专利名称：一种带m_bus通信功能的超声波热量表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及热计量领域，具体地说涉及到供热系统中超声波热计量技术领域和仪表数据通信领域。
背景技术：
随着热改的不断深入，市场对热能表产品的要求也越来越高，传统的热量仪表主要是机械式叶轮热能表，它有以下缺点:对水质要求高，通常要加装过滤装置，压力损失大，造成能量损失，机械部件易磨损，需要经常校表，使用寿命短等。而鉴于中国供暖系统的现状，包括我国的供热基础设施条件，存在着水质差，杂质多，管道系统停运时空置，造成氧化、锈蚀等等问题，工作条件比欧洲国家恶劣的多，在供热过程中，堵塞、流量计停转、无显示或明显错误显示等是目前使用热能表的普遍现象，基于现行热能表的技术现状和我国供热系统的现状需要提供一种计量准确、高精度、低功耗的热能表。超声波用于管段的流体的流速测量有许多优点。和传统的机械式流量仪表电磁式流量仪表相比它的计量精度高，对管径的适应性强，非接触流体，使用方便，易于数字化管理等等。本实用新型采用先进的超声波测量流量，且具有M-BUS通信功能，可将计量数据信息与采集设备进行双向通信，便于管理部门及时掌握用户的用量信息。

发明内容本实用新型提供一种采用超声波测量流量并具有M-BUS远传功能的超声波热量表，采用先进的测量芯片实现了对流量和温度的精确测量，M-BUS模块实现了远程数据传输功能。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下所述:一种带M_BUS通信功能的超声波热量表，含有微处理器、时间数字转化模块、IXD显示模块、流量测量通道转换模块以及M-BUS通信模块、超声波换能器、电压检测模块以及给各功能模块供电的电源，其特征是:电源由一节3.6V锂电池提供；电源经过电压检测模块输出3.0V分别给微处理器、时间数字转化模块(TDC-GP2)供电；微处理器与时间数字模块通过SPI方式进行通信；LCD显示模块由微处理器直接驱动；微处理器所获得的计量数据信息通过RXD、TXD引脚与M-BUS通信模块进行数据传输；微处理器通过对流量测量通道转换模块中两通道模拟多路开关的控制，实现了顺流换能器和逆流换能器的交替发射(接收)超声波。本实用新型的工作原理如下所述:系统电源由3.6V锂电池和3V电压检测模块组成，分别给微处理器、时间数字转换模块(TDC-GP2)供电，微处理器和TDC-GP2通过SPI方式进行通信，流量测量的过程如下:①模拟开关切换到顺流换能器上，TDC-GP2的START端口发送激励脉冲信号，顺流换能器接收到激励信号将数字信号转换为模拟信号，逆流换能器接收到模拟信号后，通过运放电路的处理将模拟信号转换为数字信号，然后将数字信号传递回TDC-GP2的STOP端口，TDC-GP2计算出顺流飞行时间Tl，CPU通过SPI读出顺流飞行时间Tl。②模拟开关切换到逆流换能器上，TDC-GP2的START端口发送激励脉冲信号，逆流换能器接收到激励信号将数字信号转换为模拟信号，顺流换能器接收到模拟信号后，通过运放电路的处理将模拟信号转换为数字信号，然后将数字信号传递回TDC-GP2的STOP端口，TDC-GP2计算出逆流飞行时间T2，CPU通过SPI读出逆流飞行时间T2。并计算顺逆流时间差，从而得到流速和流量。TDC-GP2的内部集成了一个测温模块，可以分别测量供水和回水的温度，本实用新型是通过电阻R12、钼电阻PT1、钼电阻PT2和精密极性电容组成测温电路，测量入口温度和出口温度分别记为T供和T回，而供、回水的温度差记为AT，再根据公式就可以计算出用户所消耗的热量。计量数据可通过M-BUS通信模块与采集设备进行双向通信。本实用新型的有益效果是:(I)本实用新型采用超声波测量流量，提高了测量精度，同时也符合我国供暖水质差的国情。(2)本实用新型采用先进的超声波专用测量芯片，集成度高。(3)本实用新型具有M-BUS通信模块，计量数据可通过M-BUS通信模块与采集设备进行双向通信。

附图1为本实用新型硬件结构框图
具体实施方式
下面结合具体实施方式
对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述。如附图1所不:一种带M_BUS通信功能的超声波热量表,其表内含有微处理器、时间数字转化模块、IXD显示模块、流量测量通道转换模块以及M-BUS通信模块、超声波换能器、电压检测模块以及给各功能模块供电的电源，其特征是:电源由一节3.6V锂电池提供；电源经过电压检测模块输出3.0V分别给微处理器、时间数字转化模块(TDC-GP2)供电；微处理器与时间数字转换模块通过SPI方式进行通信；LCD显示模块由微处理器直接驱动；微处理器所获得的计量数据信息通过RXD、TXD引脚与M-BUS通信模块进行数据传输；微处理器通过对流量测量通道转换模块中两通道模拟多路开关的控制，实现了顺流换能器和逆流换能器的交替发射(接收)超声波。其中微处理器型号为MSP430F415 ;时间数字转换芯片型号为TDC-GP2，多通道模拟开关型号为74HC4053。微处理器与时间数字转换模块采用SPI方式通信，微处理器的Pl.6脚、Pl.7脚与74HC4053的SI脚、S2脚相连接，用于控制顺、逆流换能器发送(接收)超声波；时间数字转换模块的START端口接于74HC4053的Zl端口，通知超声波发送开始；74HC4053的输出端接顺、逆流换能器，顺、逆流换能器交替发送(接收)超声波结束后，通过74HC4053的Z3端口输出信号并经过高速比较器U8输出STOP信号，通知时间数字转换模块并计时。时间数字转化模块(TDC-GP2)的内部集成了一个专门用来测温度模块，可以分另Ij测量供水和回水的温度，本实用新型是通过R12、钼电阻PT1、钼电阻PT2、迟滞比较器U5、精密极性电容组成测温电路。[0020]M-BUS通信模块采用常用经典电路，M-BUS通信模块与微处理器的RXD脚、TXD脚相连接实现了数据的双向传输。微处理器的异步串行通信口的TTL电平转换成差分电平并且还有ESD和隔离功能。微处理器的P2.2 P2.7脚、P3.0 P3.7脚、P4.0 P4.7脚、P5.0 95.1脚驱
动IXD显示器。
权利要求1.一种带M_BUS通信功能的超声波热量表，其表内含有微处理器、时间数字转化模块、LCD显示模块、流量测量通道转换模块以及M-BUS通信模块、超声波换能器、电压检测模块以及给各功能模块供电的电源，其特征是:电源由一节3.6V锂电池提供；电源经过电压检测模块输出3.0V分别给微处理器、时间数字转化模块供电；微处理器与时间数字模块通过SPI方式进行通信；LCD显示模块由微处理器直接驱动；微处理器所获得的计量数据信息通过RXD、TXD引脚与M-BUS通信模块进行数据传输；微处理器通过对流量测量通道转换模块中两通道模拟多路开关的控制，实现了顺流换能器和逆流换能器的交替发射、接收超声波。
专利摘要本实用新型一种带M_BUS通信的超声波热量表，其表内含有微处理器、时间数字转化模块、LCD显示模块、流量测量通道转换模块以及M-BUS通信模块、超声波换能器、电压检测模块以及给各功能模块供电的电源，采用超声波专用测量芯片实现了对流量和温度的测量，M-BUS模块可将用户计量信息上传至采集设备，方便了管理部门抄表。
文档编号G01K17/10GK203011578SQ201220573969
公开日2013年6月19日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日
发明者潘光军, 张广军, 王建 申请人:南京新拓科技有限公司