專利名稱：雙路低功耗超聲波明渠流量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種明渠流量測量儀表。
背景技術(shù)：
目前在使用的明渠流量計(jì)普遍精度不高、功耗大、測量范圍小，而且缺乏 可靠有效的遠(yuǎn)程通信功能。如果是接觸式的明渠流量計(jì)，更會因?yàn)殚L期需要接 觸被測液體而縮短流量計(jì)的使用壽命、降低計(jì)量精度。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有明渠流量計(jì)的以上諸多缺點(diǎn)，提供一種雙 路采集、功耗低、非接觸、測量范圍大、精度高、顯示直觀、采用工業(yè)級遠(yuǎn)程通 信功能可以實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)直接通訊的雙路低功耗超聲波明渠流量計(jì)。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
雙路超聲波明渠流量計(jì)包括兩個(gè)超聲波液位傳感器、信號收發(fā)處理模塊、 中央處理器電路、濾波電路、液晶顯示器、可控電源管理模塊、電源驅(qū)動(dòng)模塊、 CAN總線控制模塊和接口電路，信號收發(fā)處理模塊、濾波電路、液晶顯示器、 電源驅(qū)動(dòng)模塊和CAN總線控制模塊分別與中央處理器電路相連，兩個(gè)超聲波液 位傳感器與信號收發(fā)處理模塊相連，可控電源管理模塊的輸入端與電源驅(qū)動(dòng)模 塊的輸出端相連，可控電源管理模塊的輸出端與兩個(gè)超聲波液位傳感器、CAN 總線控制模塊和接口電路的輸入端相連，CAN總線控制模塊和接口電路相連。
工作原理如下
將超聲波液位傳感器安裝在傳統(tǒng)的巴歇爾槽上，雙路超聲波明渠流量計(jì)通過 接口電路連接外部遠(yuǎn)程管理計(jì)算機(jī)，電源管理控制模塊為各個(gè)模塊供電，利用兩 個(gè)超聲波傳感器測得明渠液位的超聲波信號，超聲波信號經(jīng)信號收發(fā)處理模塊中 的除噪、濾波、AD采樣后進(jìn)入中央處理電路完成數(shù)據(jù)運(yùn)算，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式
《v = 0.3726(3.28/2)1 559，26
6—巴歇爾槽的喉部寬度(m); / —巴歇爾水槽上游側(cè)的測量液位On); qv — 瞬時(shí)流量(m3/h)。
可以計(jì)算出瞬時(shí)流量，進(jìn)而可以得到累計(jì)流量。由液晶顯示器顯示瞬時(shí)流量 與累積流量，中央處理電路通過CAN總線通信模塊與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)完成數(shù)據(jù)通訊 與控制，可以方便實(shí)現(xiàn)與外部遠(yuǎn)程管理計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸，包括瞬時(shí)流量、累積流量、系統(tǒng)工作時(shí)間以及工作狀態(tài)等參數(shù)。
本實(shí)用新型的有益效果是，流量計(jì)不接觸被測液體而準(zhǔn)確計(jì)量明渠流量計(jì)的 流量，實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)直接通訊，且精度高、功耗低、測量范圍大，可直接用 電池驅(qū)動(dòng)，不需要外接電源，整個(gè)裝置方便實(shí)用且能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)前國際和社會有關(guān) "節(jié)能降耗"的目標(biāo)?？蓱?yīng)用于冶金、石油、化工、紡織、造紙、食品加工等工 礦企業(yè)以及污水處理企業(yè)，準(zhǔn)確計(jì)量流經(jīng)明渠污水流量。

圖1是雙路超聲波明渠流量計(jì)的構(gòu)成框圖； 圖2是CAN總線控制模塊實(shí)例； 圖3是可控電源管理模塊實(shí)例。
具體實(shí)施方式

參照圖l，雙路超聲波明渠流量計(jì)包括兩個(gè)超聲波液位傳感器l、信號收發(fā) 處理模塊2、中央處理器電路3、濾波電路4、液晶顯示器5、可控電源管理模 塊6、電源驅(qū)動(dòng)模塊7、 CAN總線控制模塊8和接口電路9，信號收發(fā)處理模塊 2、濾波電路4、液晶顯示器5、電源驅(qū)動(dòng)模塊7和CAN總線控制模塊8分別與 中央處理器電路3相連，兩個(gè)超聲波液位傳感器1與信號收發(fā)處理模塊2相連， 可控電源管理模塊6的輸入端與電源驅(qū)動(dòng)模塊7的輸出端相連，可控電源管理 模塊6的輸出端與兩個(gè)超聲波液位傳感器1、CAN總線控制模塊8和接口電路9 的輸入端相連，CAN總線控制模塊8和接口電路9相連。
接口電路可采用RS485通訊接口 ，方便實(shí)現(xiàn)與外部遠(yuǎn)程管理計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳 輸，包括瞬時(shí)流量、累積流量、系統(tǒng)工作時(shí)間以及工作狀態(tài)等參數(shù)傳輸。CAN總
線控制模塊實(shí)現(xiàn)了超聲波明渠流量計(jì)與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的直接通訊功能。 圖示實(shí)例中，中央處理器電路采用MSP430F413單片機(jī)。 信號收發(fā)處理模塊中的數(shù)據(jù)采集電路可采用AD7705芯片。 CAN總線控制模塊如圖2所示，由SJA1000芯片和TJA1040芯片組成， SJA1000的13、 19腳分別與TJA1040的1、 4腳相連，SJA1000的地址線ADO AD7與MSP430F413的P3.0 P3.7對應(yīng)相連。
圖3所示為電源供電模塊，由12V的DC-DC芯片以及LM317芯片、TPS76933 芯片、TPS6734芯片組成，市電經(jīng)整流、濾波后經(jīng)過12V的DC-DC芯片產(chǎn)生12V 直流電壓，給超聲波液位傳感器供電，12V直流電壓再經(jīng)LM317產(chǎn)生3.3V的電 壓為中央處理器電路及其余組成部件供電，同時(shí)LM317的參考電壓與TPS76933 芯片連接，以實(shí)現(xiàn)市電與電池供電的自動(dòng)切換動(dòng)作，TPS6734為升壓芯片可將電池的3.6V電壓升至12V直流電壓為超聲波液位傳感器供電，實(shí)現(xiàn)電池的供電功 能?？煽仉娫垂芾砟K可以在市電與電池供電間轉(zhuǎn)換，當(dāng)外接市電停掉時(shí)，內(nèi)置 電池可同時(shí)自動(dòng)開始給系統(tǒng)供電，也可只使用電池供電。
權(quán)利要求1、一種雙路超聲波明渠流量計(jì)，其特征在于包括兩個(gè)超聲波液位傳感器(1)、信號收發(fā)處理模塊(2)、中央處理器電路(3)、濾波電路(4)、液晶顯示器(5)、可控電源管理模塊(6)、電源驅(qū)動(dòng)模塊(7)、CAN總線控制模塊(8)和接口電路(9)，信號收發(fā)處理模塊(2)、濾波電路(4)、液晶顯示器(5)、電源驅(qū)動(dòng)模塊(7)和CAN總線控制模塊(8)分別與中央處理器電路(3)相連，兩個(gè)超聲波液位傳感器(1)與信號收發(fā)處理模塊(2)相連，可控電源管理模塊(6)的輸入端與電源驅(qū)動(dòng)模塊(7)的輸出端相連，可控電源管理模塊(6)的輸出端與兩個(gè)超聲波液位傳感器(1)、CAN總線控制模塊(8)和接口電路(9)的輸入端相連，CAN總線控制模塊(8)和接口電路(9)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙路超聲波明渠流量計(jì)，其特征在于中央處理 器電路(3)為MSP430F413單片機(jī)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙路超聲波明渠流量計(jì)，其特征在于CAN總線 控制模塊(8)由SJA1000芯片和TJA1040芯片組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開的雙路低功耗超聲波明渠流量計(jì)，包括兩個(gè)超聲波液位傳感器，連接信號收發(fā)處理模塊、濾波電路、液晶顯示器、電源驅(qū)動(dòng)模塊和CAN總線控制模塊的中央處理器電路以及可控電源管理模塊和與CAN總線控制模塊連接的接口電路，兩個(gè)超聲波液位傳感器與信號收發(fā)處理模塊相連。該流量計(jì)通過接口電路連接外部遠(yuǎn)程管理計(jì)算機(jī)，工作時(shí)不接觸被測液體，能夠準(zhǔn)確計(jì)量明渠流量計(jì)的流量，實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)直接通訊，且精度高、功耗低、測量范圍大，可應(yīng)用于冶金、石油、化工、紡織、造紙、食品加工等工礦企業(yè)以及污水處理企業(yè)。
文檔編號G01F23/296GK201402164SQ20092011778
公開日2010年2月10日 申請日期2009年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月16日
發(fā)明者楊松迎, 梁國偉, 趙偉國, 黃震威 申請人:中國計(jì)量學(xué)院