專利名稱：智能型氣體流量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于氣體流量的計量裝置，更特別的是指一種智能型氣體流量計。
現(xiàn)有的氣體流量計量裝置一般為機械直讀式或者數(shù)字式。機械直讀式由于沒有考慮氣體的壓力、溫度和可壓縮性的影響，所以在氣體的壓力、溫度不能恒定的場合測量誤差將達到2.5％左右，甚至沒有數(shù)據(jù)的相關(guān)性。而現(xiàn)有的數(shù)字式氣體流量計量裝置雖然考慮了氣體溫度、壓力變化的影響，但沒有考慮氣體可壓縮性，使得測量誤差達到1.5％，甚至更高。
由于氣體有可壓縮性，使得計量結(jié)果的累加值成為一個不同壓力、溫度、密度的累加值，無法進行評價和比較，更不能說它的準(zhǔn)確性。
處于計量收費的需要，必須采用不間斷的電池供電方式，提高系統(tǒng)的計量準(zhǔn)確性和防盜性，并對電池供電時的電池低容量進行檢測和補償，以便于人工進行數(shù)據(jù)估算。
本實用新型的目的是克服現(xiàn)有流量計在處理數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的不足，提供一種采用微功耗智能芯片進行氣體壓力、溫度的測量補償、壓縮因子修正，使其成為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量，同時由于采用了微功耗技術(shù)，保證了電池供電的長久性；磁電隔離轉(zhuǎn)換的安全性；數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳遞等性能的智能型氣體流量計。
本實用新型是通過將智能型氣體流量計底部的流量傳感器倉固定在有氣體通過的管道上，同時也將流量計上的兩個傳感器連接在有氣體通過的管道上，當(dāng)有氣體通過管道時，渦輪旋轉(zhuǎn)，由渦輪、渦桿、齒輪傳動系統(tǒng)將旋轉(zhuǎn)運動傳出，通過磁電隔離轉(zhuǎn)換成流量脈沖信號，供微處理器處理；同時微處理器實時地采集介質(zhì)的溫度和壓力，通過優(yōu)化的數(shù)字算法得到壓縮因子和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的氣體體積流量，從而實現(xiàn)了氣體流量的高精度計量。
本實用新型的智能型氣體流量計，包括智能頭、機械管道兩部分，其中(a)智能頭是由殼體、顯示屏、按鍵、溫度傳感器接口、溫度傳感線、溫度傳感器、總線傳輸接口、壓力傳感器接口、壓力傳感線、壓力傳感器、流量傳感器倉構(gòu)成，流量傳感器倉用螺釘將智能頭固定在機械管道上，殼體左邊的壓力傳感器接口通過傳感線將壓力傳感器連接在機械管道上，殼體左邊的網(wǎng)絡(luò)接口連接在計算機上，殼體右邊的溫度傳感器接口通過傳感線將溫度傳感器連接在機械管道上，殼體上的顯示屏上分別顯示有累加流量、瞬時流量、溫度、壓力等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的顯示通過按鍵控制切換；(b)機械管道內(nèi)安裝有渦輪和渦桿傳動裝置，渦桿的一端穿過流量傳感器倉的中心孔伸入智能頭內(nèi)，渦輪、渦桿傳動通過磁電隔離傳動將流量脈沖信號傳入智能頭內(nèi)。
所述的智能頭內(nèi)安裝有微處理器、溫度調(diào)理電路、壓力調(diào)理電路、流量傳感器、硬件計數(shù)器、存儲器、系統(tǒng)時鐘、電源管理集成的電路主板，微處理器同溫度調(diào)理電路、壓力調(diào)理電路、流量傳感器、硬件計數(shù)器、存儲器、系統(tǒng)時鐘、電源管理連接。
所述的智能頭上的各接口位置可以根據(jù)設(shè)計需要調(diào)換位置。
所述的智能頭上的顯示屏采用的是10位LCD顯示數(shù)據(jù)，發(fā)光顯示菜單漢字和數(shù)據(jù)單位。
所述的溫度傳感器是采用鉑電阻傳感器，壓力傳感器是采用擴散硅隔離膜片傳感器。
所述的微處理器是控制系統(tǒng)精度、能源功耗、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)學(xué)模型算法、數(shù)據(jù)管理的。
所述的智能頭內(nèi)的電源管理采用的是內(nèi)置鋰電池，可連續(xù)工作三年。
所述的智能型氣體流量計適用于微壓、低壓、中壓、高壓介質(zhì)的氣體測量，壓力可以從0～20kPa～100kPa～1000kPa～2500kPa。
所述的智能型氣體流量計可以存儲最近12個月的月凈用氣量、最近12次啟停時間、凈用氣量的數(shù)據(jù)。智能頭的殼體可分為上殼和下殼。
本實用新型的優(yōu)點是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，工作可靠且壽命長，系統(tǒng)精度高；對氣體擾動敏感性小，重復(fù)性好；智能化設(shè)計和壓縮因子模型解算，適用于任何氣體介質(zhì)；網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，以利于數(shù)據(jù)管理和收費；系統(tǒng)軟件的模塊化設(shè)計，使得系統(tǒng)適宜于微壓、低壓、中壓、高壓介質(zhì)的流量計量；軟件、硬件計數(shù)的結(jié)合，實現(xiàn)了系統(tǒng)高精度采集和小流量采集的高精度。
本實用新型有下列附圖。


圖1是本實用新型的外部結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本實用新型的原理框圖。
下面將通過附圖和具體實施例來詳細(xì)說明本實用新型，實施例僅限于說明本實用新型，不影響權(quán)利要求保護的范圍。
本實用新型按照結(jié)構(gòu)分成兩部分，機械管道6和智能頭13。其中智能頭13是由殼體1、顯示屏2、按鍵3、溫度傳感器接口4、溫度傳感線5、溫度傳感器12、總線傳輸接口7、壓力傳感器接口8、壓力傳感線10、壓力傳感器11、流量傳感器倉9構(gòu)成。
流量傳感器倉9用螺釘將智能頭13固定在機械管道6上。殼體1左邊的壓力傳感器接口8通過壓力傳感線10將壓力傳感器11連接在機械管道6上。殼體1左邊的網(wǎng)絡(luò)傳感器接口7與計算機的通訊口連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸。殼體1右邊的溫度傳感器接口4通過溫度傳感線5將溫度傳感器12連接在機械管道6上。殼體1上的顯示屏2分別顯示有累加流量、瞬時流量、溫度、壓力等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)均由按鍵3控制切換顯示。其中機械管道6內(nèi)安裝有渦輪和渦桿傳動裝置，傳動軸的一端穿過流量傳感器倉9的中心孔通過磁電隔離轉(zhuǎn)換將流量信號傳入智能頭13。(請見圖1所示)
在本實用新型智能頭13的內(nèi)部原理框圖(請見圖2所示)中，智能頭13內(nèi)安裝有微處理器、溫度調(diào)理電路、壓力調(diào)理電路、流量調(diào)理電路、硬件計數(shù)器、存儲器、系統(tǒng)時鐘、電源管理等集成在電路主板上。微處理器同溫度調(diào)理電路、壓力調(diào)理電路、流量傳感器、硬件計數(shù)器、存儲器、系統(tǒng)時鐘、電源管理連接、實現(xiàn)測量和數(shù)據(jù)處理流量計量。
在本實用新型中，當(dāng)有氣體(非腐蝕性氣體)通過機械管道6時，渦輪旋轉(zhuǎn)，由渦輪、渦桿、齒輪傳動系統(tǒng)將旋轉(zhuǎn)運動傳出，通過磁電隔離轉(zhuǎn)換成為流量脈沖信號，供微處理器處理；同時微處理器實時的采集介質(zhì)的溫度和壓力，通過優(yōu)化的算法得到壓縮因子和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的氣體體積流量，從而實現(xiàn)了氣體流量的高精度計量。
本實用新型的產(chǎn)品是綜合氣體動力學(xué)、流體力學(xué)、電磁學(xué)、單片機理論、微功耗技術(shù)、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)通訊等多學(xué)科理論，采用先進的優(yōu)化設(shè)計的一種新型氣體流量計。
本實用新型的產(chǎn)品具有能夠?qū)崟r檢測氣體的溫度、壓力、流量，并能夠自動進行溫度、壓力補償和壓縮因子修正；利用微功耗設(shè)計，提高了電池的使用壽命；網(wǎng)絡(luò)通訊接口、實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化管理和檢測；具有數(shù)據(jù)自動存儲、查詢、處理等功能；是工業(yè)自動化檢測、計量、控制、管理的必備產(chǎn)品。
本實用新型的產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于煤氣、天然氣的用戶耗量計量、收費；輸送管道、減壓站的計量、控制；其它非腐蝕性氣體的工業(yè)計量、控制；是氣體計量的標(biāo)準(zhǔn)器具。
權(quán)利要求1.智能型氣體流量計，包括智能頭、機械管道兩部分，其特征在于(a)智能頭(13)是由殼體(1)、顯示屏(2)、按鍵(3)、溫度傳感器接口(4)、溫度傳感線(5)、溫度傳感器(12)、總線傳輸接口(7)、壓力傳感器接口(8)、壓力傳感線(10)、壓力傳感器(11)、流量傳感器倉(9)構(gòu)成，流量傳感器倉(9)用螺釘將智能頭(13)固定在機械管道(6)上，殼體(1)左邊的壓力傳感器接口(8)通過傳感線(10)將壓力傳感器(11)連接在機械管道(6)上，殼體(1)左邊的網(wǎng)絡(luò)傳感器接口(7)連接在計算機上，殼體(1)右邊的溫度傳感器接口(4)通過傳感線(5)將溫度傳感器(12)連接在機械管道(6)上，殼體(1)上的顯示屏(2)上分別顯示有瞬時流量、累積流量、溫度、壓力數(shù)據(jù)，均由按鍵(3)控制切換；(b)機械管道(6)內(nèi)安裝有渦輪和渦桿傳動裝置，渦桿的一端穿過流量傳感器倉(9)的中心孔伸入智能頭(13)內(nèi)，渦輪、渦桿傳動采用磁電隔離傳動裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體流量計，其特征在于在智能頭(13)內(nèi)安裝有微處理器、溫度調(diào)理電路、壓力調(diào)理電路、流量傳感器、硬件計數(shù)器、存儲器、系統(tǒng)時鐘、電源管理集成的電路主板，微處理器同溫度調(diào)理電路、壓力調(diào)理電路、硬件計數(shù)器、存儲器、系統(tǒng)時鐘、電源管理連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的氣體流量計，其特征在于智能頭(13)上的各接口位置可以根據(jù)設(shè)計需要調(diào)換位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的氣體流量計，其特征在于智能頭(13)上的顯示屏(2)采用的是10位LCD顯示數(shù)據(jù)，發(fā)光顯示菜單漢字和數(shù)據(jù)單位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的氣體流量計，其特征在于智能頭(13)內(nèi)的溫度傳感器是采用鉑電阻傳感器，壓力傳感器是采用擴散硅隔離膜片傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的氣體流量計，其特征在于微處理器是控制系統(tǒng)精度、能源功耗、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)學(xué)模型算法、數(shù)據(jù)管理的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的氣體流量計，其特征在于智能頭(13)內(nèi)的電源管理采用的是內(nèi)置鋰電池，可連續(xù)工作三年。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的氣體流量計，其特征在于該流量計適用于微壓、低壓、中壓、高壓介質(zhì)的氣體測量，壓力可以從0～20kPa～100kPa～1000kPa～2500kPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的氣體流量計，其特征在于該流量計可以存儲最近12個月的月凈用氣量、最近12次啟停時間、凈用氣量的數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的氣體流量計，其特征在于智能頭(13)的殼體(1)可分為上殼和下殼。
專利摘要本實用新型公開了一種智能型氣體流量計，按照結(jié)構(gòu)可分成智能頭和機械管道兩部分，其中智能頭是由殼體、顯示屏、按鍵、溫度傳感器接口、溫度傳感線、溫度傳感器、總線傳輸接口、壓力傳感器接口、壓力傳感線、壓力傳感器、流量傳感器、流量傳感器倉構(gòu)成；機械管道內(nèi)安裝有渦輪渦桿和齒輪傳動裝置，當(dāng)有氣體通過機械管道時，渦輪旋轉(zhuǎn)，由渦輪、渦桿、齒輪傳動系統(tǒng)將旋轉(zhuǎn)運動傳出，通過磁電隔離轉(zhuǎn)換成為流量脈沖信號，供微處理器處理；同時微處理器實時地采集介質(zhì)的溫度和壓力，通過優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型算法解算得到壓縮因子Z和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的氣體體積流量，從而實現(xiàn)了氣體流量的高精度計量。
文檔編號G01F15/04GK2537963SQ02232839
公開日2003年2月26日 申請日期2002年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月21日
發(fā)明者田宏杰, 胡敏 申請人:田宏杰