專利名稱：智能金屬管浮子流量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及流量計(jì)，具體涉及工業(yè)自動化儀表領(lǐng)域的智能金屬管浮子流量計(jì)。
背景技術(shù)：
金屬管浮子流量計(jì)浮子位移高度與流量大小存在對應(yīng)函數(shù)關(guān)系，即浮子位移高度代表流量的大小，浮子位移高度由浮子內(nèi)部磁鐵通過磁耦合機(jī)構(gòu)傳輸?shù)酵獠康闹甘酒?，從而指示此時(shí)的流量值。此種方法需要通過機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，傳動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在機(jī)械摩擦力、測量精度不高、容易產(chǎn)生讀數(shù)誤差、無法實(shí)現(xiàn)智能化的遠(yuǎn)傳及控制。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型 的目的在于:提供一種智能金屬管浮子流量計(jì)，該流量計(jì)的電路結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)智能化遠(yuǎn)傳及控制功能，測量精度高，讀數(shù)方便。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:該流量計(jì)電路包括濾波電路、電源電路、復(fù)位電路、位移傳感器電路、電壓基準(zhǔn)電路、鍵盤電路、控制報(bào)警電路、LCD顯示電路、4-20mA電流輸出電路和主控單片機(jī)電路，在主控單片機(jī)電路上依電回路方式連接濾波電路、電源電路、復(fù)位電路、位移傳感器電路、電壓基準(zhǔn)電路、鍵盤電路、控制報(bào)警電路、LCD顯示電路和4-20mA電流輸出電路，整體構(gòu)成流量計(jì)電路。工作時(shí)，由外部供電電源經(jīng)過濾波電路消除電源上的干擾信號，得到穩(wěn)定的電源電壓；濾波后的電源電壓經(jīng)過電源電路進(jìn)行電壓變換，變換成各部分電路需要的電壓，為整個系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的電源；復(fù)位電路為單片機(jī)提供可靠的復(fù)位信號；電壓基準(zhǔn)電路為傳感器電路提供穩(wěn)定的電源，并為AD、DA模塊工作提供基準(zhǔn)電壓；鍵盤電路配合LCD顯示可以很方便的實(shí)現(xiàn)流量標(biāo)定功能、控制報(bào)警參數(shù)設(shè)置；控制報(bào)警電路根據(jù)設(shè)置的控制報(bào)警參數(shù)實(shí)現(xiàn)智能控制與報(bào)警功能；LCD顯示電路實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場流量顯示、參數(shù)設(shè)置、標(biāo)定等人機(jī)界面；4-20mA電流輸出電路實(shí)現(xiàn)流量信號的遠(yuǎn)傳功能；單片機(jī)電路實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)、運(yùn)算、控制、顯示等一些智能化操作，是整個系統(tǒng)的控制中心；位移傳感器將浮子的位移信號轉(zhuǎn)換成電信號送給單片機(jī)內(nèi)部集成的PGA模塊，實(shí)現(xiàn)程控放大后送給AD模塊，最后經(jīng)單片機(jī)運(yùn)算得到對應(yīng)的流量，并送LCD進(jìn)行顯示，送內(nèi)部DA模塊換算成對應(yīng)電壓輸出給4-20mA電流輸出電路，實(shí)現(xiàn)4-20mA遠(yuǎn)傳。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:1、該流量計(jì)電路設(shè)計(jì)簡單，主控采用TI公司的16位單片機(jī)MSP430F4250，其內(nèi)部集成PGA程控放大器、AD模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、DA數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊等，省去了外部復(fù)雜的電路，節(jié)省了成本，提高了測量精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性；2、4-20mA輸出電路實(shí)現(xiàn)流量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能；控制報(bào)警電路根據(jù)流量數(shù)據(jù)進(jìn)行控制報(bào)警；采用位移傳感器將浮子位移轉(zhuǎn)換成電信號，配合PGA程控放大器、AD模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和單片機(jī)去掉了磁耦合機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了智能一體化測量與顯示功能。
圖1為本實(shí)用新型原理框圖。圖2為本實(shí)用新型濾波電路示意圖。圖3為本實(shí)用新型電源電路示意圖。圖4為本實(shí)用新型復(fù)位電路示意圖。圖5為本實(shí)用新型4_20mA電流輸出電路示意圖。圖6為本實(shí)用新型位移傳感器電路示意圖。圖7為本實(shí)用新型IXD顯示電路示意圖。圖8為本實(shí)用新型主控單片機(jī)電路示意圖。圖9為本實(shí)用新型鍵盤電路示意圖。圖10為本實(shí)用新型電壓基準(zhǔn)電路示意圖。圖11為本實(shí)用新型控制報(bào)警電路示意圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合圖1 圖11詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
；該流量計(jì)電路包括濾波電路1、電源電路2、復(fù)位電路3、位移傳感器電路4、 電壓基準(zhǔn)電路5、鍵盤電路6、控制報(bào)警電路7、LCD顯示電路8、4-20mA電流輸出電路9和主控單片機(jī)電路10，在主控單片機(jī)電路10上依電回路方式連接濾波電路1、電源電路2、復(fù)位電路3、位移傳感器電路4、電壓基準(zhǔn)電路5、鍵盤電路6、控制報(bào)警電路7、LCD顯示電路8和4-20mA電流輸出電路9，整體構(gòu)成流量計(jì)電路。濾波電路見圖2，主要對外部供電進(jìn)行濾波處理，流量計(jì)工作環(huán)境非常復(fù)雜電源上會存在很多干擾信號、浪涌電壓等，濾波電路濾除這些干擾信號吸收浪涌電壓，給整個流量計(jì)系統(tǒng)可靠工作提供了保障；電源電路見圖3，采用LM317構(gòu)成恒流源，然后通過TL431穩(wěn)壓成需要的工作電壓，采用恒流源設(shè)計(jì)的好處是提高4 20mA遠(yuǎn)傳電流的穩(wěn)定性，不會因?yàn)樵骷淖兓斐? 20mA電流不穩(wěn)定；復(fù)位電路見圖4，給主控單片機(jī)提供上電復(fù)位信號，采用RC阻容復(fù)位電路電路簡潔可靠；4-20mA電流輸出電路見圖5，實(shí)現(xiàn)電壓到4 20mA電流的變換，該電路結(jié)構(gòu)簡單使用元器件少，采用運(yùn)放組成線性很好的電流輸出電路，具有防自激等保護(hù)功能可以可靠實(shí)現(xiàn)4 20mA電流遠(yuǎn)傳；位移傳感器電路見圖6，位移傳感器直接將浮子位移轉(zhuǎn)換成電信號送給主控單片機(jī)內(nèi)部PGA程控放大器模塊，省去了復(fù)雜的放大電路和AD數(shù)模轉(zhuǎn)換電路節(jié)約了成本，提高了系統(tǒng)可靠性和測量精度；LCD顯示電路見圖7，采用段式液晶模塊LCM141實(shí)現(xiàn)流量顯示功能，接口簡單編程方便，讀數(shù)直觀；主控單片機(jī)電路見圖8，采用TI公司的16位單片機(jī)MSP430F4250，其內(nèi)部集成PGA程控放大器、AD模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、DA數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊等，省去了外部復(fù)雜的電路節(jié)省了成本，提高了測量精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性，MSP430F4250內(nèi)部具有信息存儲FLASH可以用于設(shè)置參數(shù)和標(biāo)定數(shù)據(jù)保存省去外部EEPR0M，MSP430F4250超低功耗特點(diǎn)為控制整個系統(tǒng)功耗和實(shí)現(xiàn)4 20mA遠(yuǎn)傳提供條件；鍵盤電路見圖9，采用3個按鍵設(shè)計(jì)具有硬件消抖功能，通過3個按鍵簡單組合的實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交流；電壓基準(zhǔn)電路見圖10，采用TI低功耗低溫飄的LM285，給位移傳感器供電，為AD模塊和DA模塊提供基準(zhǔn)，提高了電路的穩(wěn)定性；控制報(bào)警電路見圖11，采用MOS管組成的控制報(bào)警電路，外接電路根據(jù)主控CPU設(shè)置參數(shù)提供報(bào)警控制信號，實(shí)現(xiàn)報(bào)警控制功能。
權(quán)利要求1.智能金屬管浮子流量計(jì)，其特征是:該流量計(jì)電路包括濾波電路(I)、電源電路(2)、復(fù)位電路(3)、位移傳感器電路(4)、電壓基準(zhǔn)電路(5)、鍵盤電路(6)、控制報(bào)警電路(7)、IXD顯示電路(8)、4-20mA電流輸出電路(9)和主控單片機(jī)電路(10)，在主控單片機(jī)電路(10 )上依電回路方式連接濾波電路(I)、電源電路(2 )、復(fù)位電路(3 )、位移傳感器電路(4 )、電壓基準(zhǔn)電路(5)、鍵盤電路(6)、控制報(bào)警電路(7)、IXD顯示電路(8)和4-20mA電流輸出電路(9)，整體構(gòu)成流量計(jì)·電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了智能金屬管浮子流量計(jì)，該流量計(jì)電路包括濾波電路(1)、電源電路(2)、復(fù)位電路(3)、位移傳感器電路(4)、電壓基準(zhǔn)電路(5)、鍵盤電路(6)、控制報(bào)警電路(7)、LCD顯示電路(8)、4-20mA電流輸出電路(9)和主控單片機(jī)電路(10)，在主控單片機(jī)電路(10)上依電回路方式連接濾波電路(1)、電源電路(2)、復(fù)位電路(3)、位移傳感器電路(4)、電壓基準(zhǔn)電路(5)、鍵盤電路(6)、控制報(bào)警電路(7)、LCD顯示電路(8)和4-20mA電流輸出電路(9)，整體構(gòu)成流量計(jì)電路。本實(shí)用新型的流量計(jì)的電路結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)智能化遠(yuǎn)傳及控制功能，測量精度高，讀數(shù)方便。
文檔編號G01F1/52GK203132606SQ201320083370
公開日2013年8月14日 申請日期2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月25日
發(fā)明者林波 申請人:江蘇華海測控技術(shù)有限公司