專利名稱：一種壓力、壓差組合測(cè)量通信實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量通訊實(shí)現(xiàn)方法，尤其涉及一種用于熱量表管道測(cè)量方面的壓力、壓差組合測(cè)量及通信實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
目前在熱量表管道測(cè)量、監(jiān)控方面，還無(wú)能同時(shí)進(jìn)行測(cè)量壓力、壓差，并且能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信的成型設(shè)備?，F(xiàn)有的對(duì)熱量表管道壓力、壓差測(cè)量、監(jiān)控只能單獨(dú)分開(kāi)進(jìn)行， 且精確度高的設(shè)備價(jià)格較高，相對(duì)價(jià)格便宜的設(shè)備而精確度又較低，不能滿足精確度較高測(cè)量、監(jiān)控的需要。隨著社會(huì)的進(jìn)步，因此急需一種既能同時(shí)進(jìn)行測(cè)量壓力、壓差，并且能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信的成型設(shè)備，為此需要一種能實(shí)現(xiàn)上述功能于一體的壓力、壓差組合測(cè)量通信實(shí)現(xiàn)方法。
發(fā)明專利內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有的設(shè)備不能同時(shí)進(jìn)行測(cè)量壓力、壓差，并且不能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信的問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種壓力、壓差組合測(cè)量及通信實(shí)現(xiàn)方法。
為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種壓力、壓差組合測(cè)量及通信實(shí)現(xiàn)方法，其方法的實(shí)現(xiàn)包括以下步驟
1.選擇壓阻式壓力傳感器；
2.配對(duì)壓力傳感器，利用0. 1級(jí)高精度數(shù)字壓力表對(duì)壓力傳感器進(jìn)行壓力準(zhǔn)確度校準(zhǔn)，在準(zhǔn)確度合格的壓力傳感器中，對(duì)數(shù)值誤差偏差方向一致的進(jìn)行配對(duì)，兩支為一對(duì)， 確保達(dá)到壓差準(zhǔn)確度要求；
3.把配對(duì)好的壓力傳感器分別安裝于供熱進(jìn)、回水管道上，不同壓力情況下傳輸不同電壓差信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過(guò)放大電路放大并經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理，顯示成實(shí)際壓力值；
4.把兩個(gè)壓力值做差，得出進(jìn)、回水管道壓力差；
5.把采集的壓力差數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)M-Bus集中器、GPRS通信模塊將數(shù)據(jù)上傳至控制室上位機(jī)中，實(shí)現(xiàn)管道壓力、壓差同時(shí)測(cè)量，并將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸，以便監(jiān)控。
本發(fā)明在單個(gè)壓力傳感器達(dá)到準(zhǔn)確度要求的前提下，對(duì)組合使用的兩只傳感器進(jìn)行了配對(duì)，保證了壓力、壓差測(cè)量準(zhǔn)確度，同時(shí)大大降低了成本。本發(fā)明用于供熱系統(tǒng)管網(wǎng)上壓力、壓差測(cè)量，通過(guò)通信傳輸，實(shí)現(xiàn)了供熱公司監(jiān)控整個(gè)管網(wǎng)，調(diào)整控制進(jìn)回水壓力，及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道漏水等突發(fā)情況。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
圖1為利用本發(fā)明所制作的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為本發(fā)明所利用的電路原理圖。
圖3為三運(yùn)放差分放大電路原理圖。
圖2中1.模擬開(kāi)關(guān)；2、顯示模塊；3、通信模塊；U1、U2為壓力傳感器；MCU為單片機(jī)。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，利用本發(fā)明所制作的系統(tǒng)主要包括壓力傳感器、放大電路、單片機(jī)、 顯示模塊、通信模塊、M-Bus供電模塊(M-Bus 是一種專門(mén)為消耗測(cè)量?jī)x器和計(jì)數(shù)器傳送信息的數(shù)據(jù)總線設(shè)計(jì)的，M-Bus在建筑物和工業(yè)能源消耗數(shù)據(jù)采集有多方面的應(yīng)用。)。
壓力傳感器壓力傳感器采用壓阻式傳感器，壓阻式傳感器是指利用單晶硅材料的壓阻效應(yīng)和集成電路技術(shù)制成的傳感器。單晶硅材料在受到力的作用后，電阻率發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量電路就可得到正比于力變化的電信號(hào)輸出。壓阻式傳感器用于壓力、拉力、壓力差和可以轉(zhuǎn)變?yōu)榱Φ淖兓钠渌锢砹?如液位、加速度、重量、應(yīng)變、流量、真空度)的測(cè)量和控制。
配對(duì)壓力傳感器利用0. 1級(jí)高精度數(shù)字壓力表對(duì)壓力傳感器進(jìn)行壓力準(zhǔn)確度校準(zhǔn)，在準(zhǔn)確度合格的壓力傳感器中，對(duì)數(shù)值誤差偏差方向一致的進(jìn)行配對(duì)，確保達(dá)到壓差準(zhǔn)確度要求。
放大電路采用三運(yùn)放差分電路，如圖3所示，放大器的第I級(jí)主要用來(lái)提高整個(gè)放大電路的輸入阻抗；第II級(jí)采用差動(dòng)電路用以提高共模抑制比。電路中輸入級(jí)由A3、A4 兩個(gè)同相輸入運(yùn)算放大器電路并聯(lián)，再與A5差分輸入串聯(lián)的三運(yùn)放差動(dòng)放大電路構(gòu)成。電路優(yōu)點(diǎn)差模信號(hào)按差模增益放大，遠(yuǎn)高于共模成分(噪聲)；決定增益的電阻(Rl、Rp、R3) 理論上對(duì)共模抑制比Kcmr沒(méi)有影響，因此電阻的誤差不重要。Vol = verbal orderl 口頭命令，言語(yǔ)命令。
三運(yùn)放差分放大電路特點(diǎn)
1)高輸入阻抗。被提取的信號(hào)是不穩(wěn)定的高內(nèi)阻源的微弱信號(hào)，為了減少信號(hào)源內(nèi)阻的影響，必須提高放大器輸入阻抗。一般情況下，信號(hào)源的內(nèi)阻為IOOkQ，則放大器的輸入阻抗應(yīng)大于IM Ω。
2)高共模抑制比CMRR。信號(hào)工頻干擾以及所測(cè)量的參數(shù)以外的作用的干擾，一般為共模干擾，前置級(jí)須采用CMRR高的差動(dòng)放大形式，能減少共模干擾向差模干擾轉(zhuǎn)化。
3)低噪聲、低漂移。主要作用是對(duì)信號(hào)源的影響小，拾取信號(hào)的能力強(qiáng)，以及能夠使輸出穩(wěn)定。
如圖3所示，電路對(duì)共模輸入信號(hào)沒(méi)有放大作用，共模電壓增益接近于零。這不僅與實(shí)際的共模輸入有關(guān)，而且也與A3和Α4的失調(diào)電壓和漂移有關(guān)。如果A3和Α4有相等的漂移速率，且向同一方向漂移，那么漂移就作為共模信號(hào)出現(xiàn)，沒(méi)有被放大，還能被第II 級(jí)抑制。這樣對(duì)于A3和Α4的漂移要求就會(huì)降低。A3和Α4前置放大級(jí)的差模增益要做的盡可能高，相比之下，第II級(jí)(AO的漂移和共模誤差就可以忽略，對(duì)放大器的要求就可以大大降低。當(dāng)R3 = R4、R5 = R6時(shí)，兩級(jí)的總增益為兩個(gè)差模增益的乘積，即
Avd = ((Rp+2R1)/Rp) (R6/R4)
上述電路具有輸入阻抗高，共模抑制比高等優(yōu)點(diǎn)，可作為通用儀用放大器使用。
顯示模塊采用液晶屏顯示，分項(xiàng)顯示管道之間各自壓力、壓差等信息。
通信模塊該產(chǎn)品通過(guò)M-Bus總線與M-Bus集中器連接，然后經(jīng)過(guò)GPRS模塊通過(guò) hternet與安裝在控制室內(nèi)可以上網(wǎng)的電腦上的軟件系統(tǒng)遠(yuǎn)距離通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
測(cè)量原理在供熱計(jì)量系統(tǒng)中，將已經(jīng)過(guò)配對(duì)的壓力傳感器分別安裝在進(jìn)、回水管道上，通過(guò)小信號(hào)放大和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)，將測(cè)量的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，經(jīng)計(jì)算并在積分儀的液晶屏中顯示壓力、壓差，并經(jīng)M-Bus通信線路與上位機(jī)軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程通信。 該技術(shù)與熱量測(cè)量技術(shù)的配合應(yīng)用，可以隨時(shí)檢測(cè)到供熱管道中的水壓情況和熱量使用情況，對(duì)供熱系統(tǒng)的安全運(yùn)行和良好維護(hù)起到了重要的監(jiān)控作用。
權(quán)利要求
1. 一種壓力、壓差組合測(cè)量及通信實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于其方法的實(shí)現(xiàn)包括以下步驟I.選擇壓阻式壓力傳感器；II.配對(duì)壓力傳感器，利用0.1級(jí)高精度數(shù)字壓力表對(duì)壓力傳感器進(jìn)行壓力準(zhǔn)確度校準(zhǔn)，在準(zhǔn)確度合格的壓力傳感器中，對(duì)數(shù)值誤差偏差方向一致的進(jìn)行配對(duì)，兩支為一對(duì)，確保達(dá)到壓差準(zhǔn)確度要求；III.把配對(duì)好的壓力傳感器分別安裝于供熱進(jìn)、回水管道上，不同壓力情況下傳輸不同電壓差信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過(guò)放大電路放大并經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理，顯示成實(shí)際壓力值；nil.把兩個(gè)壓力值做差，得出進(jìn)、回水管道壓力差；IIIII.把采集的壓力差數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)M-Bus集中器、GPRS通信模塊將數(shù)據(jù)上傳至控制室上位機(jī)中，實(shí)現(xiàn)管道壓力、壓差同時(shí)測(cè)量，并將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸，以便監(jiān)控。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種壓力、壓差組合測(cè)量及通信實(shí)現(xiàn)方法。其方法的實(shí)現(xiàn)包括五個(gè)步驟，本發(fā)明在單個(gè)壓力傳感器達(dá)到準(zhǔn)確度要求的前提下，對(duì)組合使用的兩只傳感器進(jìn)行了配對(duì)，保證了壓力、壓差測(cè)量準(zhǔn)確度，同時(shí)大大降低了成本。本發(fā)明用于供熱系統(tǒng)管網(wǎng)上壓力、壓差測(cè)量，通過(guò)通信傳輸，實(shí)現(xiàn)了供熱公司監(jiān)控整個(gè)管網(wǎng)，調(diào)整控制進(jìn)回水壓力，及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道漏水等突發(fā)情況。
文檔編號(hào)G01L13/06GK102507073SQ20111033027
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者付濤, 門(mén)建青, 高鴻 申請(qǐng)人:威海市天罡儀表股份有限公司