一种气体质量流量测量装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种气体质量流量测量装置，该装置包括：相互连接的气体质量流量传感器和校正电路；所述气体质量流量传感器，用于检测气体质量流量，并通过通讯接口输出反映所述气体质量流量大小的第一数字信号；所述校正电路，用于对所述第一数字信号进行校正，以得到第二数字信号。采用该测量装置，实现提高流量检测信号的准确性的目的。
【专利说明】一种气体质量流量测量装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电路【技术领域】，尤其涉及一种气体质量流量测量装置。
【背景技术】
[0002]在气象色谱分析行业中，色谱仪器输出信号的稳定性，是由气体的流量决定的，所以需要对气体质量流量进行检测。现有的气体质量流量检测电路如图1所示，主要由气体质量流量传感器(A WM 4330传感器或A WM 4215传感器)、运算放大器、数据采集芯片(A D芯片1286)和51单片机(S T C 89 C 516)构成，其工作原理为:首先，利用气体质量流量传感器对气体质量流量进行检测，并输出反应流量大小的模拟信号，然后，利用运算放大器对所述模拟信号进行放大后送入数据采集芯片进行A D转换，以将放大后的模拟电信号转换为数字信号，最后将所述数字信号送入51单片机。
[0003]但是，在现有气体质量流量检测电路中，存在以下缺陷:
[0004]首先，现有检测电路中的气体质量流量传感器只能对单一气体种类进行检测，当需要检测不同的气体时便需要更换传感器的型号，这在实际使用过程中会带来很大的不便；此外，传感器输出信号为模拟电压，信号传递时对所述气体质量流量检测电路的干扰也较大。
[0005]其次，现有检测电路需要通过调节滑动电阻器来调节所述运算放大器的基准电压和所述数据采集芯片的基准电压，还需要通过调节滑动电阻器来改变所述数据采集芯片的零点电压和参考电压，以完成对所述数据采集芯片的调零和对所述运算放大器输出的流量信号的校正。但是，通过手动滑动变阻器来改变电压值时，不仅无法确定改变量而且无法快速地稳定检测电路，这会引起检测电路内部很大的波动，从而影响检测的流量信号的准确性，信号精度也随之降低。
实用新型内容
[0006]有鉴于此，本实用新型实施例的主要目的在于提供一种气体质量流量测量装置，以实现提高流量检测信号的准确性的目的。
[0007]为实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种气体质量流量测量装置，包括:相互连接的气体质量流量传感器和校正电路；
[0008]所述气体质量流量传感器，用于检测气体质量流量，并通过通讯接口输出反映所述气体质量流量大小的第一数字信号；
[0009]所述校正电路，用于对所述第一数字信号进行校正，以得到第二数字信号。
[0010]优选地，在上述装置中，所述气体质量流量传感器的型号为F S 5001。
[0011]优选地，在上述装置中，所述通讯接口为R S - 232。
[0012]优选地，在上述装置中，所述校正电路为中央处理器C P U芯片，所述C P U芯片的型号为S TM 32 F 103。
[0013]优选地，在上述装置中，所述校正电路为中央处理器C P U芯片，所述C P U芯片的型号为S T C 5 A 60 S 2。
[0014]优选地，上述装置还包括:液晶屏，与所述C P U芯片连接，用于接收所述C PU
芯片传输的第二数字信号，并显示所述第二数字信号。
[0015]优选地，上述装置还包括:485总线，与所述CPU芯片连接，用于将所述第二数字信号上传至上位机。
[0016]本实用新型实施例提供的气体质量流量测量装置，利用可输出数字信号的气体质量流量传感器进行流量检测，克服了现有技术中传感器输出的模拟电信号在信号传输过程中对电路产生的干扰，从而提高了电路的稳定性；此外，利用校正电路对数字信号进行校正，不需要如现有技术那样通过手动滑动变阻器进行电压调节来实现对传感器输出信号的校正，进一步提高了电路的稳定性，进而保证了输出信号的准确性。
【专利附图】

【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为现有技术中气体质量流量测量装置的结构示意图；
[0019]图2为本实用新型实施例提供的气体质量流量测量装置的结构示意图之一；
[0020]图3为本实用新型实施例提供的气体质量流量测量装置的结构示意图之二 ；
[0021]图4为本实用新型实施例提供的气体质量流量测量装置的结构示意图之三；
[0022]图5为本实用新型实施例提供的气体质量流量测量装置的结构示意图之四；
[0023]图6为本实用新型实施例提供的气体质量流量测量装置的结构示意图之五。
【具体实施方式】
[0024]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0025]实施例一
[0026]参见图2，为本实用新型实施例一提供的气体质量流量测量装置的结构示意图，该装置包括:相互连接的气体质量流量传感器和校正电路；
[0027]所述气体质量流量传感器，用于检测气体质量流量，并通过通讯接口输出反映所述气体质量流量大小的第一数字信号；
[0028]所述校正电路，用于对所述第一数字信号进行校正，以得到第二数字信号。
[0029]实施例二
[0030]参见图3，为本实用新型实施例二提供的气体质量流量测量装置的结构示意图，该装置包括:相互连接的气体质量流量传感器和校正电路；
[0031]所述气体质量流量传感器，用于检测气体质量流量，并通过通讯接口输出反映所述气体质量流量大小的第一数字信号；
[0032]所述校正电路，用于对所述第一数字信号进行校正，以得到第二数字信号。
[0033]具体地，所述气体质量流量传感器的型号为F S 5001，所述通讯接口为R S —232 ;所述校正电路为中央处理器C P U芯片，所述C P U芯片的型号为S TM 32 F 103。
[0034]在上述实施例一的基础上,本实施例二的气体质量流量测量装置还包括:
[0035]液晶屏，与所述C PU芯片(型号为S TM 32 F 103)连接，用于接收所述C P U芯片传输的第二数字信号，并显示所述第二数字信号。
[0036]实施例三
[0037]参见图4，为本实用新型实施例三提供的气体质量流量测量装置的结构示意图，该装置包括:相互连接的气体质量流量传感器和校正电路；
[0038]所述气体质量流量传感器，用于检测气体质量流量，并通过通讯接口输出反映所述气体质量流量大小的第一数字信号；
[0039]所述校正电路，用于对所述第一数字信号进行校正，以得到第二数字信号。
[0040]具体地，所述气体质量流量传感器的型号为F S 5001，所述通讯接口为R S 一232 ;所述校正电路为中央处理器C P U芯片，所述C P U芯片的型号为S T C 5 A 60 S2。
[0041]在上述实施例一的基础上,本实施例三的气体质量流量测量装置还包括:
[0042]液晶屏，与所述C PU芯片(型号为S T C 5 A 60 S 2)连接，用于接收所述C PU芯片传输的第二数字信号，并显示所述第二数字信号。
[0043]实施例四
[0044]参见图5，为本实用新型实施例四提供的气体质量流量测量装置的结构示意图，该装置包括:相互连接的气体质量流量传感器和校正电路；
[0045]所述气体质量流量传感器，用于检测气体质量流量，并通过通讯接口输出反映所述气体质量流量大小的第一数字信号；
[0046]所述校正电路，用于对所述第一数字信号进行校正，以得到第二数字信号。
[0047]具体地，所述气体质量流量传感器的型号为F S 5001，所述通讯接口为R S —232 ;所述校正电路为中央处理器C P U芯片，所述C P U芯片的型号为S TM 32 F 103。
[0048]在上述实施例一的基础上,本实施例四的气体质量流量测量装置还包括:
[0049]485总线，与所述C PU芯片(型号为S TM 32 F 103)连接，用于将所述第二数字信号上传至上位机。
[0050]实施例五
[0051]参见图6，为本实用新型实施例五提供的气体质量流量测量装置的结构示意图，该装置包括:相互连接的气体质量流量传感器和校正电路；
[0052]所述气体质量流量传感器，用于检测气体质量流量，并通过通讯接口输出反映所述气体质量流量大小的第一数字信号；
[0053]所述校正电路，用于对所述第一数字信号进行校正，以得到第二数字信号。
[0054]具体地，所述气体质量流量传感器的型号为F S 5001，所述通讯接口为R S 一232 ;所述校正电路为中央处理器C P U芯片，所述C P U芯片的型号为S T C 5 A 60 S2。[0055]在上述实施例一的基础上，本实施例五的气体质量流量测量装置还包括:
[0056]485总线，与所述C PU芯片(型号为S T C 5 A 60 S 2)连接，用于将所述第二数字信号上传至上位机。
[0057]在上述实施例二至实施例五中，使用F S 5001串口输出的新型气体质量流量传感器，对于气体质量流量传感器F S 5001，具有以下优点:
[0058]1、传感器灵敏度高，有极小的始动流量；
[0059]2、传感器芯片采用热质量流量计量，无需温度压力补偿，保证了传感器的高精度计量;
[0060]3、在单个芯片上实现了多传感器集成，使其量程比得到了提高；
[0061]4、可通过通讯接口主动上传数据(R S 232)；
[0062]5、零点稳定度高；
[0063]6、全量程高稳定性、高精确度；
[0064]7、低功耗、低压损；
[0065]8、响应速度快。
[0066]基于气体质量流量传感器芯片F S 5001的上述优点可知，由于F S 5001米用热质量流量计量，无需温度、压力补偿，保证了传感器的高精计量，从而大大提高了传感器输出信号的精度；此外，F S 5001是通过通讯接口主动上传数据(R S 232)，相对于现有技术中气体质量流量传感器输出的模拟信号，F S 5001克服了模拟信号在信号传递过程中会对电路产生较大干扰的缺陷，从而大大提高了检测电路装置的稳定性。
[0067]需要说明的是，在利用气体质量流量传感器对气体质量流量进行检测时，由于受环境温度等因素的影响，气体质量流量传感器所输出的数字信号会存在一定的误差，所以，在上述实施例二和实施例四中，需要利用C P U芯片对气体质量流量传感器输出的数字信号进行校正。本实用新型实施例采用的C P U芯片为S TM 32 F 103，为32位单片机，与现有技术中的8位单片机相比，S TM 32 F 103具有较高的运算速度；此外，在利用S TM32 F 103对所述第一数字信号进行校正时，可使用其内部的F I a s h存储用于对所述第一数字信号进行校正的校正曲线系数，并在实际应用中可直接进行校正曲线系数的修改，以得到实际所需的气体质量流量信号(即第二数字信号)。可见，本实用新型实施例使用更加强大的C P U芯片S T M 32 F 103实现数据校正，大大提高了数据的准确性和数据运算速度。同样的，C P U芯片S T C 5 A 60 S 2同样具有S T M 32 F 103的优点和功能，所以，所述校正电路还可以是C P U芯片S T C 5 A 60 S 2，参见上述实施例三和实施例五。
[0068]需要说明的是，对于所述C P U芯片所实现的数据校正功能，还可以通过加法器、减法器、乘法器和除法器等硬件电路实现，譬如，当所述气体质量流量传感器输出的第一数字信号为X、校正后的信号为所述第二数字信号Y时，如果所述第一数字信号X与所述第二数字信号Y之间的关系为Y = a X + b，其中，a和b为校正曲线系数，此时便可采用乘法器和加法器组成校正电路，并输出所述第二数字信号Y。
[0069]本实用新型实施例提供的气体质量流量测量装置，利用可输出数字信号的气体质量流量传感器进行流量检测，克服了现有技术中传感器输出的模拟电信号在信号传输过程中对电路产生的干扰，从而提高了电路的稳定性；此外，利用校正电路对数字信号进行校正，不需要如现有技术那样通过手动滑动变阻器进行电压调节来实现对传感器输出信号的校正，进一步提高了电路的稳定性，进而保证了输出信号的准确性。
[0070]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0071]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围`。
【权利要求】
1.一种气体质量流量测量装置，其特征在于，包括:相互连接的气体质量流量传感器和校正电路； 所述气体质量流量传感器，用于检测气体质量流量，并通过通讯接口输出反映所述气体质量流量大小的第一数字信号； 所述校正电路，用于对所述第一数字信号进行校正，以得到第二数字信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于， 所述气体质量流量传感器的型号为F S 5001。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于， 所述通讯接口为R S — 232。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述校正电路为中央处理器CP U芯片，所述C P U芯片的型号为S TM 32 F 103。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述校正电路为中央处理器CP U芯片，所述C P U芯片的型号为S T C 5 A 60 S 2。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 液晶屏，与所述C P U芯片连接，用于接收所述C P U芯片传输的第二数字信号，并显示所述第二数字信号。
7.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 485总线，与所述C P U芯片连接，用于将所述第二数字信号上传至上位机。
【文档编号】G01F1/76GK203629626SQ201320865309
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】毕雪林 申请人:北京雪迪龙科技股份有限公司