專利名稱：?jiǎn)螠囟葌鞲衅鞒暡崃繙y(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于流體檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種單溫度傳感器超聲波熱量測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
我國(guó)幅員遼闊，在北方冬季需要供暖，為了節(jié)約能源，減少煙塵，大部分地區(qū)采用熱網(wǎng)集中供熱。但是目前居民家還沒有安裝熱能表，所以只能按居住面積來(lái)收費(fèi)，顯然這是不合理的。自動(dòng)累計(jì)熱量的儀器并非沒有，但是其價(jià)格高昂，無(wú)法普及到每個(gè)家庭。因此， 開發(fā)一款低成本的熱能表，具有很好的市場(chǎng)前景。熱能表按照基表結(jié)構(gòu)和原理不同，可分為機(jī)械式(其中包括渦輪式、孔板式、渦街式)、電磁式、超聲波式等種類。其中，機(jī)械式熱能表由于摩損大，使用年限短，其市場(chǎng)化受到一定的限制；電磁式熱能表雖然精度高，但是其成本極高，而且需要外加電源，所以很少采用電磁式熱能表；超聲波式熱能表由于其對(duì)介質(zhì)要求不高，溫度、壓力、密度等因素對(duì)其影響不大，且成本較低，具有良好的市場(chǎng)前景。目前，市場(chǎng)上出現(xiàn)的超聲波熱能表，其結(jié)構(gòu)一般為一個(gè)超聲波流量計(jì)加上在進(jìn)水管道和出水管道上安裝的2個(gè)溫度傳感器。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種單溫度傳感器超聲波熱量測(cè)量裝置，以降低超聲熱能表的成本。單溫度傳感器超聲波熱量測(cè)量裝置，包括第一換能器，第二換能器，鉬電阻 PT1000,第一信號(hào)調(diào)理電路，第二信號(hào)調(diào)理電路，第三信號(hào)調(diào)理電路，第一驅(qū)動(dòng)電路，第二驅(qū)動(dòng)電路，高速時(shí)間及溫度采樣電路，單片機(jī)；第一換能器和第二換能器的輸出信號(hào)分別經(jīng)過(guò)第一信號(hào)調(diào)理電路和第二信號(hào)調(diào)理電路后，與高速時(shí)間及溫度轉(zhuǎn)換電路連接；第一換能器和第二換能器的輸入端分別與第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路的一端連接；第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路的另一端分別與高速時(shí)間及溫度轉(zhuǎn)換電路連接；鉬電阻PT1000的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)第三信號(hào)調(diào)理電路然后與高速時(shí)間及溫度轉(zhuǎn)換電路連接；高速時(shí)間及溫度轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)連接。所述的第一換能器和第二換能器分別安裝在供水管道上，鉬電阻PT1000設(shè)置在回水管道上。第一信號(hào)調(diào)理電路及第二信號(hào)調(diào)理電路均采用TLV3502芯片和SN74LVC1G02芯片。第三信號(hào)調(diào)理電路采用NC7S14芯片。高速時(shí)間及溫度轉(zhuǎn)換電路采用GP21芯片。單片機(jī)采用MSP430F437芯片。本實(shí)用新型的有益效果在于本實(shí)用新型利用超聲波的傳播速度與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)安裝在進(jìn)水管道的一對(duì)超聲波換能器，測(cè)得進(jìn)水管道內(nèi)水的流速和進(jìn)水溫度，利用安裝在回水管道的溫度傳感器PT1000測(cè)得回水溫度，最后積算出供熱系統(tǒng)釋放的熱量。與傳統(tǒng)的超聲熱能表相比，本實(shí)用新型減少了一個(gè)溫度傳感器，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，降低了生產(chǎn)成本。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，本裝置精度可達(dá)2%。

圖I是單溫度傳感器超聲波熱量測(cè)量裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2是超聲波換能器在管道上得安裝示意圖；圖3是單溫度傳感器超聲波熱量測(cè)量裝置一種具體電路實(shí)例。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。參照?qǐng)D1，單溫度傳感器超聲波熱量測(cè)量方法的裝置，包括由第一換能器、第二換能器、第一驅(qū)動(dòng)電路、第二驅(qū)動(dòng)電路、第一信號(hào)調(diào)理電路和第二信號(hào)調(diào)理電路組成的流量及入水溫度測(cè)量模塊；PT1000和第三信號(hào)調(diào)理電路組成的回水溫度測(cè)量模塊；高速時(shí)間及溫度轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)。第一換能器分別與第一驅(qū)動(dòng)電路的一端和第一信號(hào)調(diào)理電路的一端連接，第一驅(qū)動(dòng)電路的另一端和第一信號(hào)調(diào)理電路的另一端分別與高速時(shí)間及溫度轉(zhuǎn)換電路的firel腳和stopl腳連接；第二換能器分別與第二驅(qū)動(dòng)電路的一端和第二信號(hào)調(diào)理電路的一端連接，第二驅(qū)動(dòng)電路的另一端和第二信號(hào)調(diào)理電路的另一端分別與高速時(shí)間及溫度轉(zhuǎn)換電路的fire2腳和stop2腳連接；PT1000與第三信號(hào)調(diào)理電路連接，然后與高速時(shí)間及溫度轉(zhuǎn)換電路連接；高速時(shí)間及溫度轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)連接。圖2是超聲波換能器在管道上的安裝示意圖，一對(duì)超聲波換能器對(duì)稱的安裝在過(guò)管道直徑的連線上，聲程與管道軸線的夾角e —般取40°。利用上述裝置測(cè)量熱量方法具體是首先采用一對(duì)超聲波換能器測(cè)得超聲波在管道內(nèi)的順流時(shí)間h和逆流時(shí)間t2
權(quán)利要求1.單溫度傳感器超聲波熱量測(cè)量裝置，其特征在于它包括第一換能器，第二換能器， 鉬電阻PT1000，第一信號(hào)調(diào)理電路，第二信號(hào)調(diào)理電路，第三信號(hào)調(diào)理電路，第一驅(qū)動(dòng)電路， 第二驅(qū)動(dòng)電路，高速時(shí)間及溫度采樣電路，單片機(jī)；第一換能器和第二換能器的輸出信號(hào)分別經(jīng)過(guò)第一信號(hào)調(diào)理電路和第二信號(hào)調(diào)理電路后，與高速時(shí)間及溫度轉(zhuǎn)換電路連接；第一換能器和第二換能器的輸入端分別與第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路的一端連接；第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路的另一端分別與高速時(shí)間及溫度轉(zhuǎn)換電路連接；鉬電阻PT1000的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)第三信號(hào)調(diào)理電路然后與高速時(shí)間及溫度轉(zhuǎn)換電路連接；高速時(shí)間及溫度轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)連接；所述的第一換能器和第二換能器分別安裝在供水管道上，鉬電阻PT1000設(shè)置在回水管道上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種單溫度傳感器超聲波熱量測(cè)量裝置。該裝置包括由第一換能器、第二換能器、第一信號(hào)調(diào)理電路和第二信號(hào)調(diào)理電路組成的流量及進(jìn)水溫度采集電路；由一個(gè)鉑電阻PT1000和第三信號(hào)調(diào)理電路組成的出水溫度采集電路；以GP21為核心的高速時(shí)間及溫度轉(zhuǎn)換電路以及單片機(jī)。本實(shí)用新型采用PT1000和超聲波換能器作為測(cè)量元件利用超聲波換能器測(cè)出聲波的順逆流時(shí)間，并以此算出水在管道內(nèi)的流速以及此時(shí)的聲速，通過(guò)聲速與溫度的關(guān)系得到進(jìn)水水溫；利用PT1000測(cè)得回水溫度；最后由單片機(jī)算出熱量。本實(shí)用新型簡(jiǎn)化了熱能表電路，降低了系統(tǒng)功耗以及生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)G01K17/10GK202350956SQ20112045592
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者王成李, 趙偉國(guó), 趙雪松, 黃朝川 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院