專利名稱：一種帶溫度補(bǔ)償?shù)某暡ㄈ細(xì)獗淼闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于燃?xì)獗眍I(lǐng)域，特別涉及一種超聲波燃?xì)獗怼?br> 背景技術(shù)：
燃?xì)獗硎且环N用于計(jì)量使用燃?xì)獾挠?jì)量用具。通常的燃?xì)獗磉B接方式是一端連接燃?xì)夤艿?，另一端連接到灶具上，當(dāng)用戶使用燃?xì)鈺r(shí)，燃?xì)庾匀細(xì)夤艿澜?jīng)燃?xì)獗怼⑦B接管道進(jìn)入灶具；一般的膜式燃?xì)獗韺κ褂萌細(xì)獾挠?jì)量是通過設(shè)置在燃?xì)獗韮?nèi)的機(jī)械式計(jì)量器，即燃?xì)庠诮?jīng)過燃?xì)獗頃r(shí)推動(dòng)設(shè)置在燃?xì)獗韮?nèi)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)一個(gè)機(jī)械式計(jì)數(shù)器跳動(dòng)，當(dāng)燃?xì)馔Ｖ沽鲃?dòng)時(shí)，計(jì)數(shù)器也停止跳動(dòng)，最終是通過計(jì)數(shù)器上的顯示的數(shù)字來確定用氣量的多少，但是這種燃?xì)獗碛幸韵聨讉€(gè)缺點(diǎn)首先是體積較大，安裝時(shí)占用較大的空間很不方便，其次這種機(jī)械式的燃?xì)獗硎褂脮r(shí)間久了之后會(huì)出現(xiàn)精度劣化現(xiàn)象，即燃?xì)獗淼膫鲃?dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，使計(jì)量精度降低；還有就是機(jī)械式傳動(dòng)會(huì)出現(xiàn)一些噪音，影響室內(nèi)環(huán)境；且隨著氣體的溫度變化，氣體的膨脹，導(dǎo)致流過燃?xì)獗淼牧髁坎粶?zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對上述問題提供一種體積小、精度高、無噪音的帶溫度補(bǔ)償?shù)某暡ㄈ細(xì)獗怼?本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種帶溫度補(bǔ)償?shù)某暡ㄈ細(xì)獗?，包括表體，所述表體內(nèi)設(shè)置有超聲波檢測裝置，超聲波檢測裝置包括主控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、電源模塊以及超聲波傳感器一、超聲波傳感器二和溫度傳感器； 所述的超聲波傳感器一、超聲波傳感器二都與數(shù)據(jù)采集模塊相連，并分別設(shè)置在表體的管道腔體內(nèi)燃?xì)饬魍窂降纳嫌魏拖掠?，超聲波傳感器一、超聲波傳感器二分別用于向?qū)Ψ桨l(fā)射超聲波信號(hào)和接收對方的超聲波信號(hào)； 溫度傳感器也與數(shù)據(jù)采集模塊相連，用于檢測超聲波燃?xì)獗硖峁┕艿揽诘膶?shí)時(shí)溫度； 數(shù)據(jù)采集模塊用于采集超聲波傳感器一、超聲波傳感器二、溫度傳感器接收到的信號(hào)，將信號(hào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量傳給主控模塊； 顯示模塊與主控模塊連接，用于顯示燃?xì)獗淼牧髁啃畔⒑蛨?bào)警信息； 主控模塊用于處理數(shù)據(jù)采集模塊傳送過來的數(shù)據(jù)并得到燃?xì)獾牧髁浚瑫r(shí)控制顯
示模塊的顯示以及閥門動(dòng)作的信號(hào)輸出。 作為優(yōu)選，所述的主控模塊還連接有用于校準(zhǔn)燃?xì)饬髁康男?zhǔn)模塊；通過校準(zhǔn)模塊對得到的燃?xì)饬髁窟M(jìn)行校準(zhǔn)使燃?xì)饬髁康木_度更高。 作為優(yōu)選，所述的主控模塊連接有用于存儲(chǔ)用戶信息和燃?xì)獗硇畔?shù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。 作為優(yōu)選，所述的主控模塊連接有用于燃?xì)獗砼c外部進(jìn)行信息傳遞的紅外通訊模塊。[0013] 作為優(yōu)選，所述的主控模塊連接有IC卡讀寫模塊。 作為優(yōu)選，所述表體的管道腔體內(nèi)設(shè)有水平平行的多層分隔板。 作為優(yōu)選，所述的主控模塊連接有報(bào)警模塊。 作為優(yōu)選，所述的主控模塊連有閥門驅(qū)動(dòng)模塊，閥門驅(qū)動(dòng)模塊連接閥門；當(dāng)燃?xì)獗頊y量到燃?xì)饬髁慨惓r(shí)，可以關(guān)閉閥門停止供氣。 作為優(yōu)選，所述的主控模塊連接用于檢測電源模塊電壓的電壓檢測模塊。[0018] 作為優(yōu)選，所述的主控模塊連接用作備用電源的超級(jí)電容。 本實(shí)用新型的帶溫度補(bǔ)償?shù)某暡ㄈ細(xì)獗硗ㄟ^在燃?xì)獗韮?nèi)設(shè)置超聲波檢測裝置來測定燃?xì)獾牧髁浚@示在顯示模塊上，整個(gè)帶溫度補(bǔ)償?shù)某暡ㄈ細(xì)獗泶蠖技稍谝粋€(gè)電路板上，體積非常小巧，傳感器也非常小，所以燃?xì)獗砭涂梢宰龅姆浅５男?，安裝的時(shí)候就非常方便，設(shè)計(jì)管道的時(shí)候就可以有很多選擇；由于全部都是通過電子元件進(jìn)行測量，所以不會(huì)出現(xiàn)由于元件老化而使精度降低的情況；同時(shí)由于沒有機(jī)械結(jié)構(gòu)在燃?xì)獗韮?nèi)運(yùn)動(dòng)，所以不會(huì)產(chǎn)生噪音；而且超聲波傳感器可以通過不斷的發(fā)送超聲波信號(hào)，從而獲取燃?xì)獾乃矔r(shí)流量以及累積流量；而由于溫度變化引起的測量不準(zhǔn)確的變化，則通過在燃?xì)獗韮?nèi)設(shè)置溫度傳感器來測量溫度的變化值，通過溫度補(bǔ)償轉(zhuǎn)換公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，經(jīng)過比較修正處理來補(bǔ)償流量的真實(shí)性，以達(dá)精準(zhǔn)。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1的左視圖； 圖3為圖1的俯視圖； 圖4為超聲波傳感器設(shè)置在管道腔體內(nèi)的示意圖； 圖5為溫度傳感器在管道腔體內(nèi)的示意圖 圖6為超聲波檢測裝置的原理框圖。
具體實(shí)施方式如圖1 3所示，超聲波燃?xì)獗戆ㄉ蠚んw5和下殼體6組成的表體，表體上形成燃?xì)馔ㄟ^的管道腔體3，防爆電機(jī)閥8設(shè)置在管道腔體3內(nèi)。 如圖4所示，超聲波傳感器一 1、超聲波傳感器二 2設(shè)置在通氣管道腔體3內(nèi)燃?xì)饬魍窂降纳嫌魏拖掠?，上游的超聲波傳感器?1發(fā)出超聲波給下游的超聲波傳感器二 2，可以得到傳送時(shí)間1\ ;然后由相反方向從下游的超聲波傳感器二 2向上游的超聲波傳感器一 1發(fā)出超聲波，可以得到傳送時(shí)間T2 ;然后通過以下方法可以得到燃?xì)獾牧魉賃 : [0031][0032]
上游到下游的傳送時(shí)間A - ^ u fl下游到上游的傳送時(shí)間A = ^
則燃?xì)饬魉賃為"=丄(丄-丄)，
2 cos 0 7; r2
其中L為超聲波傳感器一1與超聲波傳感器二 2之間超聲波的傳播距離，
4[0033] C為超聲波在沒有氣體流動(dòng)時(shí)的通氣管道腔體內(nèi)的傳播速度， e為燃?xì)獾牧鲃?dòng)方向與超聲波傳感器一 1和超聲波傳感器二 2之間傳送超聲波路徑方向的夾角。 設(shè)通氣管道的截面積為S，氣體流動(dòng)時(shí)間為T[0036] 則燃?xì)獗淼牧髁縌為Q = U*S*T。 由于氣體在流路中的流動(dòng)受到腔體內(nèi)壁的阻力，所以流動(dòng)速度不均勻，靠近腔壁的氣體流速慢，靠近中央的氣體流速快。而由公式計(jì)算得出的流速U是一個(gè)由超聲波轉(zhuǎn)換的平均速率，簡單地將單位截面積S與流速U相乘并不能反映實(shí)際準(zhǔn)確的氣體流量。所以在腔體3內(nèi)設(shè)有多層水平平行的分隔板9 ;多層水平平行的分隔板9將腔體3內(nèi)分為獨(dú)立的多層腔室，燃?xì)饬鬟^腔體3的時(shí)候，燃?xì)饬髀繁环譃樗狡叫械亩鄬?，分別從多層獨(dú)立的腔室經(jīng)過，使得氣體在流路中的流動(dòng)受到相對相同的阻力，流動(dòng)速度相對均勻，進(jìn)而得到的流速U能夠更為準(zhǔn)確地反映氣體的流動(dòng)速度。 如圖5所示，溫度傳感器4設(shè)置在腔體內(nèi)與數(shù)據(jù)采集模塊相連； 數(shù)據(jù)采集模塊通過溫度傳感器4檢測流過腔體的氣體溫度，將信息采集后轉(zhuǎn)換成
數(shù)字信息傳給主控模塊； 如圖6所示，超聲波傳感器一 1、超聲波傳感器二 2都與數(shù)據(jù)采集模塊相連，[0041] 數(shù)據(jù)采集模塊用于采集超聲波傳感器一 1、超聲波傳感器二 2接收到的信號(hào)，將信號(hào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量傳給主控模塊； 顯示模塊與主控模塊連接，根據(jù)需要顯示燃?xì)獗淼男畔?；主要顯示內(nèi)容有流量
信息、瞬時(shí)流量及累計(jì)流量、閥門開關(guān)狀態(tài)、電源電壓狀態(tài)、氣體流向狀態(tài)，以及報(bào)警信息等。 超聲波傳感器一 1和超聲波傳感器二 2分別收到對方發(fā)出的超聲波信號(hào)后，通過數(shù)據(jù)采集模塊將采集的數(shù)據(jù)傳送給主控模塊，主控模塊根據(jù)傳送過來的數(shù)據(jù)得到超聲波傳
感器一 1傳送超聲波信號(hào)到達(dá)超聲波傳感器二 2的傳送時(shí)間1\和超聲波傳感器二傳送超聲波信號(hào)到超聲波傳感器一的傳送時(shí)間L，然后通過燃?xì)饬髁康挠?jì)算公式得到燃?xì)獾牧髁縌。顯示模塊采用液晶顯示屏，可以較為方便靈巧的顯示燃?xì)獗淼牧髁啃畔ⅲㄋ矔r(shí)流量和累積流量。 溫度傳感器定時(shí)的采集燃?xì)獗韮?nèi)的溫度值，在測到數(shù)據(jù)后通過數(shù)據(jù)采集模塊將采集的數(shù)據(jù)傳送給主控模塊，數(shù)據(jù)采集模塊傳送過來的溫度信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換得到數(shù)字值傳送給主控模塊，定義溫度常溫25攝氏度，通過公式計(jì)算AQ = QXRXZX (At+27315)/P，其中AQ為溫度補(bǔ)償流量，Q為上文超聲波傳感器所計(jì)算得出的實(shí)際測量值，R是氣體常數(shù)(常溫常壓)，Z是氣體壓縮系數(shù)(常溫常壓)，Z是燃?xì)獗淼念~定壓力，At是燃?xì)獗韮?nèi)溫度傳感器測到的不同時(shí)間溫度值的差值，由此得出最終帶溫度補(bǔ)償?shù)牧髁恐礠T = Q± AQ。[0045] 燃?xì)獗砩贤瑫r(shí)設(shè)置校正模塊用以校正燃?xì)饬髁恐?，由于在?shí)際流量測量的時(shí)候，很多因素都會(huì)影響到測量結(jié)果，所以有必要對理論計(jì)量值進(jìn)行校正，校正公式為Qt二KQ+B，其中Qt為校正以后的流量，Q為按照公式計(jì)算得到的理論流量值，K、 B為校正參數(shù)，K、 B值的確定可以在檢定表具的時(shí)候，向燃?xì)獗磔斎攵嘟M不同的燃?xì)饬髁浚瑴y出多組理論計(jì)算值，得到多組燃?xì)饬髁康膶?shí)際值和理論計(jì)算值后，可以通過最小二乘法或者曲線擬合法等確定最佳的一個(gè)校正參數(shù)K、B的值。[0046] 主控模塊連接紅外通訊模塊；在燃?xì)獗碛?jì)量校準(zhǔn)時(shí)，表號(hào)的設(shè)定和計(jì)量參數(shù)設(shè)定
都是通過紅外通訊模塊來進(jìn)行，即燃?xì)獗硗ㄟ^紅外通訊模塊與外部信息傳遞。 主控模塊連接數(shù)據(jù)存貯模塊，數(shù)據(jù)存貯模塊采用EEPROM存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)用戶信
息數(shù)據(jù)、表號(hào)信息、計(jì)量參數(shù)信息、使用信息、異常報(bào)警信息等各種燃?xì)獗硇畔⒑陀脩粜畔?。[0048] 主控模塊連接報(bào)警模塊，當(dāng)燃?xì)獗戆l(fā)生異常時(shí)，或掉電或存貯氣量不足時(shí)，發(fā)出蜂鳴器報(bào)警聲音，提請用戶注意。 主控模塊連接IC卡讀寫模塊，IC卡讀寫模塊用于IC卡與燃?xì)獗磉M(jìn)行信息傳遞，
用戶可以通過燃?xì)夤绢A(yù)先繳納燃?xì)赓M(fèi)用，然后燃?xì)夤鞠騃C卡寫入繳費(fèi)信息，用戶通過
IC卡與燃?xì)獗硇畔⒔粨Q實(shí)現(xiàn)燃?xì)獾耐〝?，從而?shí)現(xiàn)燃?xì)獗淼念A(yù)付費(fèi)功能。 主控模塊連接用于檢測電源模塊電壓的電壓檢測模塊；電壓檢測模塊檢測電源模
塊的電壓，當(dāng)電源電壓降到欠壓值時(shí)，發(fā)出欠壓信號(hào)給主控模塊，主控模塊發(fā)出報(bào)警命令、
閥門關(guān)閉命令、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)命令以及停止IC卡讀寫命令，各功能模塊按照命令執(zhí)行。 主控模塊連接用作備用電源的超級(jí)電容；在電源掉電后，采用備用超級(jí)電容供電，
此時(shí)主要用于主控模塊命令發(fā)布及各執(zhí)行單元的命令執(zhí)行。 在主控模塊上連接有閥門驅(qū)動(dòng)模塊，閥門驅(qū)動(dòng)模塊連接閥門，當(dāng)燃?xì)獗頇z測到燃?xì)饬髁慨惓；蛘唠娫茨K電壓欠壓時(shí)，主控模塊就通過閥門驅(qū)動(dòng)模塊控制閥門關(guān)閉通氣管道，停止供氣；當(dāng)燃?xì)饬髁恳约半娫措妷夯謴?fù)正常后，主控模塊就控制閥門打開通氣管道，恢復(fù)供氣。
權(quán)利要求一種帶溫度補(bǔ)償?shù)某暡ㄈ細(xì)獗恚ū眢w，其特征在于，所述表體內(nèi)設(shè)置有超聲波檢測裝置，超聲波檢測裝置包括主控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、電源模塊以及超聲波傳感器一、超聲波傳感器二和溫度傳感器；所述的超聲波傳感器一、超聲波傳感器二都與數(shù)據(jù)采集模塊相連，并分別設(shè)置在表體的管道腔體內(nèi)燃?xì)饬魍窂降纳嫌魏拖掠?，超聲波傳感器一、超聲波傳感器二分別用于向?qū)Ψ桨l(fā)射超聲波信號(hào)和接收對方的超聲波信號(hào)；溫度傳感器也與數(shù)據(jù)采集模塊相連，用于檢測超聲波燃?xì)獗硖峁┕艿揽诘膶?shí)時(shí)溫度；數(shù)據(jù)采集模塊用于采集超聲波傳感器一、超聲波傳感器二、溫度傳感器接收到的信號(hào)，將信號(hào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量傳給主控模塊；顯示模塊與主控模塊連接，用于顯示燃?xì)獗淼牧髁啃畔⒑蛨?bào)警信息；主控模塊用于處理數(shù)據(jù)采集模塊傳送過來的數(shù)據(jù)并得到燃?xì)獾牧髁?，同時(shí)控制顯示模塊的顯示以及閥門動(dòng)作的信號(hào)輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶溫度補(bǔ)償?shù)某暡ㄈ細(xì)獗?，其特征在于，所述的主控模塊還連接有用于校準(zhǔn)燃?xì)饬髁康男?zhǔn)模塊；通過校準(zhǔn)模塊對得到的燃?xì)饬髁窟M(jìn)行校準(zhǔn)使燃?xì)饬髁康木_度更高。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶溫度補(bǔ)償?shù)某暡ㄈ細(xì)獗?，其特征在于，所述的主控模塊連接有用于存儲(chǔ)用戶信息和燃?xì)獗硇畔?shù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。
4 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶溫度補(bǔ)償?shù)某暡ㄈ細(xì)獗?，其特征在于，所述的主控模塊連接有用于燃?xì)獗砼c外部進(jìn)行信息傳遞的紅外通訊模塊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶溫度補(bǔ)償?shù)某暡ㄈ細(xì)獗?，其特征在于，所述的主控模塊連接有IC卡讀寫模塊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶溫度補(bǔ)償?shù)某暡ㄈ細(xì)獗?，其特征在于，所述表體的管道腔體內(nèi)設(shè)有水平平行的多層分隔板。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶溫度補(bǔ)償?shù)某暡ㄈ細(xì)獗?，其特征在于，所述的主控模塊連接有報(bào)警模塊。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶溫度補(bǔ)償?shù)某暡ㄈ細(xì)獗?，其特征在于，所述的主控模塊連有閥門驅(qū)動(dòng)模塊，閥門驅(qū)動(dòng)模塊連接閥門；當(dāng)燃?xì)獗頊y量到燃?xì)饬髁慨惓r(shí)，可以關(guān)閉閥門停止供氣。
9 >. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶溫度補(bǔ)償?shù)某暡ㄈ細(xì)獗?，其特征在于，所述的主控模塊連接用于檢測電源模塊電壓的電壓檢測模塊。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶溫度補(bǔ)償?shù)某暡ㄈ細(xì)獗?，其特征在于，所述的主控模塊連接用作備用電源的超級(jí)電容。
專利摘要本實(shí)用新型的帶溫度補(bǔ)償?shù)某暡ㄈ細(xì)獗?，通過在燃?xì)獗韮?nèi)設(shè)置超聲波檢測裝置來測定燃?xì)獾牧髁浚@示在顯示模塊上；而由于溫度變化引起的測量不準(zhǔn)確的變化，則通過在燃?xì)獗韮?nèi)設(shè)置溫度傳感器來測量溫度的變化值，通過溫度補(bǔ)償轉(zhuǎn)換公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，經(jīng)過比較修正處理來補(bǔ)償流量的真實(shí)性，以達(dá)精準(zhǔn)。
文檔編號(hào)G01F25/00GK201548273SQ20092020017
公開日2010年8月11日 申請日期2009年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者王震, 裘頂 申請人:浙江威星智能儀表股份有限公司