CN104596593A - 一种用于气体流量测量的智能监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于气体流量测量的智能监测装置，流量计本体的输出口处设置有压力传感器和温度传感器A；密封液中设置有温度传感器B；鼓轮转轴外设置有脉冲发生器，脉冲发生器与鼓轮转轴同步旋转；传感器数据和脉冲量送入到单片计算机；单片计算机把数据处理后，通过显示器显示计算后的流量数据。本发明采用32位ARM单片机计算机以其高性能实现了对湿式气体流量计计量运行的智能化检测与管理。能实时、全方位集中显示流量计的计量运行状况，大大方便了现场操作；通过人机交互界面，可按使用者的要求进行智能化的计量检测与计量管理，能极大限度地满足各种计量运行要求；提供了目前市场所见湿式气体流量计没有的创新功能。

Description

一种用于气体流量测量的智能监测装置

技术领域

本发明涉及高准确度气体流量测量的智能检测仪器，特别涉及一种用于气体流量测量的智能监测装置。

背景技术

采用现行湿式气体流量计对流经传输回路的气体进行高准确度的体积测量或量值传递时，必须使用湿式气体流量计在上一级标准器校准时给出的修正因子进行示值误差修正计算；并同时给出被检气体输出时的工作压力、工作温度等实时工况参数以供被测量气体在使用状况下的分析或量值传递时的修正计算。

目前湿式气体流量计是在不同部位设置人工读数的机械式指针显示体积瞬时输出量；设置机械计数器记录体积累计输出量；并通过人工计时，计算输出气体流量后，查阅对应流量下的修正因子进行修正计算以得到工况条件下的最终体积输出结果；与此同时进行人工读取U型管压力计检测到的气体输出压力、玻璃壳温度计检测到的输出温度，以提供温度、压力等运行工况参数。这种方式使湿式气体流量计在实际操作中难以实现连续运行中对体积输出值与压力、温度等工况的同步、实时准确读取；操作人员记录数据也十分地不方便；更适应不了自动化测控技术发展的要求。

发明内容

 本发明的目的是提供一种用于气体流量测量的智能监测装置以弥补现有技术不足。

   本发明为达到目的采用的技术方案是：

一种用于气体流量测量的智能监测装置，包括流量计本体，其特征是：

流量计本体的输出口处设置有压力传感器和温度传感器A；流量计本体内的密封液中设置有温度传感器B；流量计本体内的鼓轮转轴外设置有脉冲发生器，脉冲发生器与鼓轮转轴同步旋转；

压力传感器、温度传感器连接至单片计算机，由单片计算机实时采集传感器数据；脉冲发生器获得的数字脉冲量送入到单片计算机；

单片计算机把数据处理后，通过显示设备显示或通过通讯接口向上位计算机传输计算后的流量数据及工况参数，或者同时采用显示和上传的处理方式。

优化的：所述的显示设备安装在流量计本体上。

优化的：流量计本体上设置有键盘接口和交-直流变换电路。

优化的：脉冲发生器为光电编码器或旋转变压器。

本发明的积极效果在于：

本发明采用32位ARM单片计算机以其高性能实现了对湿式气体流量计计量运行的智能化检测与管理。本发明能实时、全方位集中显示流量计的计量运行状况，大大方便了现场操作；本发明通过人机交互界面，可按使用者的要求进行智能化的计量检测与计量管理，能极大限度地满足各种计量运行要求；本发明通过通讯接口与高抗干扰现场总线CAN总线，上可与校准装置联机实现流量修正因子的自动校准，减轻检定工作者的劳动强度、减少失误、提高效率；下可使之成为高可靠性的现场终端设备融入自动化测控***。这样，本发明所述的一种用于气体流量测量的智能监测装置与湿式气体流量计本体融合成为一种机电一体化产品，提供了目前市场所见湿式气体流量计没有的创新功能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为***工作框图。

图4是运行程序框图。

具体实施方式

实施例：

    在图中，1是压力传感器，2是温度传感器，3是温度传感器，4是脉冲发生器，5是鼓轮转轴，6是显示设备（液晶显示器），7是键盘接口，8是交-直流变换电路，9是通讯接口，10是流量计本体。

压力传感器1、温度传感器2、温度传感器3均选用快速响应器件，以保证检测的实时性。

压力传感器1和温度传感器2检测气体输出时的压力与温度工况参数，提供给量值传递时使用，温度传感器3检测流量计本体10内部密封液工作温度，衡量是否满足规程要求。

上述传感器输出的代表现场物理量的模拟量，由后续连接的A/D转换电路转换成为计算机可识别的数字量传送给单片计算机计数器暂存；

脉冲发生器4与鼓轮转轴5同步旋转产生与鼓轮转数和转角直接相关的输出体积脉冲当量，在工作环境条件较好的实验室使用，一般选择安装光电编码器作为脉冲发生器4，后续电路可简化为保证传输安全的隔离电路；在使用环境条件较差时，选用旋转变压器作为脉冲发生器4，在旋转变压器与隔离电路之间则必须配置转换电路，方可获得数字脉冲量。

数字脉冲量向单片计算机实时提供每瞬时的工况运行数据。

数据通讯组件由通讯接口9 及现场总线CAN总线电路和RS485电路组成，这是一组输入/输出双向数据通道，当启用RS485通讯通道，可将本发明与校验标准装置连接，接受校验标准装置的启动与停止指令、接收校验标准装置发出的实时体积输出数据、出口压力与出口温度以及流量信息；与此同时，单片计算机将同步采集之前所述的各项运行工况数据，并按校准规范规定的数学模型计算出湿式气体流量计在当前校准流量点处的示值误差修正因子；当启用现场总线通讯通道，安装本发明，便成为一台智能型现场检测仪，作为现场终端设备纳入自动化测控***，向上位计算机发送监测数据或接受上位计算机的查询。

人机交互功能组件，由液晶显示器6、键盘接口7及译码电路组成，液晶显示器6作为可视化输出器件，直接与单片计算机输出端口出脚连接；操作者可通液晶显示器6实时读取到本发明运行过程中的所有工况数据，其中体积输出示值是经过修正因子换算后的可直接使用的数据；当键盘接口7外接输入键盘接入后，操作者可通过键盘操作，在液晶显示器6上查询历史资料、更改运行工况输出项或是输入/更改修正因子，实现与本发明的人机交互。

硬件数据存储硬件电路具有数据存储功能，采用了非易失性存储器，它直接连接与单片计算机的数据和地址线连接，供计算机存/取湿式气体流量计运行所需基本数据，如体积脉冲当量值、体积输出示值误差修正因子、压力与温度传感器的校准参数以及液晶显示器6的显示方式及显示项等；存储功能组件IV还具有保存一定时段的运行数据供查询。

直流电源供电功能组件，由交-直流变换电路8与多品种电源电路器件组成，满足本发明智能装置所有器件及电路用电，包括所需隔离用电的需要。直流电源供电功能组件以220V市电输入，经降压、整流及滤波后由多品种电源电路器件组转换而来。

本发明所述的一种用于气体流量测量的智能监测装置，采用高性能32位ARM单片计算机和专业的嵌入式操作***UC/OSII，该机种数据处理能力很强，满足湿式气体流量计运行对实时性及计算精度要求。湿式气体流量计上电启用后，将通过包括自检在内的初始化运行，之后先识别通讯端口以确定是否执行校准作业或是联机运行，否则确定为单机独立运行，会查询键盘接口，接受操作者对基本数据的输入或修改、建立操作者要求的工作状态；之后，单片计算机检查出口处的环境温度与密封液温度并给出提示，当达到运行规程或操作者给定的要求后，湿式气体流量计可投入工作运行。

Claims (4)

1.一种用于气体流量测量的智能监测装置，包括流量计本体，其特征是：

流量计本体上设置有压力传感器和温度传感器；流量计本体内的鼓轮转轴外设置有脉冲发生器，脉冲发生器与鼓轮转轴同步旋转；

压力传感器、温度传感器连接至单片计算机，由单片计算机实时采集传感器数据；脉冲发生器获得的数字脉冲量送入到单片计算机；

单片计算机把数据处理后，通过显示设备显示或通过通讯接口向上位计算机传输计算后的流量数据及工况参数，或者同时采用显示和上传的处理方式。

2.根据权利要求1所述的一种用于气体流量测量的智能监测装置，其特征是：所述的显示设备安装在流量计本体上。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于气体流量测量的智能监测装置，其特征是：流量计本体上设置有键盘接口和交-直流变换电路。

4.根据权利要求1所述的一种用于气体流量测量的智能监测装置，其特征是：脉冲发生器为光电编码器或旋转变压器。