一種多參數(shù)超聲波流體測(cè)試儀及其使用方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種多參數(shù)超聲波流體測(cè)試儀及其使用方法，包括：MSP430單片機(jī)、終端傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、超聲波探頭、超聲處理電路、存儲(chǔ)器、報(bào)警輸出電路、數(shù)據(jù)輸出電路、網(wǎng)關(guān)、云端數(shù)據(jù)庫(kù)；終端傳感器通過(guò)接口線纜將感知信息接入信號(hào)調(diào)理電路，超聲波探頭通過(guò)接口線纜將差分信號(hào)接入超聲處理電路，信號(hào)調(diào)理電路、超聲處理電路、存儲(chǔ)器、報(bào)警輸出電路、數(shù)據(jù)輸出電路分別接入MSP430單片機(jī)，數(shù)據(jù)輸出電路以有線／無(wú)線方式與網(wǎng)關(guān)相連，網(wǎng)關(guān)通過(guò)以太網(wǎng)連接到云端數(shù)據(jù)庫(kù)；本發(fā)明專(zhuān)利具有監(jiān)測(cè)管道安全，操作簡(jiǎn)單、施工方便、規(guī)?？刂啤⑦\(yùn)營(yíng)成本低等優(yōu)點(diǎn)，在節(jié)能系統(tǒng)和公共設(shè)施中具有極大的推廣價(jià)值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種多參數(shù)超聲波流體測(cè)試儀及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種流體測(cè)試儀，特別涉及一種多參數(shù)超聲波流體測(cè)試儀及其使用方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展，人類(lèi)面臨日益惡化的環(huán)境，能源的日益緊缺使得節(jié)約變得愈加重要。在日常生活中，流體能源占了很大部分，比如水，油，蒸汽(熱能)，天然氣等等。能源的安全和無(wú)損傳輸是個(gè)很復(fù)雜的話題，需要同時(shí)監(jiān)測(cè)其流量，瞬時(shí)流量，壓力，液位，水質(zhì)等，才能快速定位問(wèn)題。
[0003]目前，針對(duì)流體的監(jiān)測(cè)，傳統(tǒng)方法多采用葉輪管段和插入式來(lái)監(jiān)測(cè)其流量，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，且很多時(shí)候無(wú)法關(guān)斷來(lái)施工；隨著超聲波技術(shù)的發(fā)展，采用外加式的超聲波傳感器解決了施工的難題，但無(wú)法解決遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的問(wèn)題。如果要同時(shí)監(jiān)測(cè)管道壓力，需安裝壓力傳感器；要保證表井滲漏的安全，需專(zhuān)門(mén)安裝液位傳感器等等；多種傳感器的電壓，傳輸方式的不一致，使得同一時(shí)間同一地點(diǎn)監(jiān)測(cè)管網(wǎng)要安裝多種傳感器，管網(wǎng)安全變得非常復(fù)雜，成本也非常高。
[0004]一旦管網(wǎng)發(fā)生問(wèn)題，對(duì)于快速定位問(wèn)題，之前的數(shù)據(jù)就變得非常重要。而目前所有專(zhuān)門(mén)的測(cè)試儀都無(wú)法實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和聯(lián)動(dòng)分析。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0005]本發(fā)明是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中缺陷，提供了一種多參數(shù)超聲波流體測(cè)試儀及其使用方法。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]一種多參數(shù)超聲波流體測(cè)試儀，包括:MSP430單片機(jī)、終端傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、超聲波探頭、超聲處理電路、存儲(chǔ)器、報(bào)警輸出電路、數(shù)據(jù)輸出電路、網(wǎng)關(guān)、云端數(shù)據(jù)庫(kù)；終端傳感器通過(guò)接口線纜將感知信息接入信號(hào)調(diào)理電路，超聲波探頭通過(guò)接口線纜將差分信號(hào)接入超聲處理電路，信號(hào)調(diào)理電路、超聲處理電路、存儲(chǔ)器、報(bào)警輸出電路、數(shù)據(jù)輸出電路分別接入MSP430單片機(jī)，數(shù)據(jù)輸出電路以有線/無(wú)線方式與網(wǎng)關(guān)相連，網(wǎng)關(guān)通過(guò)以太網(wǎng)連接到云端數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0008]上述技術(shù)方案中，終端傳感器包括液位傳感器、壓力傳感器、水質(zhì)傳感器、溫度傳感器。
[0009]上述技術(shù)方案中，液位傳感器將開(kāi)關(guān)信號(hào)接入信號(hào)調(diào)理電路，壓力傳感器將電流信號(hào)接入信號(hào)調(diào)理電路，水質(zhì)傳感器將電壓信號(hào)接入信號(hào)調(diào)理電路，溫度傳感器將電阻信號(hào)接入信號(hào)調(diào)理電路。
[0010]一種多參數(shù)超聲波流體測(cè)試儀的使用方法，包括以下步驟:
[0011]第一步:終端傳感器采集管道的壓力、溫度、液位、水質(zhì)參量，終端傳感器通過(guò)接口線纜將感知信息接入信號(hào)調(diào)理電路，信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行信號(hào)調(diào)理；超聲波探頭采集流量、流速參量，超聲波探頭通過(guò)接口線纜將感知信息接入超聲處理電路，超聲處理電路進(jìn)行信號(hào)處理；
[0012]第二步:MSP430單片機(jī)對(duì)信號(hào)調(diào)理電路、超聲處理電路處理后的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)判讀，協(xié)議分析與轉(zhuǎn)換，同時(shí)和預(yù)置閥值進(jìn)行對(duì)比，如超出預(yù)置閥值，則通過(guò)報(bào)警輸出電路發(fā)出警報(bào)，MSP430單片機(jī)將處理后的信號(hào)存儲(chǔ)至存儲(chǔ)器內(nèi)；
[0013]第三步:數(shù)據(jù)輸出電路將MSP430單片機(jī)處理后的信號(hào)以有線/無(wú)線方式傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)，進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送到云端數(shù)據(jù)庫(kù)；
[0014]第四步:基于云端數(shù)據(jù)庫(kù)，任何一個(gè)已授權(quán)的管理者通過(guò)任一臺(tái)連接局域網(wǎng)的PC機(jī)，可對(duì)轄區(qū)內(nèi)的管道狀態(tài)進(jìn)行在線的監(jiān)測(cè)和分析，以便及時(shí)進(jìn)行處理。
[0015]上述技術(shù)方案中，數(shù)據(jù)輸出電路有線方式采用USB、串口、以太網(wǎng)，無(wú)線方式采用
2.4G或433M無(wú)線射頻信號(hào)。
[0016]上述技術(shù)方案中，數(shù)據(jù)輸出電路中有線/無(wú)線通信采用令牌環(huán)。
[0017]上述技術(shù)方案中，存儲(chǔ)器至少存儲(chǔ)6個(gè)月的數(shù)據(jù)。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0019]I)配置有多種終端傳感器，以及超聲波探頭，可以同時(shí)采集管道內(nèi)的流量、流速、壓力、溫度、液位多種參量，終端傳感器、超聲波探頭實(shí)時(shí)傳輸，使得管網(wǎng)故障非常迅速的被推送到管理者面前，提高了服務(wù)質(zhì)量，縮短了定位時(shí)間，最大程度的保證了管網(wǎng)安全。
[0020]2)采用MSP430單片機(jī)，高性能的單片機(jī)預(yù)留多種接口，可以非常方便的接入其他的傳感器，輕松實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。
[0021]3)網(wǎng)關(guān)使得系統(tǒng)擴(kuò)展變得便捷，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)大量設(shè)備的集中管控，節(jié)省了大量的人力成本。
[0022]4)用戶操作簡(jiǎn)單，只需要在任意地方連入Internet，登陸界面，輸入身份認(rèn)證信息便可完成操作，不需要特殊的設(shè)備，也不需要安裝特殊的軟件，操作簡(jiǎn)單，易于掌握。
[0023]5)采用有線/無(wú)線通信采用令牌環(huán)，保證的通信的可靠性。
[0024]6)施工簡(jiǎn)單，無(wú)需破管，不停水，在很多特殊場(chǎng)合非常實(shí)用。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0025]圖1為本發(fā)明一種多參數(shù)超聲波流體測(cè)試儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明一種多參數(shù)超聲波流體測(cè)試儀的工作流程圖。
[0027]圖中，1-MSP430單片機(jī)、2_終端傳感器、3_信號(hào)調(diào)理電路、4_超聲波探頭、5_超聲處理電路、6-存儲(chǔ)器、7-報(bào)警輸出電路、8-數(shù)據(jù)輸出電路、9-網(wǎng)關(guān)、10-云端數(shù)據(jù)庫(kù)。
【具體實(shí)施方式】:
[0028]如圖所示，根據(jù)本發(fā)明的一種多參數(shù)超聲波流體測(cè)試儀，包括:MSP430單片機(jī)1、終端傳感器2、信號(hào)調(diào)理電路3、超聲波探頭4、超聲處理電路5、存儲(chǔ)器6、報(bào)警輸出電路7、數(shù)據(jù)輸出電路8、網(wǎng)關(guān)9、云端數(shù)據(jù)庫(kù)10 ;終端傳感器2通過(guò)接口線纜將感知信息接入信號(hào)調(diào)理電路3，超聲波探頭4通過(guò)接口線纜將差分信號(hào)接入超聲處理電路5，信號(hào)調(diào)理電路3、超聲處理電路5、存儲(chǔ)器6、報(bào)警輸出電路7、數(shù)據(jù)輸出電路8分別接入MSP430單片機(jī)1，數(shù)據(jù)輸出電路8以有線/無(wú)線方式與網(wǎng)關(guān)9相連，網(wǎng)關(guān)9通過(guò)以太網(wǎng)連接到云端數(shù)據(jù)庫(kù)10。[0029]一種多參數(shù)超聲波流體測(cè)試儀的使用方法，包括以下步驟:
[0030]第一步:液位傳感器、壓力傳感器、水質(zhì)傳感器、溫度傳感器分別采集管道的液位、壓力、水質(zhì)、溫度參量，液位傳感器、壓力傳感器、水質(zhì)傳感器、溫度傳感器分別通過(guò)接口線纜將液位、壓力、水質(zhì)、溫度參量接入信號(hào)調(diào)理電路3，信號(hào)調(diào)理電路3進(jìn)行信號(hào)調(diào)理；超聲波探頭4采集流量、流速參量，一個(gè)超聲波探頭4發(fā)射信號(hào)穿過(guò)管壁、介質(zhì)、另一側(cè)管壁后，被另一個(gè)超聲波探頭4接收到，同時(shí),第二個(gè)超聲波探頭4同樣發(fā)射信號(hào)被第一個(gè)超聲波探頭4接收到，由于受到介質(zhì)流速的影響，二者存在時(shí)間差A(yù)t，根據(jù)推算可以得出流速V和時(shí)間差A(yù)t之間的換算關(guān)系V= (C2 / 2L) X At，進(jìn)而可以得到流量值Q，超聲波探頭4通過(guò)接口線纜將感知信息接入超聲處理電路5，超聲處理電路5進(jìn)行信號(hào)處理；
[0031]第二步:MSP430單片機(jī)I對(duì)信號(hào)調(diào)理電路3、超聲處理電路5處理后的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)判讀，協(xié)議分析與轉(zhuǎn)換，同時(shí)和預(yù)置閥值進(jìn)行對(duì)比，如超出預(yù)置閥值，則通過(guò)報(bào)警輸出電路7發(fā)出警報(bào)，MSP430單片機(jī)I將處理后的信號(hào)存儲(chǔ)至存儲(chǔ)器6內(nèi)；
[0032]第三步:數(shù)據(jù)輸出電路8將MSP430單片機(jī)I處理后的信號(hào)由串口通過(guò)屏蔽雙絞線傳輸或者由2.4G / 433M無(wú)線射頻信號(hào)傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)9，進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送到云端數(shù)據(jù)庫(kù)10 ；
[0033]第四步:基于云端數(shù)據(jù)庫(kù)10，任何一個(gè)已授權(quán)的管理者通過(guò)任一臺(tái)連接局域網(wǎng)的PC機(jī)，可對(duì)轄區(qū)內(nèi)的管道狀態(tài)進(jìn)行在線的監(jiān)測(cè)和分析，以便及時(shí)進(jìn)行處理。
[0034]該一種多參數(shù)超聲波流體測(cè)試儀及其使用方法具有安全、快捷、運(yùn)營(yíng)成本低、管理方便、用戶操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，尤其便于在大量存在的水表等管道能耗設(shè)備的統(tǒng)計(jì)監(jiān)管，節(jié)省了人力成本和能源，在高校和公共設(shè)施的節(jié)能管理中具有極大的推廣價(jià)值。
[0035]以上公開(kāi)的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但是，本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種多參數(shù)超聲波流體測(cè)試儀，其特征在于:包括，MSP430單片機(jī)、終端傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、超聲波探頭、超聲處理電路、存儲(chǔ)器、報(bào)警輸出電路、數(shù)據(jù)輸出電路、網(wǎng)關(guān)、云端數(shù)據(jù)庫(kù)；終端傳感器通過(guò)接口線纜將感知信息接入信號(hào)調(diào)理電路，超聲波探頭通過(guò)接口線纜將差分信號(hào)接入超聲處理電路，信號(hào)調(diào)理電路、超聲處理電路、存儲(chǔ)器、報(bào)警輸出電路、數(shù)據(jù)輸出電路分別接入MSP430單片機(jī)，數(shù)據(jù)輸出電路以有線/無(wú)線方式與網(wǎng)關(guān)相連，網(wǎng)關(guān)通過(guò)以太網(wǎng)連接到云端數(shù)據(jù)庫(kù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多參數(shù)超聲波流體測(cè)試儀，其特征在于:所述終端傳感器包括液位傳感器、壓力傳感器、水質(zhì)傳感器、溫度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多參數(shù)超聲波流體測(cè)試儀，其特征在于:所述液位傳感器將開(kāi)關(guān)信號(hào)接入信號(hào)調(diào)理電路，壓力傳感器將電流信號(hào)接入信號(hào)調(diào)理電路，水質(zhì)傳感器將電壓信號(hào)接入信號(hào)調(diào)理電路，溫度傳感器將電阻信號(hào)接入信號(hào)調(diào)理電路。
4.一種多參數(shù)超聲波流體測(cè)試儀的使用方法，包括以下步驟: 第一步:終端傳感器采集管道的壓力、溫度、液位、水質(zhì)參量，終端傳感器通過(guò)接口線纜將感知信息接入信號(hào)調(diào)理電路，信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行信號(hào)調(diào)理；超聲波探頭采集流量、流速參量，超聲波探頭通過(guò)接口線纜將感知信息接入超聲處理電路，超聲處理電路進(jìn)行信號(hào)處理； 第二步:MSP430單片機(jī)對(duì)信號(hào)調(diào)理電路、超聲處理電路處理后的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)判讀，協(xié)議分析與轉(zhuǎn)換，同時(shí)和預(yù)置閥值進(jìn)行對(duì)比，如超出預(yù)置閥值，則通過(guò)報(bào)警輸出電路發(fā)出警報(bào)，MSP430單片機(jī)將處理后的信號(hào)存儲(chǔ)至存儲(chǔ)器內(nèi)； 第三步:數(shù)據(jù)輸出電路將MSP430單片機(jī)處理后的信號(hào)以有線/無(wú)線方式傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)，進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送到云端數(shù)據(jù)庫(kù)； 第四步:基于云端數(shù)據(jù)庫(kù)，任何一個(gè)已授權(quán)的管理者通過(guò)任一臺(tái)連接局域網(wǎng)的PC機(jī)，可對(duì)轄區(qū)內(nèi)的管道狀態(tài)進(jìn)行在線的監(jiān)測(cè)和分析，以便及時(shí)進(jìn)行處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多參數(shù)超聲波流體測(cè)試儀的使用方法，其特征在于:所述數(shù)據(jù)輸出電路有線方式采用USB、串口、以太網(wǎng)，無(wú)線方式采用2.4G或433M無(wú)線射頻信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多參數(shù)超聲波流體測(cè)試儀的使用方法，其特征在于:所述數(shù)據(jù)輸出電路中有線/無(wú)線通信采用令牌環(huán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多參數(shù)超聲波流體測(cè)試儀的使用方法，其特征在于:所述存儲(chǔ)器至少存儲(chǔ)6個(gè)月的數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】G01D21/02GK103575330SQ201310468777
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月9日
【發(fā)明者】邵偉恩 申請(qǐng)人:無(wú)錫銳泰節(jié)能系統(tǒng)科學(xué)有限公司