专利名称：一种机械式热量表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种热量表，尤其是涉及一种机械式热量表。
背景技术：
我国北方冬季需要供暖，为了节约能源，减少烟尘，大多数地区已通过热网集中供暖。但是目前因为居民家里还没有安装热量表，只好暂且按建筑面积收取热能使用费。但是按建筑面积收供热费显然是不合理的，应该按照用户实际用的热能来计算收取。现有技术中自动累计热量的仪器，如机械式热量表、电磁式热量表和超声波式热量表等。电磁式热量表和超声波式热量表成本较高，市场售价相对较高，只在少数供热总管上得到了应用；而机械式热量表是在热水表的基础上设计的，通过热水表测量暖气水流体积，然后结合温差计算热量的一种计量仪表，其成本较低，已在供热总管上得到了广泛的应用并有望进入家庭，但是，目前机械式热量还存在着成本较高、适应性不强、使用寿命短、测量精度不够好等缺陷和不足，影响了其推广使用。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种机械式热量表，其结构简单，设计合理，使用操作便捷，测量精度高，可靠性高，实现成本低，适应性强，使用寿命长，实用性强，便于推广使用。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种机械式热量表，包括安装在供水管道上的热量表基表、安装在热量表基表之前的供水管道上的供水温度传感器和安装在回水管道上的回水温度传感器，其特征在于所述热量表基表的顶端安装有基表发讯装置，所述基表发讯装置的顶端安装有热量计量装置；所述基表发讯装置包括发讯屏蔽罩和安装在发讯屏蔽罩内的韦根传感器；所述热量计量装置包括计量装置壳体和设置在计量装置壳体内的热量计量电路；所述韦根传感器、供水温度传感器和回水温度传感器均与所述热量计量电路相接。上述的一种机械式热量表，其特征在于所述热量表基表为多流束热量表基表。上述的一种机械式热量表，其特征在于所述热量计量电路包括微处理器模块和给热量计量电路中各用电单元供电的电源模块，所述微处理器模块的输入端接有按键输入模块、基表发讯接口电路模块、温度传感器接口电路模块、红外通讯接口电路模块和编程接口电路模块，所述微处理器模块的输出端接有用于对热量数据进行显示的液晶显示电路模块；所述韦根传感器与所述基表发讯接口电路模块相接，所述供水温度传感器和回水温度传感器均与所述温度传感器接口电路模块相接；所述按键输入模块、红外通讯接口电路模块和液晶显示电路模块均外露在计量装置壳体顶端，所述温度传感器接口电路模块外露在计量装置壳体侧壁上。上述的一种机械式热量表，其特征在于所述微处理器模块为单片机 MSP430F413。[0008]上述的一种机械式热量表，其特征在于所述电源模块包括电池BTl和极性电容 Cl，所述电池BTl的正极与所述极性电容Cl的正极相接且为电源模块的输出端VCC，所述电池BTl的负极和所述极性电容Cl的负极均接地。上述的一种机械式热量表，其特征在于所述按键输入模块包括电阻R11、无极性电容C8和具有三个引脚的按键KEY，所述按键KEY的控制端引脚与单片机MSP430F413的引脚45相接，所述按键KEY的另外两个引脚中的一个与电阻Rll的一端和无极性电容C8的一端相接、另一个和电容C8的另一端均接地，所述电阻Rll的另一端与电源模块的输出端 VCC相接。上述的一种机械式热量表，其特征在于所述基表发讯接口电路模块包括无极性电容C7、电阻R5和用于连接韦根传感器的两脚接插件J1，所述无极性电容C7的一端、电阻 R5的一端和两脚接插件Jl的引脚2均与单片机MSP430F413的引脚46相接，所述无极性电容C7的一端和两脚接插件Jl的引脚1均接地，所述电阻R5的另一端与电源模块的输出端 VCC相接。上述的一种机械式热量表，其特征在于所述温度传感器接口电路模块包括无极性电容C4和C5、极性电容C6、以及两脚接插件J2和J3，所述无极性电容C4的一端、无极性电容C5的一端、极性电容C6的正极、两脚接插件J3的引脚2和两脚接插件J2的引脚1 均与单片机MSP430F413的引脚47相接，所述两脚接插件J3的引脚1与单片机MSP430F413 的引脚51相接，所述两脚接插件J2的引脚2与单片机MSP430F413的引脚48相接，所述无极性电容C4的另一端、无极性电容C5的另一端和极性电容C6的负极均接地。上述的一种机械式热量表，其特征在于所述红外通讯接口电路模块包括三极管 Q2、红外发光二极管D1、红外接收芯片BRMINI811、电阻R1、R3和R4 ；所述三极管Q2的基极与电阻R3的一端相接，所述电阻R3的另一端与单片机MSP430F413的引脚50相接，所述三极管Q2的集电极与红外发光二极管Dl的负极相接，所述红外发光二极管Dl的正极与电阻R4的一端相接，所述电阻R4的另一端与电源模块的输出端VCC相接，所述红外接收芯片 BRMINI811的引脚1与单片机MSP430F413的引脚52相接，所述红外接收芯片BRMINI811的引脚3与电阻Rl的一端相接，所述电阻Rl的另一端与单片机MSP430F413的引脚49相接， 所述三极管Q2的发射极和红外接收芯片BRMINI811的引脚2均接地。10.按照权利要求5所述的一种机械式热量表，其特征在于所述液晶显示电路模块为具有M个引脚的TN段式LCD液晶屏，所述TN段式LCD液晶屏的引脚0 19分别依次对应与单片机MSP430F413的引脚12 31相接，所述TN段式IXD液晶屏的引脚20 23 分别依次对应与单片机MSP430F413的引脚39 36相接。本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、本实用新型采用集成化的方案实现了热表标准所要求的各种功能，结构简单， 设计合理，使用操作便捷。2、本实用新型采用单个微处理器实现了流量检测、温度检测、分析计算、显示及按键功能，比分块多芯片方案具有成本低、可靠性高的优点；采用单片机MSP430F413作为微处理器，功耗低，数据处理速度快、精度高。3、本实用新型的实现成本低，适应性强，使用寿命长，实用性强，便于推广使用到供热总管上，并有望进入各个百姓家庭。[0018]综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，使用操作便捷，测量精度高，可靠性高，实现成本低，适应性强，使用寿命长，实用性强，解决了现有技术所存在的成本较高、适应性不强、使用寿命短、测量精度不够好等缺陷和不足，便于推广使用。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型热量计量电路的电路框图。图3为本实用新型微处理器模块与液晶显示电路模块的电路原理图。图4为本实用新型电源模块的电路原理图。图5为本实用新型按键输入模块的电路原理图。图6为本实用新型基表发讯接口电路模块的电路原理图。图7为本实用新型温度传感器接口电路模块的电路原理图。图8为本实用新型红外通讯接口电路模块的电路原理图。附图标记说明1-热量表基表；2-供水温度传感器；3-回水温度传感器；4-1-发讯屏蔽罩； 4-2-韦根传感器；5-1-计量装置壳体；5-21-微处理器模块；5-22-电源模块；5_23_按键输入模块；5-24-基表发讯接口电路模块；5-25-温度传感器接口电路模块；5-26-红外通讯接口电路模块；5-27-编程接口电路模块；5-28-液晶显示电路模块。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括安装在供水管道上的热量表基表1、安装在热量表基表1之前的供水管道上的供水温度传感器2和安装在回水管道上的回水温度传感器3，所述热量表基表1的顶端安装有基表发讯装置，所述基表发讯装置的顶端安装有热量计量装置；所述基表发讯装置包括发讯屏蔽罩4-1和安装在发讯屏蔽罩4-1内的韦根传感器4-2 ； 所述热量计量装置包括计量装置壳体5-1和设置在计量装置壳体5-1内的热量计量电路； 所述韦根传感器4-2、供水温度传感器2和回水温度传感器3均与所述热量计量电路相接。本实施例中，所述热量表基表1为多流束热量表基表1。该表与单流束热量表基表相比，相对磨损小，使用年限长。如图2所示，本实施例中，所述热量计量电路包括微处理器模块5-21和给热量计量电路中各用电单元供电的电源模块5-22，所述微处理器模块5-21的输入端接有按键输入模块5-23、基表发讯接口电路模块5- 、温度传感器接口电路模块5-25、红外通讯接口电路模块516和编程接口电路模块5-27，所述微处理器模块5-21的输出端接有用于对热量数据进行显示的液晶显示电路模块5- ；所述韦根传感器4-2与所述基表发讯接口电路模块5-M相接，所述供水温度传感器2和回水温度传感器3均与所述温度传感器接口电路模块5-25相接；所述按键输入模块5-23、红外通讯接口电路模块5- 和液晶显示电路模块5- 均外露在计量装置壳体5-1顶端，所述温度传感器接口电路模块5-25外露在计量装置壳体5-1侧壁上。如图3所示，本实施例中，所述微处理器模块5-21为单片机MSP430F413。单片机MSP430F413的引脚M 58用于连接编程接口电路模块5_27，该编程接口电路模块5_27 为公知的MSP430系列单片机的编程接口电路模块。如图4所示，本实施例中，所述电源模块5-22包括电池BTl和极性电容Cl，所述电池BTl的正极与所述极性电容Cl的正极相接且为电源模块5-22的输出端VCC，所述电池 BTl的负极和所述极性电容Cl的负极均接地。如图5所示，本实施例中，所述按键输入模块5-23包括电阻Rl 1、无极性电容C8和具有三个引脚的按键KEY，所述按键KEY的控制端引脚与单片机MSP430F413的引脚45相接，所述按键KEY的另外两个引脚中的一个与电阻Rll的一端和无极性电容C8的一端相接、另一个和电容C8的另一端均接地，所述电阻Rll的另一端与电源模块5-22的输出端 VCC相接。如图6所示，本实施例中，所述基表发讯接口电路模块5-M包括无极性电容C7、电阻R5和用于连接韦根传感器4-2的两脚接插件Jl，所述无极性电容C7的一端、电阻R5的一端和两脚接插件Jl的引脚2均与单片机MSP430F413的引脚46相接，所述无极性电容C7 的一端和两脚接插件Jl的引脚1均接地，所述电阻R5的另一端与电源模块5-22的输出端 VCC相接。如图7所示，本实施例中，所述温度传感器接口电路模块5-25包括无极性电容C4 和C5、极性电容C6、以及两脚接插件J2和J3，所述无极性电容C4的一端、无极性电容C5的一端、极性电容C6的正极、两脚接插件J3的引脚2和两脚接插件J2的引脚1均与单片机 MSP430F413的引脚47相接，所述两脚接插件J3的引脚1与单片机MSP430F413的引脚51 相接，所述两脚接插件J2的引脚2与单片机MSP430F413的引脚48相接，所述无极性电容 C4的另一端、无极性电容C5的另一端和极性电容C6的负极均接地。如图8所示，本实施例中，所述红外通讯接口电路模块546包括三极管Q2、红外发光二极管D1、红外接收芯片BRMINI811、电阻Rl、R3和R4 ；所述三极管Q2的基极与电阻 R3的一端相接，所述电阻R3的另一端与单片机MSP430F413的引脚50相接，所述三极管Q2 的集电极与红外发光二极管Dl的负极相接，所述红外发光二极管Dl的正极与电阻R4的一端相接，所述电阻R4的另一端与电源模块5-22的输出端VCC相接，所述红外接收芯片 BRMINI811的引脚1与单片机MSP430F413的引脚52相接，所述红外接收芯片BRMINI811的引脚3与电阻Rl的一端相接，所述电阻Rl的另一端与单片机MSP430F413的引脚49相接， 所述三极管Q2的发射极和红外接收芯片BRMINI811的引脚2均接地。如图3所示，本实施例中，所述液晶显示电路模块5- 为具有对个引脚的TN段式 LCD液晶屏，TN段式LCD液晶屏根据所需实现的显示功能而定制；所述TN段式LCD液晶屏的引脚0 19分别依次对应与单片机MSP430F413的引脚12 31相接，所述TN段式IXD 液晶屏的引脚20 23分别依次对应与单片机MSP430F413的引脚39 36相接。制作时，多流束热量表基表1采用重力浇注技术，在保证机械强度、密封性的前提下，产品的用铜量比同类产品减少10%，有效地节约了机械加工成本。基表发讯装置采用成本低且工作可靠性高的韦根发讯方式。本实用新型的工作原理及工作过程是在水流通过多流束热量表基表1时，多流束热量表基表1中叶轮上的磁铁和韦根传感器4-2相偶合，产生脉冲并通过基表发讯接口电路模块5-M传输给微处理器模块5-21，微处理器模块5-21对该脉冲信号进行采集并分析得出流量信号；供水温度传感器2和回水温度传感器3采集供水温度和回水温度并通过温度传感器接口电路模块5-25传输给微处理器模块5-21，微处理器模块5-21对该温度信号进行采集并根据流量信号、供水温度信号和回水温度信号计算出热量；通过按键输入模块5-23、红外通讯接口电路模块546和液晶显示电路模块5- 进行热量数据的显示和交换。综上所述，本实用新型采用集成化的方案实现了热表标准所要求的各种功能，结构简单，设计合理，使用操作便捷，测量精度高，可靠性高，实现成本低，适应性强，使用寿命长，实用性强，便于推广使用。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
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权利要求1.一种机械式热量表，包括安装在供水管道上的热量表基表(1)、安装在热量表基表(1)之前的供水管道上的供水温度传感器( 和安装在回水管道上的回水温度传感器 (3)，其特征在于所述热量表基表(1)的顶端安装有基表发讯装置，所述基表发讯装置的顶端安装有热量计量装置；所述基表发讯装置包括发讯屏蔽罩和安装在发讯屏蔽罩 (4-1)内的韦根传感器G-2)；所述热量计量装置包括计量装置壳体(5-1)和设置在计量装置壳体(5-1)内的热量计量电路；所述韦根传感器G-2)、供水温度传感器( 和回水温度传感器C3)均与所述热量计量电路相接。
2.按照权利要求1所述的一种机械式热量表，其特征在于所述热量表基表(1)为多流束热量表基表(1)。
3.按照权利要求1或2所述的一种机械式热量表，其特征在于所述热量计量电路包括微处理器模块(5-21)和给热量计量电路中各用电单元供电的电源模块(5-22)，所述微处理器模块(5-21)的输入端接有按键输入模块(5-23)、基表发讯接口电路模块(5-M)、 温度传感器接口电路模块(5-25)、红外通讯接口电路模块(5-26)和编程接口电路模块 (5-27)，所述微处理器模块(5-21)的输出端接有用于对热量数据进行显示的液晶显示电路模块(5-2 ；所述韦根传感器(4- 与所述基表发讯接口电路模块(5-24)相接，所述供水温度传感器( 和回水温度传感器( 均与所述温度传感器接口电路模块(5-2 相接； 所述按键输入模块(5-23)、红外通讯接口电路模块(5-26)和液晶显示电路模块(5-28)均外露在计量装置壳体(5-1)顶端，所述温度传感器接口电路模块(5-2 外露在计量装置壳体(5-1)侧壁上。
4.按照权利要求3所述的一种机械式热量表，其特征在于所述微处理器模块(5-21) 为单片机MSP430F413。
5.按照权利要求4所述的一种机械式热量表，其特征在于所述电源模块(5-2 包括电池BTl和极性电容Cl，所述电池BTl的正极与所述极性电容Cl的正极相接且为电源模块 (5-22)的输出端VCC，所述电池BTl的负极和所述极性电容Cl的负极均接地。
6.按照权利要求5所述的一种机械式热量表，其特征在于所述按键输入模块(5-23) 包括电阻R11、无极性电容C8和具有三个引脚的按键KEY，所述按键KEY的控制端引脚与单片机MSP430F413的引脚45相接，所述按键KEY的另外两个引脚中的一个与电阻Rll的一端和无极性电容C8的一端相接、另一个和电容C 8的另一端均接地，所述电阻Rll的另一端与电源模块(5-2 的输出端VCC相接。
7.按照权利要求5所述的一种机械式热量表，其特征在于所述基表发讯接口电路模块(5-24)包括无极性电容C7、电阻R5和用于连接韦根传感器G-2)的两脚接插件J1，所述无极性电容C7的一端、电阻R5的一端和两脚接插件Jl的引脚2均与单片机MSP430F413 的引脚46相接，所述无极性电容C7的一端和两脚接插件Jl的引脚1均接地，所述电阻R5 的另一端与电源模块(5-22)的输出端VCC相接。
8.按照权利要求5所述的一种机械式热量表，其特征在于所述温度传感器接口电路模块(5-2 包括无极性电容C4和C5、极性电容C6、以及两脚接插件J2和J3，所述无极性电容C4的一端、无极性电容C5的一端、极性电容C6的正极、两脚接插件J3的引脚2和两脚接插件J2的引脚1均与单片机MSP430F413的引脚47相接，所述两脚接插件J3的引脚 1与单片机MSP430F413的引脚51相接，所述两脚接插件J2的引脚2与单片机MSP430F413的引脚48相接，所述无极性电容C4的另一端、无极性电容C5的另一端和极性电容C6的负极均接地。
9.按照权利要求5所述的一种机械式热量表，其特征在于所述红外通讯接口电路模块(5-26)包括三极管Q2、红外发光二极管D1、红外接收芯片BRMINI811、电阻R1、R3和R4 ； 所述三极管Q2的基极与电阻R3的一端相接，所述电阻R3的另一端与单片机MSP430F413 的引脚50相接，所述三极管Q2的集电极与红外发光二极管Dl的负极相接，所述红外发光二极管Dl的正极与电阻R4的一端相接，所述电阻R4的另一端与电源模块(5-22)的输出端VCC相接，所述红外接收芯片BRMINI811的引脚1与单片机MSP430F413的引脚52相接， 所述红外接收芯片BRMINI811的引脚3与电阻Rl的一端相接，所述电阻Rl的另一端与单片机MSP430F413的引脚49相接，所述三极管Q2的发射极和红外接收芯片BRMINI811的引脚2均接地。
10.按照权利要求5所述的一种机械式热量表，其特征在于所述液晶显示电路模块 (5-28)为具有对个引脚的TN段式IXD液晶屏，所述TN段式IXD液晶屏的引脚0 19分别依次对应与单片机MSP430F413的引脚12 31相接，所述TN段式IXD液晶屏的引脚20 23分别依次对应与单片机MSP430F413的引脚39 36相接。
专利摘要本实用新型公开了一种机械式热量表，包括安装在供水管道上的热量表基表、安装在热量表基表之前的供水管道上的供水温度传感器和安装在回水管道上的回水温度传感器，其特征在于所述热量表基表的顶端安装有基表发讯装置，所述基表发讯装置的顶端安装有热量计量装置；所述基表发讯装置包括发讯屏蔽罩和安装在发讯屏蔽罩内的韦根传感器；所述热量计量装置包括计量装置壳体和设置在计量装置壳体内的热量计量电路；所述韦根传感器、供水温度传感器和回水温度传感器均与所述热量计量电路相接。本实用新型结构简单，设计合理，使用操作便捷，测量精度高，可靠性高，实现成本低，适应性强，使用寿命长，实用性强，便于推广使用。
文档编号G01K17/08GK202177472SQ20112032215
公开日2012年3月28日 申请日期2011年8月31日 优先权日2011年8月31日
发明者周智俊, 周智春, 郝晓峰 申请人:周智俊, 周智春, 郝晓峰