基于m-bus總線的礦用超聲流速傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于M-BUS總線的礦用超聲流速傳感器，包括控制器、時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器、上位機、發(fā)射換能器和接受換能器，所述發(fā)射換能器和接受換能器分別位于管道兩側(cè)，上位機、時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器均與控制器連接，發(fā)射換能器和接受換能器均與時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接，所述控制器通過M-BUS總線與上位機進(jìn)行通信。本實用新型的有益效果是：所述控制器通過M-BUS總線與上位機進(jìn)行通信，傳輸速度快，有效避免了井下其他信號的干擾，同時，上位機發(fā)送指令，控制器將數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時顯示，方便用戶調(diào)用和信息查詢，并對其進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，更加智能化且精度高。
【專利說明】
基于M-BUS總線的礦用超聲流速傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及信息處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于M-BUS總線的礦用超聲流速傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，超聲流速傳感器多數(shù)是用噪聲法、相關(guān)法和波束偏移法。噪聲法的工作原理是根據(jù)管道內(nèi)流體流速與流動時產(chǎn)生的噪聲關(guān)系，再通過檢測流體流動時的噪聲最終得出流體流速以及流量信息，這種方法測量誤差比較大，準(zhǔn)確度較低。相關(guān)法是利用傳感器檢測到管道內(nèi)流動的流體以一定的速度產(chǎn)生的擾動，利用電子電路技術(shù)測量出流體的流速以及流量信息，但是它設(shè)計線路比較復(fù)雜，價格較高，不利于推廣。波束偏移法是聲波波束隨著流體速度的改變會對傳播方向上造成一定的偏移，通過所測得的偏移量計算出相對應(yīng)的流體流速值，適用于高速的流體，對于低速流體，靈敏度不高，誤差也比較大。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于M-BUS總線的礦用超聲流速傳感器。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案:
[0005]基于M-BUS總線的礦用超聲流速傳感器，包括控制器、時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器、上位機、發(fā)射換能器和接受換能器，所述發(fā)射換能器和接受換能器分別位于管道兩側(cè)，上位機、時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器均與控制器連接，發(fā)射換能器和接受換能器均與時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接，所述控制器通過M-BUS總線與上位機進(jìn)行通信。
[0006]優(yōu)選的，所述基于M-BUS總線的礦用超聲流速傳感器還包括收發(fā)換能器切換電路，且發(fā)射換能器和接受換能器均與收發(fā)換能器切換電路連接，收發(fā)換能器切換電路與時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接。
[0007]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述基于M-BUS總線的礦用超聲流速傳感器還包括驅(qū)動電路和信號處理電路，所述驅(qū)動電路輸入端和輸出端分別與時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接，所述信號處理電路的輸入端和輸出端分別與收發(fā)換能器切換電路連接。
[0008]優(yōu)選的，所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器采用TDC-GP22芯片。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器通過四線SPI接口與控制器進(jìn)行通信。
[0010]優(yōu)選的，所述控制器采用32位ARM處理器。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述基于M-BUS總線的礦用超聲流速傳感器還包括LCD顯示模塊和輸入模塊，LCD顯示模塊、輸入模塊均與控制器連接。通過設(shè)置LCD顯示模塊，可將流速數(shù)值、管道的直徑，長度進(jìn)行實時顯示;通過設(shè)置輸入模塊，可以通過輸入模塊實現(xiàn)整個系統(tǒng)的開啟或者關(guān)閉。
[0012]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述輸入模塊為鍵盤。通過使用鍵盤，可以將超聲波流速數(shù)值進(jìn)行實時顯示，且使用者可通過按鍵進(jìn)行控制器的開啟后者關(guān)閉。
[0013]本實用新型的有益效果是:
[0014]1.所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器采用TDC-GP22芯片，可以精確地測量低速流體逆流和順流時間，誤差非常小，同時，控制器采用32位ARM處理器，運行速度快；
[0015]2.所述控制器通過M-BUS總線與上位機進(jìn)行通信，傳輸速度快，有效避免了井下其他信號的干擾，同時，上位機發(fā)送指令，控制器將數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時顯示，方便用戶調(diào)用和信息查詢，并對其進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，更加智能化，數(shù)據(jù)傳輸?shù)木容^高。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0017]圖2是本實用新型中控制器與傳感器的模塊示意圖；
[0018]其中，1.發(fā)射換能器，2.管道，3.接收換能器，4.時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，5.控制器，6.上位機，7.M-BUS總線。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0020]如圖1和圖2所示，基于M-BUS總線的礦用超聲流速傳感器，包括控制器5、時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器4、上位機6、發(fā)射換能器I和接受換能器3，所述發(fā)射換能器I和接受換能器3分別位于管道2兩側(cè)，上位機6、時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器4均與控制器5連接，發(fā)射換能器I和接受換能器3均與時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器4連接;控制器通過M-BUS總線7與上位機進(jìn)行通信，傳輸速度快，有效的避免了井下其他信號的干擾。
[0021 ]優(yōu)選的，所述基于M-BUS總線的礦用超聲流速傳感器還包括收發(fā)換能器切換電路，且發(fā)射換能器I和接受換能器3均與收發(fā)換能器切換電路連接，收發(fā)換能器切換電路與時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器4連接。通過收發(fā)換能器切換電路10將發(fā)射換能器I和接受換能器3進(jìn)行切換，利用同樣的方法得到聲波逆流傳播時所用時間，利用時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器4計算出聲波順流和逆流傳播的差值，獲取超聲波流速，并傳輸至控制器。
[0022]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述基于M-BUS總線的礦用超聲流速傳感器還包括驅(qū)動電路和信號處理電路，所述驅(qū)動電路輸入端和輸出端分別與時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器4連接，所述信號處理電路的輸入端和輸出端分別與收發(fā)換能器切換電路連接。
[0023]優(yōu)選的，所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器4采用TDC-GP22芯片。通過采用TDC-GP22芯片，可以精確地測量流體逆流和順流時間，誤差非常小。
[0024]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器4通過四線SPI接口與控制器進(jìn)行通信。
[0025]優(yōu)選的，所述控制器5采用32位ARM處理器。
[0026]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述基于M-BUS總線的礦用超聲流速傳感器還包括LCD顯示模塊和輸入模塊，LCD顯示模塊、輸入模塊均與控制器5連接。通過設(shè)置LCD顯示模塊，可將流速數(shù)值、管道的直徑，長度進(jìn)行實時顯示;通過設(shè)置輸入模塊，用戶可以通過輸入模塊實現(xiàn)整個系統(tǒng)的開啟或者關(guān)閉。
[0027]優(yōu)選的，所述輸入模塊為鍵盤。用戶通過鍵盤控制控制器5對超聲波流速數(shù)值進(jìn)行實時顯示，且使用者可通過按鍵進(jìn)行控制器的開啟后者關(guān)閉。
[0028]本實用新型工作過程如下:
[0029]時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器4產(chǎn)生方波信號并傳輸至發(fā)射換能器2，所述控制器5控制發(fā)射換能器2產(chǎn)生超聲波信號，接受換能器3接收超聲波信號，所述超聲波信號由發(fā)射換能器至接受換能器3的傳輸時間為超聲波順流時間，并反饋至?xí)r間數(shù)字轉(zhuǎn)換器4，所述超聲波信號由接受換能器3至?xí)r間數(shù)字轉(zhuǎn)換器4的傳輸時間為超聲波逆流時間，時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器4計算超聲波順流時間和逆流時間的差值，時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器4將所述差值傳輸至控制器5，控制器5根據(jù)差值計算超聲波流速，同時，上位機發(fā)送控制指令，控制器5接收上位機的控制指令，并通過LCD顯示模塊對超聲波流速數(shù)值進(jìn)行顯示，用戶通過LCD顯示模塊可獲取超聲波流速信息。
[0030]控制器通過M-BUS總線與上位機進(jìn)行通信。通過M-BUS總線進(jìn)行通信，傳輸速度快，有效避免了外部信號的干擾，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br>[0031]上述雖然結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進(jìn)行了描述，但并非對本實用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.基于M-BUS總線的礦用超聲流速傳感器，其特征是，包括控制器、時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器、上位機、發(fā)射換能器和接受換能器，所述發(fā)射換能器和接受換能器分別位于管道兩側(cè)，上位機、時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器均與控制器連接，發(fā)射換能器和接受換能器均與時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接，所述控制器通過M-BUS總線與上位機進(jìn)行通信。2.如權(quán)利要求1所述的基于M-BUS總線的礦用超聲流速傳感器，其特征是，所述基于M-BUS總線的礦用超聲流速傳感器還包括收發(fā)換能器切換電路，且發(fā)射換能器和接受換能器均與收發(fā)換能器切換電路連接，收發(fā)換能器切換電路與時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接。3.如權(quán)利要求2所述的基于M-BUS總線的礦用超聲流速傳感器，其特征是，所述基于M-BUS總線的礦用超聲流速傳感器還包括驅(qū)動電路和信號處理電路，所述驅(qū)動電路輸入端和輸出端分別與時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接，所述信號處理電路的輸入端和輸出端分別與收發(fā)換能器切換電路連接。4.如權(quán)利要求1所述的基于M-BUS總線的礦用超聲流速傳感器，其特征是，所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器采用TDC-GP22芯片。5.如權(quán)利要求4所述的基于M-BUS總線的礦用超聲流速傳感器，其特征是，所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器通過四線SPI接口與控制器進(jìn)行通信。6.如權(quán)利要求1所述的基于M-BUS總線的礦用超聲流速傳感器，其特征是，所述控制器采用32位ARM處理器。7.如權(quán)利要求6所述的基于M-BUS總線的礦用超聲流速傳感器，其特征是，所述基于M-BUS總線的礦用超聲流速傳感器還包括IXD顯示模塊和輸入模塊，IXD顯示模塊、輸入模塊均與控制器連接。8.如權(quán)利要求7所述的基于M-BUS總線的礦用超聲流速傳感器，其特征是，所述輸入模塊為鍵盤。
【文檔編號】G01P5/24GK205450023SQ201620278858
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月6日
【發(fā)明人】徐樂年, 陸恒, 鞏建福, 呂恒琪, 羅衍鑫, 張森
【申請人】青島海誠自動化設(shè)備有限公司