專利名稱：一種數(shù)字式壓力控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字式壓力控制器，尤其是一種適用于在石油化工、油氣儲(chǔ)運(yùn)等行業(yè)，加熱爐燃燒器風(fēng)壓的實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制的數(shù)字式壓力控制器。
背景技術(shù)：
目前，加熱爐燃燒器的風(fēng)壓檢測(cè)裝置可大致分為兩類1.利用金屬?gòu)椥蕴匦詸z測(cè)風(fēng)壓的機(jī)械風(fēng)壓開關(guān)。當(dāng)金屬片受到一定壓力值作用時(shí)，發(fā)生形變，驅(qū)動(dòng)與之相連接的微動(dòng)觸點(diǎn)來(lái)控制后續(xù)設(shè)備。此類檢測(cè)裝置雖簡(jiǎn)單，但易受使用環(huán)境的影響，調(diào)整精度低，目前已很少使用；2.利用傳感器將風(fēng)壓轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的方法檢測(cè)風(fēng)壓的電子風(fēng)壓開關(guān)。此類檢測(cè)裝置利用金屬應(yīng)變、電容、諧振等方式檢測(cè)風(fēng)壓，但已有的產(chǎn)品存在頻率響應(yīng)較低，輸出線性差、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高等缺陷。。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)以上不足而提供一種靈敏度高，壓力使用范圍大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，易于維護(hù)的數(shù)字式壓力控制器。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種數(shù)字式壓力控制器，其特征是電源模塊通過恒流源模塊接壓力傳感器，壓力傳感器通過A/D轉(zhuǎn)換模塊接處理器CPU模塊的輸入端，在處理器CPU模塊的輸出端上連接有LED顯示模塊、通訊模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊和開關(guān)量控制模塊，處理器CPU模塊的輸入端上還連接有鍵盤模塊。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的處理器CPU模塊是由微型處理器U14、存儲(chǔ)器U15及外圍電路組成，存儲(chǔ)器U15接微型處理器U14，并通過電阻R8 Rll接電源模塊，電容C8、C9、C24和晶振Yl連接在微型處理器U14上。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的A/D轉(zhuǎn)換模塊是由AD轉(zhuǎn)換器U2及外圍電路組成，外圍電路包括連接在微型處理器U14上的計(jì)數(shù)器U4，基準(zhǔn)電壓源U9，電容C17、C18、C4-C6、C19和電阻R60、R61、R7、R12，AD轉(zhuǎn)換器U2和計(jì)數(shù)器U4的輸入輸出端口分別接微型處理器U14的輸入輸出端口。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的LED顯示模塊由三只高亮度數(shù)碼管DS1、DS2和DS3和8只驅(qū)動(dòng)三極管Q1-Q8、譯碼器U5、三只發(fā)光二極管D7-D9及其外圍元件電阻R18、R20、R21，排阻R30、R49、R19組成，所述的三只高亮度數(shù)碼管分別與8只驅(qū)動(dòng)三極管的集電極連接；所述的驅(qū)動(dòng)三極管Q1-Q8的發(fā)射極與電源模塊連接；所述的譯碼器U5與排阻R30串聯(lián)后接驅(qū)動(dòng)三極管的基極；所述的發(fā)光二極管D7-D9的陽(yáng)極分別與電阻R18、R20和R21串聯(lián)后接至電源模塊，發(fā)光二極管D7-D9的陰極分別與處理器CPU模塊微型處理器U14的輸出端連接。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的D/A轉(zhuǎn)換模塊由DA轉(zhuǎn)換器QlO及其外圍元件穩(wěn)壓管D1、電阻R4A和R6A組成，電阻R6A的一端與電源模塊連接,另一端與穩(wěn)壓管Dl的陰極連接，其接點(diǎn)接DA轉(zhuǎn)換器Q10，穩(wěn)壓管Dl的陽(yáng)極與電源模塊連接；所述的電阻R4A的一端與電源模塊連接，另一端與DA轉(zhuǎn)換器QlO連接。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的開關(guān)量控制模塊由隔離光耦U3、驅(qū)動(dòng)三極管Q11、繼電器Kl及其外圍元件電阻R13、二極管D6組成，驅(qū)動(dòng)三極管Qll的基極與隔離光耦U3連接，驅(qū)動(dòng)三極管Qll的集電極與電源模塊連接，驅(qū)動(dòng)三極管Qll的發(fā)射極與繼電器Kl線圈和二極管D6并聯(lián)電路連接。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的處理器CPU模塊為Sbit微型處理器，包括STC、51系列單片機(jī)。由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果1、數(shù)字式壓力控制器的壓力傳感器為硅壓力芯，不銹鋼外殼，耐用，靈敏度高，壓力使用范圍大；2、數(shù)字式壓力控制器的處理器CPU模塊，通過鍵盤設(shè)定參數(shù)值，方便可靠，靈活性強(qiáng)；3、數(shù)字式壓力控制器的通訊模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、開關(guān)量控制模塊，可通過鍵盤靈活設(shè)置，適應(yīng)性強(qiáng)；4、數(shù)字式壓力控制器的整體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，成本低廉，易于維護(hù)修。

圖1為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)方框圖。圖2、3為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例的電路圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的數(shù)字式壓力控制器包括用于處理壓力信號(hào)的處理器CPU模塊1，連接在處理器CPU模塊I輸入端上的鍵盤模塊10和A/D轉(zhuǎn)換模塊2，連接在處理器CPU模塊I輸出端上的LED顯示模塊3，通訊模塊4、D/A轉(zhuǎn)換模塊5、開關(guān)量控制模塊6，A/D轉(zhuǎn)換模塊2與壓力傳感器7連接，壓力傳感器7通過恒流源模塊8與電源模塊9相連接，電源模塊9為A/D轉(zhuǎn)換模塊2、LED顯示模塊3、通訊模塊4、D/A轉(zhuǎn)換模塊5、開關(guān)量控制模塊6、恒流源模塊8提供工作電源；壓力傳感器7在恒流源模塊8的作用下采集被測(cè)壓力，產(chǎn)生的電壓信號(hào)VO經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊2調(diào)理后送至處理器CPU模塊I，經(jīng)處理器CPU模塊I運(yùn)算后將實(shí)際壓力值輸出在LED顯示模塊3上，同時(shí)處理器CPU模塊I根據(jù)鍵盤模塊10設(shè)定的參數(shù)控制通訊模塊4、D/A轉(zhuǎn)換模塊5、開關(guān)量控制模塊6輸出。如圖2、3所示，本實(shí)用新型的處理器CPU模塊I由Sbit微型處理器U14及其外圍元件電容C8、C9、C24、晶振Y1、存儲(chǔ)器U15以及電阻R8-R11組成；微型處理器U14的1、
2、4腳分別與存儲(chǔ)器U15的6、5 (2)、1腳連接，存儲(chǔ)器U15的6、5 (2)、1、7腳分別與電阻R8-R11連接接至電源模塊9的DVCC端口。A/D轉(zhuǎn)換模塊2由AD轉(zhuǎn)換器U2及其外圍元件電容C17、C18、C4-C6、C19，電阻R60、R61、R7、R12，計(jì)數(shù)器U4、基準(zhǔn)電壓源U9、與基準(zhǔn)電源U9連接的R5、C3組成；AD轉(zhuǎn)換器U2的22腳與計(jì)數(shù)器U4的6腳連接，AD轉(zhuǎn)換器U2的3、10、24腳與電源模塊9的GND端口連接，AD轉(zhuǎn)換器U2的11腳與電源模塊9的AVCC端口連接，AD轉(zhuǎn)換器U2的I腳與電源模塊9的-5V端口連接；基準(zhǔn)電壓源U9的I腳與2腳連接后與電阻R5、R7連接，基準(zhǔn)電壓源U9的3腳與電源模塊9的GND端口連接；計(jì)數(shù)器U4的16腳與電源模塊9的DVCC端口連接，計(jì)數(shù)器U4的8、11腳與電源模塊9的GND端口連接，AD轉(zhuǎn)換器U2的21、23、22腳和計(jì)數(shù)器U4的10腳分別與處理器CPU模塊I的微型處理器U14的13、6、15、30腳連接。LED顯示模塊3由高亮度數(shù)碼管DS1、DS2和DS3、驅(qū)動(dòng)三極管Q1-Q8、譯碼器U5、發(fā)光二極管D7-D9及其外圍元件電阻R18、R20、R21，排阻R30、R49、R19組成。高亮度數(shù)碼管DSUDS2 為同型號(hào)，其各自的 I (5)、2 (6)、4 (9)、3 (8)、7 (17),15 (10),18 (12),16 (11)腳與高亮度數(shù)碼管DS3的1_5、7、10、11腳并聯(lián)后與排阻R19串聯(lián)連接至輸入端口 D0-D7 ;排阻R49的2-9腳與輸入端口 D0-D7連接，排阻R49的I腳與電源模塊9的DVCC端口連接；高亮度數(shù)碼管DSl的13、14腳分別與驅(qū)動(dòng)三極管Q3、Q2的集電極連接；高亮度數(shù)碼管DS2的13、14腳分別與驅(qū)動(dòng)三極管Q7、Q5的集電極連接，高亮度數(shù)碼管DS3的6、8、9、12腳分別與驅(qū)動(dòng)三極管Q1、Q4、Q6、Q8的集電極連接，驅(qū)動(dòng)三極管Q1-Q8的發(fā)射極與電源模塊9的DVCC端口連接，譯碼器U5的4-7、9-12腳分別與排阻R30串聯(lián)后連接至驅(qū)動(dòng)三極管Q2、Q3、Q5、Q7、Q8、Q6、Q4、Q1的基極；LED顯示模塊3的輸入端口 D0-D7接處理器CPU模塊I的微型處理器U14的輸出端口 32-39腳，LED顯示模塊3的輸入端口 AL1-AL3接微型處理器U14的輸出端口 25-27腳，譯碼器U5的輸入端口 13、3、1 (15),2 (14)腳接微型處理器U14的輸出端口 21-24腳。發(fā)光二極管D7-D9的陽(yáng)極分別與電阻R18、R20和R21串聯(lián)后接至電源模塊9的DVCC端口，發(fā)光二極管D7-D9的陰極分別為L(zhǎng)ED顯示模塊3的輸入端口 AL1-AL3。通訊模塊4由通訊接口芯片JPl及其外圍元件電容C7、ClO和Cll組成。通訊接口芯片JPl的15、16腳分別與電源模塊9的DVCC、GND端口連接，通訊接口芯片JPl的13、14腳分別為外接設(shè)備的輸入與輸出端口，通訊模塊4的輸入端口 TXD接微型處理器U14的輸出端口 11腳，通訊模塊4的輸出端口 RXD接微型處理器U14的輸入端口 12腳。D/A轉(zhuǎn)換模塊5由DA轉(zhuǎn)換器QlO及其外圍元件穩(wěn)壓管D1、電阻R4A和R6A組成。電阻R6A的一端與電源模塊9的DVCC端口連接，另一端與穩(wěn)壓管Dl的陰極連接后接至DA轉(zhuǎn)換器QlO的6腳；穩(wěn)壓管Dl的陽(yáng)極與電源模塊9的GND端口連接；電阻R4A的一端與電源模塊9的DVCC端口連接，另一端與DA轉(zhuǎn)換器QlO的I腳連接；DA轉(zhuǎn)換器QlO的7腳為外接設(shè)備的輸入端口，D/A轉(zhuǎn)換模塊5的輸入端口 SCLK、CS-、DIN接微型處理器U14的17、16,14 腳。開關(guān)量控制模塊6由隔離光耦U3、驅(qū)動(dòng)三極管Q11、繼電器Kl及其外圍元件電阻R13、二極管D6組成。隔離光耦U3的I腳與電源模塊9的DVCC端口連接，隔離光耦U3的2腳為開關(guān)量控制模塊6的輸入端口 RELAY，隔離光耦U3的3腳與電源模塊9的GND端口連接，隔離光耦U3的4腳與電阻R13串聯(lián)后與電源模塊9的DVCC端口連接；驅(qū)動(dòng)三極管Qll的基極與隔離光耦U3的4腳連接，驅(qū)動(dòng)三極管Qll的集電極與電源模塊9的GND端口連接，驅(qū)動(dòng)三極管Qll的發(fā)射極與繼電器Kl線圈的第一接線端、二極管D6的陽(yáng)極連接；繼電器Kl線圈的第二接線端與二極管D6的陰極共同連接至電源模塊9的DVCC端口，開關(guān)量控制模塊6的輸入端口 RELAY接微型處理器U14的輸出端口 8腳。恒流源模塊8由XTR系列集成變送電路U1、功率三極管Ql及其外圍元件電阻R13-R15、R1-R5、R17、電容Cl、C3、C4、C5組成。XTR系列集成變送電路Ul的9腳和8腳分別與功率三極管Ql的基極和發(fā)射極連接；XTR系列集成變送電路Ul的7腳與電阻R16串聯(lián)后接至電源模塊9的GND端口 ；XTR系列集成變送電路Ul的13、2腳為恒流源模塊8的輸入端，分別與壓力傳感器7的1、3腳連接；功率三極管Ql的集電極與電阻R15串聯(lián)后接至電源模塊9的V+端口 ；所述的XTR系列集成變送電路Ul的7腳為恒流源模塊8的輸出端，與電阻R1、電容Cl、C2組成的典型形濾波器，電阻R60串聯(lián)至AD轉(zhuǎn)換器U2的9腳。電源模塊9為市面上集成電源模塊成熟產(chǎn)品，所述的電源模塊9為處理器CPU模塊1、A/D轉(zhuǎn)換模塊2、LED顯示模塊3、通訊模塊4、D/A轉(zhuǎn)換模塊5、開關(guān)量控制模塊6、恒流源模塊8供電。鍵盤模塊10由4bit微動(dòng)按鍵UP、DN、SET、RSET及其外圍元件電阻R56、R42、R66、尺67、1 69，二極管02、03、04、D5，電容C16、C20，三極管Q9組成。微動(dòng)按鍵UP、DN、SET的第一引腳為鍵盤模塊10的COM端口，第二引腳分別與D4-D2串聯(lián)后接至處理器CPU模塊I的微型處理器U14的24、23和21腳；所述的鍵盤模塊10的COM端口與電阻R56連接接至電源模塊9的DVCC端口；按鍵RSET的第一引腳與電源模塊9的GND端口連接，按鍵RSET的第二引腳與電容C20的正極連接至三極管Q9的基極，電容C20的負(fù)極連接至電源模塊9的GND端口 ；電阻R69和R42串聯(lián)兩端分別接至電源模塊9的DVCC、GND端口，電阻R69和R42串聯(lián)的連接點(diǎn)與三極管Q9的基極連接；所述的電阻R66、電容C16并聯(lián)后分別連接至三極管的Q9的集電極、電源模塊9的GND端口 ；三極管Q9的集電極連接電阻R67接至電源模塊9的DVCC端口 ；處理器CPU模塊I的存儲(chǔ)器U15的7腳與二極管D5的陽(yáng)極連接，二極管的陰極與三極管Q9的集電極連接；三極管Q9的集電極為鍵盤模塊10的輸出端R，與處理器CPU模塊I的微型處理器U14的9腳連接。本實(shí)用新型中，所述的微型處理器包括STC、51系列單片機(jī)。所述的恒流源8主要由XTR系列集成變送電路組成。所述的壓力傳感器7為硅壓力芯，包括Keller 8系列硅壓阻式壓力傳感器、PClO系列硅壓阻式壓力芯體。所述的AD轉(zhuǎn)換器為TLC7135。所述的DA轉(zhuǎn)換器為TLC5615。所述的隔離光耦包括P181、P521。所述的驅(qū)動(dòng)三極管包括S9012、S8550、C9012、C8550三極管。上述元 件不限于此。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字式壓力控制器，其特征是電源模塊(9)通過恒流源模塊(8)接壓力傳感器(7),壓力傳感器(7)通過A/D轉(zhuǎn)換模塊(2)接處理器CPU模塊(I)的輸入端，在處理器CPU模塊(I)的輸出端上連接有LED顯示模塊(3)、通訊模塊(4)、D/A轉(zhuǎn)換模塊(5)和開關(guān)量控制模塊(6 )，處理器CPU模塊(I)的輸入端上還連接有鍵盤模塊(10 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字式壓力控制器，其特征是所述的處理器CPU模塊(I)是由微型處理器U14、存儲(chǔ)器Ul5及外圍電路組成，存儲(chǔ)器Ul5接微型處理器U14，并通過電阻R8 Rll接電源模塊(9)，電容C8、C9、C24和晶振Yl連接在微型處理器U14上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種數(shù)字式壓力控制器，其特征是所述的A/D轉(zhuǎn)換模塊(2)是由AD轉(zhuǎn)換器U2及外圍電路組成，外圍電路包括連接在微型處理器U14上的計(jì)數(shù)器U4,其準(zhǔn)電壓源U9,電容C17、C18、C4-C6、C19和電阻R60、R61、R7、R12, AD轉(zhuǎn)換器U2和計(jì)數(shù)器U4的輸入輸出端口分別接微型處理器U14的輸入輸出端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種數(shù)字式壓力控制器，其特征是所述的LED顯示模塊(3)由三只高亮度數(shù)碼管DS1、DS2和DS3和8只驅(qū)動(dòng)三極管Q1-Q8、譯碼器U5、三只發(fā)光二極管D7-D9及其外圍元件電阻R18、R20、R21，排阻R30、R49、R19組成，所述的三只高亮度數(shù)碼管分別與8只驅(qū)動(dòng)三極管的集電極連接；所述的驅(qū)動(dòng)三極管Q1-Q8的發(fā)射極與電源模塊(9)連接；所述的譯碼器U5與排阻R30串聯(lián)后接驅(qū)動(dòng)三極管的基極；所述的發(fā)光二極管D7-D9的陽(yáng)極分別與電阻R18、R20和R21串聯(lián)后接至電源模塊(9)，發(fā)光二極管D7-D9的陰極分別與處理器CPU模塊(I)微型處理器U14的輸出端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字式壓力控制器，其特征是所述的D/A轉(zhuǎn)換模塊(5)由DA轉(zhuǎn)換器QlO及其外圍元件穩(wěn)壓管D1、電阻R4A和R6A組成，電阻R6A的一端與電源模塊(9)連接，另一端與穩(wěn)壓管Dl的陰極連接，其接點(diǎn)接DA轉(zhuǎn)換器Q10，穩(wěn)壓管Dl的陽(yáng)極與電源模塊(9)連接；所述的電阻R4A的一端與電源模塊(9)連接，另一端與DA轉(zhuǎn)換器QlO連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字式壓力控制器，其特是所述的開關(guān)量控制模塊(6)由隔離光耦U3、驅(qū)動(dòng)三極管Q11、繼電器Kl及其外圍元件電阻R13、二極管D6組成，驅(qū)動(dòng)三極管Qll的基極與隔離光耦U3連接，驅(qū)動(dòng)三極管Qll的集電極與電源模塊(9)連接，驅(qū)動(dòng)三極管Qll的發(fā)射極與繼電器Kl線圈和二極管D6并聯(lián)電路連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字式壓力控制器，其特征是所述的處理器CPU模塊(I)為8bit微型處理器，包括STC、51系列單片機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型的名稱是一種數(shù)字式壓力控制器，涉及一種數(shù)字式壓力控制器是一種適用于加熱爐燃燒器風(fēng)壓檢測(cè)的裝置。它主要是解決已知的壓力控制器是利用傳感器將風(fēng)壓轉(zhuǎn)換為電信號(hào)檢測(cè)風(fēng)壓的電子風(fēng)壓開關(guān)，存在頻率響應(yīng)較低，輸出線性差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高的問題。本實(shí)用新型電源模塊通過恒流源模塊接壓力傳感器，壓力傳感器通過A/D轉(zhuǎn)換模塊接處理器CPU模塊的輸入端，在處理器CPU模塊的輸出端上連接有LED顯示模塊、通訊模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊和開關(guān)量控制模塊，處理器CPU模塊的輸入端上還連接有鍵盤模塊。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性價(jià)比高，易于維護(hù)修理。
文檔編號(hào)G05D16/20GK202904391SQ201220371059
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者廖達(dá)偉, 吳海東, 陳勇, 夏云生, 高巍, 解新民, 寇廣增, 吳勝繼, 趙冬妮, 楊濤 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司