[實(shí)用新型]超聲波熱量表

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201521029392.0
• 申請(qǐng)日: 2015-12-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN205300810U
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張慧娟;蔣羅庚;謝阿林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖南威銘能源科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01K17/10
• 分類(lèi)號(hào): G01K17/10
• 代理公司: 長(zhǎng)沙永星專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 43001
• 代理人: 周詠;米中業(yè)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于計(jì)量領(lǐng)域，具體涉及一種超聲波熱量表。

背景技術(shù)

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的提高，供暖/供熱系統(tǒng)已經(jīng)逐步成為人們的必備選擇之一。

超聲波熱量表是供暖/供熱系統(tǒng)的核心部件之一，超聲波熱量表的計(jì)量是否準(zhǔn)確直接影響到供熱/供暖系統(tǒng)的收費(fèi)是否準(zhǔn)確合理。目前超聲波熱量表主要由流量傳感器、配對(duì)溫度傳感器和計(jì)算器所組成，通過(guò)對(duì)流過(guò)超聲波熱量表的水溫的溫差和熱水的流量對(duì)熱量進(jìn)行計(jì)量。因此超聲波熱量表的核心是流量的測(cè)量和溫度的測(cè)量。目前超聲波熱量表的流量測(cè)量大多采用傳統(tǒng)的葉輪式的流量測(cè)量技術(shù)，該技術(shù)壓損大、測(cè)量精度容易受水中雜質(zhì)影響，而且葉輪易磨損、使用壽命短；而溫度測(cè)量大多采用常規(guī)的溫度測(cè)量方法，精度較低，而精度一旦提高，則其所需要的高精度A/D轉(zhuǎn)換器帶來(lái)了巨大的成本的增加。隨著行業(yè)的發(fā)展，超聲波熱量表的精度要求越來(lái)越高，而成本要求也越來(lái)越低，因此現(xiàn)有的超聲波熱量表已經(jīng)開(kāi)始無(wú)法滿足現(xiàn)代計(jì)量行業(yè)的需求。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種計(jì)量準(zhǔn)確、成本低廉、易于實(shí)施的超聲波熱量表。

本實(shí)用新型提供的這種超聲波熱量表，包括微處理器、電源模塊、溫度檢測(cè)模塊和流量檢測(cè)模塊；溫度檢測(cè)模塊包括鉑熱電阻測(cè)量電路、入水口溫度傳感器和出水口溫度傳感器；流量檢測(cè)模塊包括超聲波流量傳感器和超聲波時(shí)差測(cè)量電路，其特征在于鉑熱電阻測(cè)量電路包括依次連接的計(jì)時(shí)電路和觸發(fā)器電路，計(jì)時(shí)電路和入水口溫度傳感器、出水口溫度傳感器連接，用于時(shí)間的測(cè)量和溫度傳感器的測(cè)溫，觸發(fā)器電路用于計(jì)時(shí)電路的觸發(fā)。

所述的超聲波熱量表還包括和微處理器連接存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)計(jì)量的數(shù)據(jù)。

所述的超聲波熱量表還包括和微處理器LCD顯示模塊，用于顯示超聲波熱量表的計(jì)量數(shù)據(jù)，也用于對(duì)超聲波熱量表進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。

所述的超聲波流量傳感器包括和模擬多路開(kāi)關(guān)連接的第一超聲波換能器和第二超聲波換能器，用于在水中發(fā)射和接收超聲波，從而測(cè)量熱水的流量。

所述的超聲波時(shí)差測(cè)量電路包括型號(hào)為74HC4053的模擬多路開(kāi)關(guān)、型號(hào)為T(mén)DC_GP2的計(jì)時(shí)芯片和型號(hào)為L(zhǎng)MV761的比較器；模擬多路開(kāi)關(guān)用于連接超聲波流量傳感器并控制超聲波流量傳感器進(jìn)行測(cè)量；比較器可以設(shè)置一個(gè)閾值電壓，當(dāng)接收信號(hào)幅值高于閾值時(shí)即產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的電平信號(hào)控制計(jì)時(shí)芯片的計(jì)時(shí)單元停止計(jì)時(shí)。

所述的流量傳感器的第一超聲波換能器的數(shù)據(jù)負(fù)引腳直接與地相連，數(shù)據(jù)正引腳與模擬多路開(kāi)關(guān)的1Y1腳、2Y0腳、3Y1腳同時(shí)相連；第二超聲波換能器的數(shù)據(jù)負(fù)引腳直接與地相連，數(shù)據(jù)正引腳FIREB與模擬多路開(kāi)關(guān)的1Y0腳、2Y1腳、3Y0腳同時(shí)相連；微處理器的第一輸入/輸出端口分別與模擬多路開(kāi)關(guān)的S1腳、S2腳和S3腳相連；模擬多路開(kāi)關(guān)的3Z腳直接接地；模擬多路開(kāi)關(guān)的1Z腳和2Z腳相連后，通過(guò)電阻和第一二極管再與計(jì)時(shí)芯片相連。微處理器PWM功能輸入/輸出引腳通過(guò)電容和第二二極管后與模擬多路開(kāi)關(guān)連接；微處理器的第二輸入/輸出引腳提供一個(gè)矩形脈沖，通過(guò)充電電容為模擬多路開(kāi)關(guān)提供電源；微處理器第三輸入/輸出引腳與比較器直接相連并控制比較器的工作；微處理器通過(guò)計(jì)時(shí)芯片的CLK32IN引腳為計(jì)時(shí)芯片提供標(biāo)準(zhǔn)低頻信號(hào)，計(jì)時(shí)芯片通過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)低頻信號(hào)對(duì)計(jì)時(shí)芯片外接的標(biāo)準(zhǔn)晶振信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)。

所述的計(jì)時(shí)器電路和觸發(fā)器電路包括計(jì)時(shí)芯片、施密特觸發(fā)器、充放電電容、第一低溫漂精密電阻、第二低溫漂精密電阻；施密特觸發(fā)器用于電容充放電過(guò)程中電壓閥值控制；計(jì)時(shí)芯片用于電容放電時(shí)間的測(cè)量和鉑熱電阻的計(jì)算。計(jì)時(shí)芯片有4個(gè)測(cè)量端口，分別為PT1、PT2、PT3、PT4；第一低溫漂精密電阻和第二低溫漂精密電阻的一端分別與計(jì)時(shí)芯片的測(cè)量端口相連，另一端與充放電電容相連；入水口溫度傳感器和出水口溫度傳感器的輸出信號(hào)分別一端與計(jì)時(shí)芯片的測(cè)量端口相連，另一端與充放電電容相連。

本實(shí)用新型通過(guò)時(shí)差法計(jì)量，采用高精度的計(jì)時(shí)芯片、模擬多路開(kāi)關(guān)和比較器，精確的測(cè)量出超聲波在水中的順流和逆流傳播時(shí)間差并轉(zhuǎn)換成水的流量，同時(shí)采用高精度的計(jì)時(shí)芯片和施密特觸發(fā)器，精確的測(cè)量出鉑熱電阻的放電時(shí)間并轉(zhuǎn)化為該溫度下的鉑熱電阻值，進(jìn)而測(cè)量通過(guò)超聲波熱量表的入水口和出水口的溫度，從而根據(jù)出入水口水溫差和流量進(jìn)行熱量的計(jì)量；本實(shí)用新型采用新型電路設(shè)計(jì)和芯片選型，在現(xiàn)有熱量計(jì)量電路的基礎(chǔ)上進(jìn)行電路改進(jìn)和升級(jí)，使得測(cè)量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，而且成本更低，電路簡(jiǎn)單且易于實(shí)施；利用本實(shí)用新型的超聲波熱量表制成的熱量表，計(jì)量更加準(zhǔn)確，成本更低。

附圖說(shuō)明