一種泵的電機轉(zhuǎn)速和流量測量的控制裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種泵的電機轉(zhuǎn)速和流量測量的控制裝置及其方法，它屬于控制領(lǐng)域。本發(fā)明包括外部轉(zhuǎn)速傳感器、外部流量計、脈沖信號單元、光耦信號電路一、光耦信號電路二、光耦信號電路三、轉(zhuǎn)速信號單元、流量信號單元和單片機，脈沖信號單元和光耦信號電路一分別連接轉(zhuǎn)速信號單元，轉(zhuǎn)速信號單元與單片機的連接，線圈式感應(yīng)傳感器和頻率式輸出傳感器與脈沖信號單元和光耦信號電路一相連，光耦信號電路二和光耦信號電路三分別連接流量信號單元，流量信號單元與單片機連接，電磁流量計和渦輪流量計分別與光耦信號電路二和光耦信號電路三相連。本發(fā)明簡單合理，能測量電機轉(zhuǎn)速和流量，測量精度高，操作簡便，專用性強，能直觀顯示測量值。
【專利說明】
一種泵的電機轉(zhuǎn)速和流量測量的控制裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種裝置及其方法，尤其是涉及一種栗的電機轉(zhuǎn)速和流量測量的控制裝置及其方法，它主要用于栗的電機轉(zhuǎn)速測量和與流量計配套用于液體介質(zhì)流量測量，它屬于控制領(lǐng)域。【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中栗的電機轉(zhuǎn)速和流量測量主要采用以下幾種:1、栗的電機轉(zhuǎn)速測量常用有光反射法、霍爾開關(guān)檢測法和光柵法;2、栗的流量測量有電磁流量計、渦輪流量計等流量傳感器測量。
[0003]上述兩種技術(shù)存在的問題和缺點:它們對栗的電機轉(zhuǎn)速和流量是分立測量，轉(zhuǎn)速測量只能顯示轉(zhuǎn)速，沒有轉(zhuǎn)差、轉(zhuǎn)子頻率及電網(wǎng)頻率顯示;流量測量的流量單位切換不方便，給人們造成諸多不便。
[0004]【公開日】為2012年10月17日，公開號為號102734144A的中國專利中，公開了一種名稱為“流量分配系統(tǒng)及流量分配方法”的發(fā)明專利。本發(fā)明包括轉(zhuǎn)速測量裝置、控制器和流量控制單元;控制器與轉(zhuǎn)速測量裝置相連接，用于根據(jù)轉(zhuǎn)速-電流對應(yīng)關(guān)系確定與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速相匹配的電流信號;流量控制單元與控制器相連接，用于根據(jù)電流信號對栗的流量進行調(diào)節(jié)分配。雖然該專利可以對栗進行轉(zhuǎn)速和流量的測量，但是對轉(zhuǎn)速和流量是分立測量， 轉(zhuǎn)速測量只能顯示轉(zhuǎn)速，沒有轉(zhuǎn)差、轉(zhuǎn)子頻率及電網(wǎng)頻率顯示，故其還是存在上述的缺陷。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種裝置簡單合理， 能測量電機轉(zhuǎn)速和流量，測量精度高，操作簡便，安全可靠，專用性強，能直觀顯示測量值的栗的電機轉(zhuǎn)速和流量測量的控制裝置及其方法。
[0006]本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:該栗的電機轉(zhuǎn)速和流量測量的控制裝置，包括外部轉(zhuǎn)速傳感器和外部流量計，所述外部轉(zhuǎn)速傳感器包括線圈式感應(yīng)傳感器和頻率式輸出傳感器，外部流量計包括電磁流量計和禍輪流量計，其特征在于:還包括脈沖信號單元、光耦信號電路一、光耦信號電路二、光耦信號電路三、轉(zhuǎn)速信號單元、流量信號單元、 單片機、通訊模塊、鍵盤、數(shù)值顯示管、LED指示燈、變壓器和光耦信號電路四，所述脈沖信號單元和光耦信號電路一分別連接轉(zhuǎn)速信號單元，該轉(zhuǎn)速信號單元的輸出端與單片機的信號輸入端連接，線圈式感應(yīng)傳感器和頻率式輸出傳感器的輸出端分別與脈沖信號單元和光耦信號電路一的輸入端相連;光耦信號電路二和光耦信號電路三分別連接流量信號單元，該流量信號單元的輸出端與單片機的信號輸入端連接，電磁流量計和渦輪流量計的輸出端分別與光耦信號電路二和光耦信號電路三的輸入端相連;單片機的信號輸入端連接鍵盤的信號輸出端，單片機的顯示信號輸出端連接數(shù)值顯示管的信號輸入端，單片機的狀態(tài)顯示輸出端連接LED指示燈的輸入端，單片機的數(shù)據(jù)傳輸接口與通訊模塊連接，單片機的信號輸入端連接光耦信號電路四的信號輸出端，變壓器的信號輸出端與光耦信號電路四的信號輸入端相連;簡單合理，能測量電機轉(zhuǎn)速和流量，測量精度高，操作簡便，安全可靠，專用性強，能直觀顯示測量值，線圈式感應(yīng)傳感器的信號是mV級正弦波信號，由濾波電路、低頻放大器和光耦隔離轉(zhuǎn)換成脈沖信號到轉(zhuǎn)速信號切換單元;頻率式輸出傳感器的頻率信號經(jīng)光耦隔離、信號整形電路到轉(zhuǎn)速信號切換單元，轉(zhuǎn)速信號切換單元由單片機控制哪一路轉(zhuǎn)速信號輸入到單片機；電磁流量計和渦輪流量計頻率信號經(jīng)光耦隔離、信號整形電路到流量信號切換單元，流量信號切換單元由單片機控制哪一路流量信號輸入到單片機;單片機功能是信號采集、數(shù)據(jù)運算處理、數(shù)據(jù)保存及控制各個模塊工作。
[0007]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述脈沖信號單元為濾波電路、低頻放大器和光耦隔離三部分組成;把正弦波信號轉(zhuǎn)換成脈沖頻率信號。
[0008]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述光耦信號電路一、光耦信號電路二、光耦信號電路三和光耦信號電路四均為光耦隔離和信號整形電路兩部分組成。
[0009]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述轉(zhuǎn)速信號單元為轉(zhuǎn)速信號二選一切換電路;受單片機控制信號哪一路轉(zhuǎn)速信號輸入。
[0010]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述流量信號單元為流量信號二選一切換電路;受單片機控制信號哪一路流量信號輸入。
[0011]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述單片機采用八位單片機，型號為PIC16F877A;使得單片機的控制信號更準確。
[0012]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述通訊模塊為232通訊模塊;可與計算機通訊。[〇〇13]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述數(shù)值顯示管分兩個窗口，單個窗口均由五位LED七段數(shù)碼管組成;使得顯示更直觀。
[0014]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述頻率式輸出傳感器采用霍爾傳感器或光電傳感器中的一種;使得信號傳輸更快。
[0015]本發(fā)明還提供一種栗的電機轉(zhuǎn)速和流量測量的控制方法，采用權(quán)利要求1-8所述的栗的電機轉(zhuǎn)速和流量測量的控制裝置，步驟如下:(1)通過外部轉(zhuǎn)速傳感器和外部流量計，將栗的電機轉(zhuǎn)速傳感器信號和流量計信號都傳送到單片機上；(2)通過單片機進行信號采集、數(shù)據(jù)運算處理、數(shù)據(jù)保存及控制各個模塊的工作；(3)由鍵盤進行參數(shù)設(shè)置和界面操作，數(shù)值顯示管分兩個窗口，左窗口顯示電機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差、轉(zhuǎn)子頻率及電網(wǎng)頻率，右窗口顯示不同單位下的流量及信號頻率，LED指示燈顯示窗口的顯示狀態(tài)，變壓器作為電壓互感器使用，采集電網(wǎng)頻率，通訊模塊與電腦通訊。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果:1、裝置簡單合理，能測量電機轉(zhuǎn)速和流量，測量精度高，安全可靠，專用性強，能直觀顯示測量值;2、實時響應(yīng)速度快，操作簡便，設(shè)有RS232串行數(shù)據(jù)標準接口，可與計算機進行通訊?！靖綀D說明】
[0017]圖1是本發(fā)明實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:脈沖信號單元1，光耦信號電路一 2,光耦信號電路二3,光耦信號電路三4,轉(zhuǎn)速信號單元5，流量信號單元6，單片機7，通訊模塊8，鍵盤9，數(shù)值顯示管10，LED指示燈11，變壓器12，光耦信號電路四13，外部轉(zhuǎn)速傳感器20，外部流量計30，線圈式感應(yīng)傳感器201，頻率式輸出傳感器202，電磁流量計301，渦輪流量計302。【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖并通過實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。
[0020]實施例。
[0021]參見圖1，本實施例栗的電機轉(zhuǎn)速和流量測量的控制裝置主要包括脈沖信號單元 1、光耦信號電路一 2、光耦信號電路二3、光耦信號電路三4、轉(zhuǎn)速信號單元5、流量信號單元 6、單片機7、通訊模塊8、鍵盤9、數(shù)值顯示管10、LED指示燈11、變壓器12、光耦信號電路四13、 外部轉(zhuǎn)速傳感器20和外部流量計30。[〇〇22]本實施例包括外部轉(zhuǎn)速傳感器20和外部流量計30,外部轉(zhuǎn)速傳感器20包括線圈式感應(yīng)傳感器201和頻率式輸出傳感器202,外部流量計30包括電磁流量計301和渦輪流量計 302,脈沖信號單元1和光耦信號電路一 2分別連接轉(zhuǎn)速信號單元5,該轉(zhuǎn)速信號單元5的輸出端與單片機7的信號輸入端連接，線圈式感應(yīng)傳感器201和頻率式輸出傳感器202的輸出端分別與脈沖信號單元1和光親信號電路一 2的輸入端相連。
[0023]本實施例中光耦信號電路二3和光耦信號電路三4分別連接流量信號單元6,該流量信號單元6的輸出端與單片機7的信號輸入端連接，電磁流量計301和渦輪流量計302的輸出端分別與光親信號電路二3和光親信號電路三4的輸入端相連。[〇〇24]本實施例中單片機7的信號輸入端連接鍵盤9的信號輸出端，單片機7的顯示信號輸出端連接數(shù)值顯示管10的信號輸入端，單片機7的狀態(tài)顯示輸出端連接LED指示燈11的輸入端，單片機7的數(shù)據(jù)傳輸接口與通訊模塊8連接，單片機7的信號輸入端連接光耦信號電路四13的信號輸出端，變壓器12的信號輸出端與光耦信號電路四13的信號輸入端相連。
[0025]本實施例中脈沖信號單元1為濾波電路、低頻放大器和光耦隔離三部分組成，光耦信號電路一 2、光親信號電路二3、光親信號電路三4和光親信號電路四13均為光親隔離和信號整形電路兩部分組成。
[0026]本實施例中轉(zhuǎn)速信號單元5為轉(zhuǎn)速信號二選一切換電路，流量信號單元6為流量信號二選一切換電路。[〇〇27]本實施例中單片機7采用八位單片機7,型號為PIC16F877A，通訊模塊8為232通訊模塊8，數(shù)值顯示管10分兩個窗口，單個窗口均由五位LED七段數(shù)碼管組成，頻率式輸出傳感器202采用霍爾傳感器或光電傳感器中的一種。
[0028]本實施例栗的電機轉(zhuǎn)速和流量測量的控制方法，步驟如下:(1)通過外部轉(zhuǎn)速傳感器20和外部流量計30,將栗的電機轉(zhuǎn)速傳感器信號和流量計信號都傳送到單片機7上；(2) 通過單片機7進行信號采集、數(shù)據(jù)運算處理、數(shù)據(jù)保存及控制各個模塊的工作；(3)由鍵盤9 進行參數(shù)設(shè)置和界面操作，數(shù)值顯示管10分兩個窗口，左窗口顯示電機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差、轉(zhuǎn)子頻率及電網(wǎng)頻率，右窗口顯示不同單位下的流量及信號頻率，LED指示燈11顯示窗口的顯示狀態(tài)，變壓器12作為電壓互感器使用，采集電網(wǎng)頻率，通訊模塊8與電腦通訊。[〇〇29]本實施例中線圈式感應(yīng)傳感器201測電機轉(zhuǎn)速原理是根據(jù)異步電機的漏磁現(xiàn)象感應(yīng)出電機轉(zhuǎn)子頻率，裝置還從工作電源中采集電網(wǎng)頻率，公式計算轉(zhuǎn)子頻率與電網(wǎng)頻率關(guān)系求得電機轉(zhuǎn)速。
[0030]本實施例中線圈式感應(yīng)傳感器201的信號是mV級正弦波信號，由濾波電路、低頻放大器和光耦隔離轉(zhuǎn)換成脈沖信號到轉(zhuǎn)速信號切換單元;頻率式輸出傳感器202的頻率信號經(jīng)光耦隔離、信號整形電路到轉(zhuǎn)速信號切換單元，轉(zhuǎn)速信號切換單元由單片機7控制哪一路轉(zhuǎn)速信號輸入到單片機7;電磁流量計301和渦輪流量計302頻率信號經(jīng)光耦隔離、信號整形電路到流量信號切換單元，流量信號切換單元由單片機7控制哪一路流量信號輸入到單片機7。[〇〇31]本實施例中脈沖信號單元1將正弦波信號轉(zhuǎn)換成脈沖頻率信號，轉(zhuǎn)速信號單元5為轉(zhuǎn)速信號二選一切換電路，受單片機7控制信號哪一路轉(zhuǎn)速信號輸入，流量信號單元6為流量信號二選一切換電路，受單片機7控制信號哪一路流量信號輸入。[〇〇32]本實施例中光耦信號電路四13把正弦波信號轉(zhuǎn)換成脈沖頻率信號，鍵盤9為4X4鍵盤9，用于參數(shù)設(shè)置和界面操作，數(shù)值顯示管10分兩個窗口，單個窗口由五位LED七段數(shù)碼管組成，LED指示燈11顯示窗口的顯示狀態(tài)，變壓器12為220V/12V變壓器12,作為電壓互感器使用，采集電網(wǎng)頻率。
[0033]本實施例中栗的電機轉(zhuǎn)速傳感器信號和流量計信號都傳送到同一個裝置上，單片機7功能是信號采集、數(shù)據(jù)運算處理、數(shù)據(jù)保存及控制各個模塊工作。裝置由兩個顯示窗口組成，左窗口顯示電機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差、轉(zhuǎn)子頻率及電網(wǎng)頻率，右窗口顯示不同單位下的流量及信號頻率，參數(shù)設(shè)置和界面操作通過按鍵面板輸入，通過232通訊模塊8與電腦通訊。[〇〇34]本實施例的控制方法實現(xiàn)了一個裝置就能測量電機轉(zhuǎn)速和流量，可作為栗性能試驗中作為轉(zhuǎn)速和流量的標準計量裝置，專用性強。[0〇35 ]通過上述闡述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員已能實施。[〇〇36]此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例說明。凡依據(jù)本發(fā)明專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或者簡單變化，均包括于本發(fā)明專利的保護范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種栗的電機轉(zhuǎn)速和流量測量的控制裝置，包括外部轉(zhuǎn)速傳感器(20)和外部流量計 (30)，所述外部轉(zhuǎn)速傳感器(20)包括線圈式感應(yīng)傳感器(201)和頻率式輸出傳感器(202)， 外部流量計(30 )包括電磁流量計(301)和禍輪流量計(302 )，其特征在于:還包括脈沖信號 單元(1)、光耦信號電路一(2)、光耦信號電路二(3)、光耦信號電路三(4)、轉(zhuǎn)速信號單元 (5)、流量信號單元(6)、單片機(7)、通訊模塊(8)、鍵盤(9)、數(shù)值顯示管(10)、LED指示燈 (11)、變壓器(12)和光耦信號電路四(13)，所述脈沖信號單元(1)和光耦信號電路一 (2)分 別連接轉(zhuǎn)速信號單元(5)，該轉(zhuǎn)速信號單元(5)的輸出端與單片機(7)的信號輸入端連接，線 圈式感應(yīng)傳感器(201)和頻率式輸出傳感器(202)的輸出端分別與脈沖信號單元(1)和光耦 信號電路一(2)的輸入端相連；光耦信號電路二(3)和光耦信號電路三(4)分別連接流量信號單元(6)，該流量信號單 元(6 )的輸出端與單片機(7 )的信號輸入端連接，電磁流量計(301)和渦輪流量計(302 )的輸 出端分別與光親信號電路二(3 )和光親信號電路三(4)的輸入端相連；單片機(7)的信號輸入端連接鍵盤(9)的信號輸出端，單片機(7)的顯示信號輸出端連 接數(shù)值顯示管(10)的信號輸入端，單片機(7)的狀態(tài)顯示輸出端連接LED指示燈(11)的輸入 端，單片機(7)的數(shù)據(jù)傳輸接口與通訊模塊(8)連接，單片機(7)的信號輸入端連接光耦信號 電路四(13)的信號輸出端，變壓器(12)的信號輸出端與光親信號電路四(13)的信號輸入端 相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的栗的電機轉(zhuǎn)速和流量測量的控制裝置，其特征在于:所述脈沖 信號單元(1)為濾波電路、低頻放大器和光耦隔離三部分組成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的栗的電機轉(zhuǎn)速和流量測量的控制裝置，其特征在于:所述光耦 信號電路一(2)、光親信號電路二(3)、光親信號電路三(4)和光親信號電路四(13)均為光親 隔離和信號整形電路兩部分組成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的栗的電機轉(zhuǎn)速和流量測量的控制裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)速 信號單元(5)為轉(zhuǎn)速信號二選一切換電路。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的栗的電機轉(zhuǎn)速和流量測量的控制裝置，其特征在于:所述流量 信號單元(6)為流量信號二選一切換電路。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的栗的電機轉(zhuǎn)速和流量測量的控制裝置，其特征在于:所述單片 機(7)采用八位單片機，型號為PIC16F877A。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的栗的電機轉(zhuǎn)速和流量測量的控制裝置，其特征在于:所述通訊 模塊(8)為232通訊模塊。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的栗的電機轉(zhuǎn)速和流量測量的控制裝置，其特征在于:所述數(shù)值 顯示管(10)分兩個窗口，單個窗口均由五位LED七段數(shù)碼管組成。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的栗的電機轉(zhuǎn)速和流量測量的控制裝置，其特征在于:所述頻率 式輸出傳感器(202)采用霍爾傳感器或光電傳感器中的一種。10.—種栗的電機轉(zhuǎn)速和流量測量的控制方法，采用權(quán)利要求1-9所述的栗的電機轉(zhuǎn)速 和流量測量的控制裝置，其特征在于:步驟如下(1)通過外部轉(zhuǎn)速傳感器(20)和外部流量計(30)，將栗的電機轉(zhuǎn)速傳感器信號和流量 計信號都傳送到單片機(7)上；(2)通過單片機(7)進行信號采集、數(shù)據(jù)運算處理、數(shù)據(jù)保存及控制各個模塊的工作；(3)由鍵盤(9)進行參數(shù)設(shè)置和界面操作，數(shù)值顯示管(10)分兩個窗口，左窗口顯示電 機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差、轉(zhuǎn)子頻率及電網(wǎng)頻率，右窗口顯示不同單位下的流量及信號頻率，LED指示 燈(11)顯示窗口的顯示狀態(tài)，變壓器(12)作為電壓互感器使用，采集電網(wǎng)頻率，通訊模塊 (8)與電腦通訊。
【文檔編號】G01D21/02GK105974840SQ201610413108
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月14日
【發(fā)明人】吳飛, 何朝輝, 陶仁和, 程玫, 汪燦飛, 戚勝堅
【申請人】浙江省機電設(shè)計研究院有限公司