復位電路3、位移傳感器電路4、電壓基準電路5、鍵盤電路6、控制報警電路7、LCD顯示電路8、4-20mA電流輸出電路9和主控單片機電路10，在主控單片機電路10上依電回路方式連接濾波電路1、電源電路2、復位電路3、位移傳感器電路4、電壓基準電路5、鍵盤電路6、控制報警電路7、LCD顯示電路8和4-20mA電流輸出電路9，整體構成流量計電路。

濾波電路見圖2，主要對外部供電進行濾波處理，流量計工作環境非常復雜電源上會存在很多干擾信號?、浪涌電壓等，濾波電路濾除這些干擾信號吸收浪涌電壓，給整個流量計系統可靠工作提供了保障；電源電路見圖3，采用LM317構成恒流源，然后通過TL431穩壓成需要的工作電壓，采用恒流源設計的好處是提高4～20mA遠傳電流的穩定性，不會因為元器件功耗變化造成4～20mA電流不穩定；復位電路見圖4，給主控單片機提供上電復位信號，采用RC阻容復位電路電路簡潔可靠；4-20mA電流輸出電路見圖5，實現電壓到4～20mA電流的變換，該電路結構簡單使用元器件少，采用運放組成線性很好的電流輸出電路，具有防自激等保護功能可以可靠實現4～20mA電流遠傳；位移傳感器電路見圖6，位移傳感器直接將浮子位移轉換成電信號送給主控單片機內部PGA程控放大器模塊，省去了復雜的放大電路和AD數模轉換電路節約了成本，提高了系統可靠性和測量精度；LCD顯示電路見圖7,采用段式液晶模塊LCM141實現流量顯示功能，接口簡單編程方便，讀數直觀；主控單片機電路見圖8，采用TI公司的16位單片機MSP430F4250，其內部集成PGA程控放大器、AD模數轉換模塊、DA數模轉換模塊等，省去了外部復雜的電路節省了成本，提高了測量精度和系統穩定性，MSP430F4250內部具有信息存儲FLASH可以用于設置參數和標定數據保存省去外部EEPROM，MSP430F4250超低功耗特點為控制整個系統功耗和實現4～20mA遠傳提供條件；鍵盤電路見圖9，采用3個按鍵設計具有硬件消抖功能，通過3個按鍵簡單組合的實現了人機交流；電壓基準電路見圖10，采用TI低功耗低溫飄的LM285，給位移傳感器供電，為AD模塊和DA模塊提供基準，提高了電路的穩定性；控制報警電路見圖11，采用MOS管組成的控制報警電路，外接電路根據主控CPU設置參數提供報警控制信號，實現報警控制功能。