一種用于氣體流量測量的智能監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高準(zhǔn)確度氣體流量測量的智能檢測儀器，特別涉及一種用于氣體流量測量的智能監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]采用現(xiàn)行濕式氣體流量計(jì)對流經(jīng)傳輸回路的氣體進(jìn)行高準(zhǔn)確度的體積測量或量值傳遞時(shí)，必須使用濕式氣體流量計(jì)在上一級標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)時(shí)給出的修正因子進(jìn)行示值誤差修正計(jì)算；并同時(shí)給出被檢氣體輸出時(shí)的工作壓力、工作溫度等實(shí)時(shí)工況參數(shù)以供被測量氣體在使用狀況下的分析或量值傳遞時(shí)的修正計(jì)算。
[0003]目前濕式氣體流量計(jì)是在不同部位設(shè)置人工讀數(shù)的機(jī)械式指針顯示體積瞬時(shí)輸出量；設(shè)置機(jī)械計(jì)數(shù)器記錄體積累計(jì)輸出量；并通過人工計(jì)時(shí)，計(jì)算輸出氣體流量后，查閱對應(yīng)流量下的修正因子進(jìn)行修正計(jì)算以得到工況條件下的最終體積輸出結(jié)果；與此同時(shí)進(jìn)行人工讀取U型管壓力計(jì)檢測到的氣體輸出壓力、玻璃殼溫度計(jì)檢測到的輸出溫度，以提供溫度、壓力等運(yùn)行工況參數(shù)。這種方式使?jié)袷綒怏w流量計(jì)在實(shí)際操作中難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行中對體積輸出值與壓力、溫度等工況的同步、實(shí)時(shí)準(zhǔn)確讀??；操作人員記錄數(shù)據(jù)也十分地不方便；更適應(yīng)不了自動(dòng)化測控技術(shù)發(fā)展的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種用于氣體流量測量的智能監(jiān)測裝置以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)不足。
[0005]本發(fā)明為達(dá)到目的采用的技術(shù)方案是:
一種用于氣體流量測量的智能監(jiān)測裝置，包括流量計(jì)本體，其特征是:
流量計(jì)本體的輸出口處設(shè)置有壓力傳感器和溫度傳感器A ;流量計(jì)本體內(nèi)的密封液中設(shè)置有溫度傳感器B;流量計(jì)本體內(nèi)的鼓輪轉(zhuǎn)軸外設(shè)置有脈沖發(fā)生器，脈沖發(fā)生器與鼓輪轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)；
壓力傳感器、溫度傳感器連接至單片計(jì)算機(jī)，由單片計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集傳感器數(shù)據(jù)；脈沖發(fā)生器獲得的數(shù)字脈沖量送入到單片計(jì)算機(jī)；
單片計(jì)算機(jī)把數(shù)據(jù)處理后，通過顯示設(shè)備顯示或通過通訊接口向上位計(jì)算機(jī)傳輸計(jì)算后的流量數(shù)據(jù)及工況參數(shù)，或者同時(shí)采用顯示和上傳的處理方式。
[0006]優(yōu)化的:所述的顯示設(shè)備安裝在流量計(jì)本體上。
[0007]優(yōu)化的:流量計(jì)本體上設(shè)置有鍵盤接口和交-直流變換電路。
[0008]優(yōu)化的:脈沖發(fā)生器為光電編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器。
[0009]本發(fā)明的積極效果在于:
本發(fā)明采用32位ARM單片計(jì)算機(jī)以其高性能實(shí)現(xiàn)了對濕式氣體流量計(jì)計(jì)量運(yùn)行的智能化檢測與管理。本發(fā)明能實(shí)時(shí)、全方位集中顯示流量計(jì)的計(jì)量運(yùn)行狀況，大大方便了現(xiàn)場操作；本發(fā)明通過人機(jī)交互界面，可按使用者的要求進(jìn)行智能化的計(jì)量檢測與計(jì)量管理，能極大限度地滿足各種計(jì)量運(yùn)行要求；本發(fā)明通過通訊接口與高抗干擾現(xiàn)場總線CAN總線，上可與校準(zhǔn)裝置聯(lián)機(jī)實(shí)現(xiàn)流量修正因子的自動(dòng)校準(zhǔn)，減輕檢定工作者的勞動(dòng)強(qiáng)度、減少失誤、提高效率；下可使之成為高可靠性的現(xiàn)場終端設(shè)備融入自動(dòng)化測控系統(tǒng)。這樣，本發(fā)明所述的一種用于氣體流量測量的智能監(jiān)測裝置與濕式氣體流量計(jì)本體融合成為一種機(jī)電一體化產(chǎn)品，提供了目前市場所見濕式氣體流量計(jì)沒有的創(chuàng)新功能。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為圖1的側(cè)視圖。
[0012]圖3為系統(tǒng)工作框圖。
[0013]圖4是運(yùn)行程序框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例:
在圖中，I是壓力傳感器，2是溫度傳感器，3是溫度傳感器，4是脈沖發(fā)生器，5是鼓輪轉(zhuǎn)軸，6是顯不設(shè)備(液晶顯不器)，7是鍵盤接口，8是交-直流變換電路，9是通訊接口，10是流量計(jì)本體。
[0015]壓力傳感器1、溫度傳感器2、溫度傳感器3均選用快速響應(yīng)器件，以保證檢測的實(shí)時(shí)性。
[0016]壓力傳感器I和溫度傳感器2檢測氣體輸出時(shí)的壓力與溫度工況參數(shù)，提供給量值傳遞時(shí)使用，溫度傳感器3檢測流量計(jì)本體10內(nèi)部密封液工作溫度，衡量是否滿足規(guī)程要求。
[0017]上述傳感器輸出的代表現(xiàn)場物理量的模擬量，由后續(xù)連接的A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成為計(jì)算機(jī)可識別的數(shù)字量傳送給單片計(jì)算機(jī)計(jì)數(shù)器暫存；
脈沖發(fā)生器4與鼓輪轉(zhuǎn)軸5同步旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生與鼓輪轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)角直接相關(guān)的輸出體積脈沖當(dāng)量，在工作環(huán)境條件較好的實(shí)驗(yàn)室使用，一般選擇安裝光電編碼器作為脈沖發(fā)生器4，后續(xù)電路可簡化為保證傳輸安全的隔離電路；在使用環(huán)境條件較差時(shí)，選用旋轉(zhuǎn)變壓器作為脈沖發(fā)生器4，在旋轉(zhuǎn)變壓器與隔離電路之間則必須配置轉(zhuǎn)換電路，方可獲得數(shù)字脈沖量。
[0018]數(shù)字脈沖量向單片計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)提供每瞬時(shí)的工況運(yùn)行數(shù)據(jù)。
[0019]數(shù)據(jù)通訊組件由通訊接口 9及現(xiàn)場總線CAN總線電路和RS485電路組成，這是一組輸入/輸出雙向數(shù)據(jù)通道，當(dāng)啟用RS485通訊通道，可將本發(fā)明與校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)裝置連接，接受校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)裝置的啟動(dòng)與停止指令、接收校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)裝置發(fā)出的實(shí)時(shí)體積輸出數(shù)據(jù)、出口壓力與出口溫度以及流量信息；與此同時(shí)，單片計(jì)算機(jī)將同步采集之前所述的各項(xiàng)運(yùn)行工況數(shù)據(jù)，并按校準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出濕式氣體流量計(jì)在當(dāng)前校準(zhǔn)流量點(diǎn)處的示值誤差修正因子；當(dāng)啟用現(xiàn)場總線通訊通道，安裝本發(fā)明，便成為一臺智能型現(xiàn)場檢測儀，作為現(xiàn)場終端設(shè)備納入自動(dòng)化測控系統(tǒng)，向上位計(jì)算機(jī)發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)或接受上位計(jì)算機(jī)的查詢。
[0020]人機(jī)交互功能組件，由液晶顯示器6、鍵盤接口 7及譯碼電路組成，液晶顯示器6作為可視化輸出器件，直接與單片計(jì)算機(jī)輸出端口出腳連接；操作者可通液晶顯示器6實(shí)時(shí)讀取到本發(fā)明運(yùn)行過程中的所有工況數(shù)據(jù)，其中體積輸出示值是經(jīng)過修正因子換算后的可直接使用的數(shù)據(jù)；當(dāng)鍵盤接口 7外接輸入鍵盤接入后，操作者可通過鍵盤操作，在液晶顯示器6上查詢歷史資料、更改運(yùn)行工況輸出項(xiàng)或是輸入/更改修正因子，實(shí)現(xiàn)與本發(fā)明的人機(jī)交互。
[0021]硬件數(shù)據(jù)存儲硬件電路具有數(shù)據(jù)存儲功能，采用了非易失性存儲器，它直接連接與單片計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)和地址線連接，供計(jì)算機(jī)存/取濕式氣體流量計(jì)運(yùn)行所需基本數(shù)據(jù)，如體積脈沖當(dāng)量值、體積輸出示值誤差修正因子、壓力與溫度傳感器的校準(zhǔn)參數(shù)以及液晶顯示器6的顯示方式及顯示項(xiàng)等；存儲功能組件IV還具有保存一定時(shí)段的運(yùn)行數(shù)據(jù)供查詢。
[0022]直流電源供電功能組件，由交-直流變換電路8與多品種電源電路器件組成，滿足本發(fā)明智能裝置所有器件及電路用電，包括所需隔離用電的需要。直流電源供電功能組件以220V市電輸入，經(jīng)降壓、整流及濾波后由多品種電源電路器件組轉(zhuǎn)換而來。
[0023]本發(fā)明所述的一種用于氣體流量測量的智能監(jiān)測裝置，采用高性能32位ARM單片計(jì)算機(jī)和專業(yè)的嵌入式操作系統(tǒng)UC/0SII，該機(jī)種數(shù)據(jù)處理能力很強(qiáng)，滿足濕式氣體流量計(jì)運(yùn)行對實(shí)時(shí)性及計(jì)算精度要求。濕式氣體流量計(jì)上電啟用后，將通過包括自檢在內(nèi)的初始化運(yùn)行，之后先識別通訊端口以確定是否執(zhí)行校準(zhǔn)作業(yè)或是聯(lián)機(jī)運(yùn)行，否則確定為單機(jī)獨(dú)立運(yùn)行，會(huì)查詢鍵盤接口，接受操作者對基本數(shù)據(jù)的輸入或修改、建立操作者要求的工作狀態(tài)；之后，單片計(jì)算機(jī)檢查出口處的環(huán)境溫度與密封液溫度并給出提示，當(dāng)達(dá)到運(yùn)行規(guī)程或操作者給定的要求后，濕式氣體流量計(jì)可投入工作運(yùn)行。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于氣體流量測量的智能監(jiān)測裝置，包括流量計(jì)本體，其特征是: 流量計(jì)本體上設(shè)置有壓力傳感器和溫度傳感器；流量計(jì)本體內(nèi)的鼓輪轉(zhuǎn)軸外設(shè)置有脈沖發(fā)生器，脈沖發(fā)生器與鼓輪轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)； 壓力傳感器、溫度傳感器連接至單片計(jì)算機(jī)，由單片計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集傳感器數(shù)據(jù)；脈沖發(fā)生器獲得的數(shù)字脈沖量送入到單片計(jì)算機(jī)； 單片計(jì)算機(jī)把數(shù)據(jù)處理后，通過顯示設(shè)備顯示或通過通訊接口向上位計(jì)算機(jī)傳輸計(jì)算后的流量數(shù)據(jù)及工況參數(shù)，或者同時(shí)采用顯示和上傳的處理方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣體流量測量的智能監(jiān)測裝置，其特征是:所述的顯示設(shè)備安裝在流量計(jì)本體上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于氣體流量測量的智能監(jiān)測裝置，其特征是:流量計(jì)本體上設(shè)置有鍵盤接口和交-直流變換電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣體流量測量的智能監(jiān)測裝置，其特征是:脈沖發(fā)生器為光電編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于氣體流量測量的智能監(jiān)測裝置，流量計(jì)本體的輸出口處設(shè)置有壓力傳感器和溫度傳感器A；密封液中設(shè)置有溫度傳感器B；鼓輪轉(zhuǎn)軸外設(shè)置有脈沖發(fā)生器，脈沖發(fā)生器與鼓輪轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)；傳感器數(shù)據(jù)和脈沖量送入到單片計(jì)算機(jī)；單片計(jì)算機(jī)把數(shù)據(jù)處理后，通過顯示器顯示計(jì)算后的流量數(shù)據(jù)。本發(fā)明采用32位ARM單片機(jī)計(jì)算機(jī)以其高性能實(shí)現(xiàn)了對濕式氣體流量計(jì)計(jì)量運(yùn)行的智能化檢測與管理。能實(shí)時(shí)、全方位集中顯示流量計(jì)的計(jì)量運(yùn)行狀況，大大方便了現(xiàn)場操作；通過人機(jī)交互界面，可按使用者的要求進(jìn)行智能化的計(jì)量檢測與計(jì)量管理，能極大限度地滿足各種計(jì)量運(yùn)行要求；提供了目前市場所見濕式氣體流量計(jì)沒有的創(chuàng)新功能。
【IPC分類】G01F1-34, G01F25-00
【公開號】CN104596593
【申請?zhí)枴緾N201410825826
【發(fā)明人】李衛(wèi), 王渝
【申請人】宜賓機(jī)電一體化研究所
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年12月28日