多功能电子热量计制造技术

本实用新型专利技术是一个用温度传感器、流量传感器和单片机等组成的多功能电子热量计，将温度传感器和流量传感器安装于用户供热管道上，温度传感器和流量传感器检测水的温度和流量，并将其转变为脉冲信号送给单片机。单片机根据水的温度和流量计算出热量，然后再将热量和流量累计后送入不挥发存储器保存。用面板上的选项按钮可按需要控制单片机和液晶显示屏分别显示温度、流量和热量，实现多功能热量计量。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是采用温度传感器、流量传感器、单片机、不挥发存储器、段码式液晶显示屏、选项按钮等组成的用来对供热系统中的温度检测、供热量的计量和水流量计量的多功能电子热量计。目前供热方式主要有两大类一是供汽方式，一是供热水方式，居民采暖供热系统大多采用供热水方式，而且系统中的计量方式大多数为对供热水流量的计量，其计量工具多为热水表，在供热用户的入户管道上安装一个热水表，按水表的计量值判定用户用热量的多少，但是当供热系统中水的温度不同时，即使相同的流量，所传送的热量也不相同，尤其是在同一供热系统中首、尾端的温度也不一样，所以用热水表虽然能计量水的流量，但不能反映实际传输的热量。本技术的主要作用是组成一个能够在供热系统中对热量直接计量的工具，用来对供热系统中用户用热量的计量，它可根据供热水的温度和流量计算出热量，并进行累计，即使供热系统中水的温度不同也能保证计量的合理性和准确度。本技术的多功能电子热量计由温度传感器、流量传感器、单片机、不挥发存储器、段码式液晶显示屏和选项按钮等组成，将流量传感器安装于用户的待测入户供热管道上，将温度传感器安装于用户的待测入户供热管道和回水管道上，温度传感器和流量传感器检测水的温度和流量并将物理量转变成电参量，然后再经转换电路将电参量转变成脉冲信号送入单片机处理，单片机根据水的温度和流量计算出热量，再将热量和流量进行累计，然后送入不挥发存储器保存，段码式液晶显示屏作为终端显示，通过机箱上的选项按钮可以选择显示温度、热量和流量，由于本多功能电子热量计是根据待测点的水的温度和流量计算出热量，所以即使供热系统中不同位置的温度等差异较大时，也能准确的计量热量。以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详述附图说明图1是多功能电子热量计电原理图图2是显示部分局部电原理图图3是水轮示意图图1所描述的电原理图中，电路10为单片机，RST引脚为复位端，KF为复位按钮，需要人工复位时按此按钮可将单片机复位。其P3.4引脚的第二功能为计数器T0，是温度脉冲信号的输入端，其P3.5引脚的第二功能为计数器T1，是流量脉冲信号的输入端，通过对单片机编程，使单片机定期按一定方式从计数器读入温度和流量值，再根据温度和流量计算出热量。图1中DJ1、DJ2为温度传感器，与电阻R1、R2、R3组成电桥，对角a、b为电桥输出端，通过电阻R4、R5接入电桥放大器1的输入端，组成双端输入单端输出电桥放大器，在温度为零摄氏度时，先使P3.2为低电位，此时DJ2有效，调整W12使电桥平衡，再使P3.3为低电位，此时DJ1有效，调整W11使电桥平衡，电桥平衡时a、b两点电压为零，当温度升高时，a、b两点便有电压输出，视温度传感器的性能，温度越高输出电压越大。此输出电压经电桥放大器1放大后，经R13送入电压/频率变换器2的输入端进行电压/频率变换，在其输出端便得到与输入端相对应的不同频率的脉冲，此脉冲频率与电桥输出电压相对应，也与温度相对应，将该脉冲送入单片机的计数器T0，用程序控制T0在一定时间内计数，方法是编一个延时子程序，可以是1秒或0.5秒，用程序控制计数器，在开始计数的同时，运行延时程序，在延时终了时，关断计数器，然后从计数器读出得到的脉冲数即为对应的温度值，此时温度的物理量已转换成了数字量，即已完成了A/D转换。调整W2可以改变电桥放大器的放大倍数，用来使最高测量温度时电桥放大器的输出电压有一个合适的值，此值尽可能高些，可提高分辨率。在温度为零摄氏度时a、b两点电压为零，电桥放大器的输出也为零，调整W3使电压/频率变换器2的输出在设定时间内刚好为零，或在温度为1摄氏度时调整W3使电压/频率变换器2的输出在设定时间内刚好为1。调整W4和C5可改变电压/频率变换器2的输出脉冲频率，在最高测量温度时电桥放大器的输出电压最大，调整W4和C5使电压/频率变换器2的输出脉冲频率合适，反复调整使单片机从计数器中读出的温度值准确。图1中的电路32为流量传感器，图3为干式水表的水轮示意图，干式水表的水轮轴向一侧有一个永久磁铁31，在对应其旋转轨迹的外壳上安装一个开关型霍尔元件32，每当水轮旋转一周时，霍尔元便产生一个脉冲，将此脉冲送入单片机的计数器T1计数，按一定模式读取计数器，读出的即是流量的数字量，即已完成了A/D转换。可以编程控制按时间读取计数器，设在一定时间间隔读取一次，然后将计数器清零，或按数量，让计数器以自动重装的方式运行，每计数器计满产生溢出中断读取一次，然后将计数器重装。程序每读一次流量后即刻去检测一次温度，检测温度时先使P3.2为低电位，此时DJ2有效，检测的是DJ2测点的温度，然后使P3.3为低电位，此时DJ1有效，此时检测的是DJ1测点的温度。若DJ1安装在入户管道上，测点温度为T1，DJ2安装在回水管道上，测点温度为T2，流量传感器检测的流量等于m(1升水＝1kg)，按热力学原理根据温度和流量计算出热量Q＝m.C.ΔT＝m.C(T1-T2)＝热量(卡)注C——比热，1升水温度变化1℃时的热量＝1000(卡)计算后再将流量和热量进行累计，送入不挥发存储器保存。图1中的电路6是不挥发存储器，这里选用的是串行传输的X24C45非易失存储器，也可选用并行传输或其它型式，但要保证不挥发性能，保证掉电时数据不丢失，该不挥发存储器用来保存温度和流量的累计量和其它不可丢失的数据。电路6的CE为片选端与单片机的P3.0相接，当其有效时，即可对不挥发存储器进行读、写操作，SK为串行时钟输入端，与P1.0相接，DI为串行数据输入端，与P1.1相接，D0为串行数据输出端，与P1.2相接，DI、D0与SK时钟配合，在片选有效时，可完成不挥发存储器的读写操作。(详细资料和串行传输程序等可参考武汉力源电子股份有限公司的X24C45串行自动存储非易失性RAM说明书)图1电路中的K1、K2、K3为选项按钮，用此按钮选择可分别显示温度、热量和流量。电路4为触发器，正常时D0、D1、D2和CP为高电位，输出也为高电位，当K1、K2、K3其中一个按钮按下时，电路4的Dx为低电位(Dx＝D0～D2)，CP为低电位，在CP由低到高跳变时触发器4翻转，对应输出端变成低电位，对应的发光二极管LDx点亮(LDx＝LD1～LD3)，指示此时显示该项。电路5为缓冲器，OE为片选端，低电位有效，与单片机的P3.1相接，Q0、Q1、Q2为三态输出端，分别与单片机的P1.4、P1.5、P1.6相接。OE无效时，Q0、Q1、Q2为高阻状态，单片机的P1端口可以执行其它任务，当OE有效时，触发器4的状态便由Q端输出。可以让程序在每个运行周期开始时查询P1.4、P1.5、P1.6引脚，查询时先让OE有效，哪一个按钮按下时，通过触发器和缓冲器对应输出端变为低电平，对应的单片机P1.x变为低电平，程序查询到哪个引脚为低电平时就转去执行相应的服务程序，显示相关内容，完成选择显示的任务。图1中电路11为显示电路部分，图2为显示电路局部电原理图，图2中电路21、22为七段锁存/译码/驱动电路，每个电路驱动一位段码式数字。图2中电路23为段码式液晶显示屏，要和译码/驱动电路配合使用，按段码式液晶显示屏的特点和译码/驱动电路的不同，设计适合的电路结构，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个由温度传感器、流量传感器、单片机、不挥发存储器、段码式液晶显示屏和选项按钮组成的多功能电子热量计，将流量传感器安装于用户的待测入户供热管道上，将温度传感器安装于用户的待测入户供热管道和回水管道上，温度传感器和流量传感器检测水的温度和流量并将其物理量转变成电脉冲信号，温度脉冲信号送入单片机的计数器［Ｔ０］，即［Ｐ３．４］引脚，流量信号脉冲送入单片机的计数器［Ｔ１］，即［Ｐ３．５］引脚，单片机定期按一定模式读取计数器，其特征在于从计数器读出的即是温度和流量的数字量既已完成Ａ／Ｄ转换，然后按热力学原理根据温度和流量计算出热量，再将热量和流量进行累计，然后送入不挥发存储器保存。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王凤才，
申请(专利权)人：王凤才，
类型：实用新型
国别省市：23[中国|黑龙江]