[实用新型]超声波热量表

说明书

技术领域

本实用新型属于计量领域，具体涉及一种超声波热量表。

背景技术

随着国家经济技术的发展和人民生活水平的提高，供暖/供热系统已经逐步成为人们的必备选择之一。

超声波热量表是供暖/供热系统的核心部件之一，超声波热量表的计量是否准确直接影响到供热/供暖系统的收费是否准确合理。目前超声波热量表主要由流量传感器、配对温度传感器和计算器所组成，通过对流过超声波热量表的水温的温差和热水的流量对热量进行计量。因此超声波热量表的核心是流量的测量和温度的测量。目前超声波热量表的流量测量大多采用传统的叶轮式的流量测量技术，该技术压损大、测量精度容易受水中杂质影响，而且叶轮易磨损、使用寿命短；而温度测量大多采用常规的温度测量方法，精度较低，而精度一旦提高，则其所需要的高精度A/D转换器带来了巨大的成本的增加。随着行业的发展，超声波热量表的精度要求越来越高，而成本要求也越来越低，因此现有的超声波热量表已经开始无法满足现代计量行业的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种计量准确、成本低廉、易于实施的超声波热量表。

本实用新型提供的这种超声波热量表，包括微处理器、电源模块、温度检测模块和流量检测模块；温度检测模块包括铂热电阻测量电路、入水口温度传感器和出水口温度传感器；流量检测模块包括超声波流量传感器和超声波时差测量电路，其特征在于铂热电阻测量电路包括依次连接的计时电路和触发器电路，计时电路和入水口温度传感器、出水口温度传感器连接，用于时间的测量和温度传感器的测温，触发器电路用于计时电路的触发。

所述的超声波热量表还包括和微处理器连接存储模块，用于存储计量的数据。

所述的超声波热量表还包括和微处理器LCD显示模块，用于显示超声波热量表的计量数据，也用于对超声波热量表进行参数设置。

所述的超声波流量传感器包括和模拟多路开关连接的第一超声波换能器和第二超声波换能器，用于在水中发射和接收超声波，从而测量热水的流量。

所述的超声波时差测量电路包括型号为74HC4053的模拟多路开关、型号为TDC_GP2的计时芯片和型号为LMV761的比较器；模拟多路开关用于连接超声波流量传感器并控制超声波流量传感器进行测量；比较器可以设置一个阈值电压，当接收信号幅值高于阈值时即产生一个稳定的电平信号控制计时芯片的计时单元停止计时。

所述的流量传感器的第一超声波换能器的数据负引脚直接与地相连，数据正引脚与模拟多路开关的1Y1脚、2Y0脚、3Y1脚同时相连；第二超声波换能器的数据负引脚直接与地相连，数据正引脚FIREB与模拟多路开关的1Y0脚、2Y1脚、3Y0脚同时相连；微处理器的第一输入/输出端口分别与模拟多路开关的S1脚、S2脚和S3脚相连；模拟多路开关的3Z脚直接接地；模拟多路开关的1Z脚和2Z脚相连后，通过电阻和第一二极管再与计时芯片相连。微处理器PWM功能输入/输出引脚通过电容和第二二极管后与模拟多路开关连接；微处理器的第二输入/输出引脚提供一个矩形脉冲，通过充电电容为模拟多路开关提供电源；微处理器第三输入/输出引脚与比较器直接相连并控制比较器的工作；微处理器通过计时芯片的CLK32IN引脚为计时芯片提供标准低频信号，计时芯片通过该标准低频信号对计时芯片外接的标准晶振信号进行校准。

所述的计时器电路和触发器电路包括计时芯片、施密特触发器、充放电电容、第一低温漂精密电阻、第二低温漂精密电阻；施密特触发器用于电容充放电过程中电压阀值控制；计时芯片用于电容放电时间的测量和铂热电阻的计算。计时芯片有4个测量端口，分别为PT1、PT2、PT3、PT4；第一低温漂精密电阻和第二低温漂精密电阻的一端分别与计时芯片的测量端口相连，另一端与充放电电容相连；入水口温度传感器和出水口温度传感器的输出信号分别一端与计时芯片的测量端口相连，另一端与充放电电容相连。

本实用新型通过时差法计量，采用高精度的计时芯片、模拟多路开关和比较器，精确的测量出超声波在水中的顺流和逆流传播时间差并转换成水的流量，同时采用高精度的计时芯片和施密特触发器，精确的测量出铂热电阻的放电时间并转化为该温度下的铂热电阻值，进而测量通过超声波热量表的入水口和出水口的温度，从而根据出入水口水温差和流量进行热量的计量；本实用新型采用新型电路设计和芯片选型，在现有热量计量电路的基础上进行电路改进和升级，使得测量数据更加准确，而且成本更低，电路简单且易于实施；利用本实用新型的超声波热量表制成的热量表，计量更加准确，成本更低。

附图说明