[发明专利]精密温度密度补偿流量计

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种机电一体化精密温度密度补偿流量计，尤其是能用于液体化工产品流量的准确计量。

背景技术

各种液体产品都有不同的温度膨胀系数和密度，目前的现有技术中，液体化工产品的计量多数采用液体涡轮流量传感器进行计量。例如天津大港仪表厂生产的LW系列涡论流量传感器、开封仪表有限公司生产的LW系列涡论流量传感器，由于本身没有温度传感器密度传感器，只能显示工况流量值，不能将液体化工产品经过机电一体化精密温度密度补偿、不能现场显示修正后的精确流量值和介质温度和密度值。

随着市场经济的不断发展，各种领域需要机电一体化精密温度补偿流量计越来越多，如近年来我国化工产品乙醇、甲醇、甲醛、甲缩醛、二甲醚的生产量和用量骤增，因这些产品是液体，体积量会随温度的变化而改变，许多厂家在原材料和产品的流量计量时，用普通流量计进行计量。可是普通流量计存在不能自带精密温度密度补偿功能，精度难以保证。所以液体化工产品的准确计量一直没有解决。

发明内容

本发明提供一种机电一体化精密温度密度补偿流量计，该机电一体化精密温度密度补偿流量计不仅能对液体化工产品准确计量，而且能方便地现场显示流量值、温度值和密度值。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：涡轮流量传感器和表头壳体用M2OX1螺纹连接，涡轮流量传感器、流量前置放大器和单片机电连接，温度传感器、温度前置放大器和单片机电连接，密度传感器、电流-电压转换电路和单片机电连接，能自动处理流量信号、温度信号和密度信号，液晶显示器与单片机电连接，锂电池与主电路连接。当有液体通过涡轮流量传感器时，流量信号经过流量前置放大器放大后送给单片机，液体温度传感器将温度信号送给温度前置放大器，经放大后送给单片机，密度传感器将密度信号送给电流-电压转换电路后送给单片机。单片机自动执行固化好的程序，将采集进来的流量信号、温度信号和密度信号进行计算，并且将瞬时流量(m³/h)、累积流量(m³)、温度(℃)、密度(t/m³)送液晶显示器显示。当液体温度和密度发生变化时，单片机会根据液体的体积温度膨胀系数自动计算和调整液体流量，而达到精密温度密度补偿的目的。

本发明的有益效果是：可以在液体化工产品流量计量时，进行精密温度密度补偿，机电一体化设计避免了外界电磁场的干扰，由于内电源供电(内置锂池)所以无须外接电源，隔爆效果好。并可以实现高准确度计量。

附图说明

下面结合附图和具体实施对本发明作进一步的说明：

图1是精密温度密度补偿流量计组成图。

图2是精密温度密度补偿流量计电路原理框图。

图1中1.表头壳体，2.液晶显示器和电路板，3.涡轮流量传感器，4.温度信号电缆，5.温度传感器，6密度信号电缆，7密度传感器。

具体实施方式

在图1中，液晶显示器和电路板装入表头壳体(1)内，涡轮流量传感器(3)与表头壳体用M2OX1螺纹连接，温度传感器(5)与温度信号电缆(4)一端电连接，温度信号电缆(4)另一端与表头壳体(1)电连接，流量传感器(5)与表头壳体(1)内电路板电连接，密度传感器(7)与密度信号电缆(6)一端电连接，密度信号电缆(6)另一端与表头壳体(1)电连接。

图2所描述的电路原理框图中，具体实施方式主要由单片计算机美国Microchip Technology公司生产的PIC16F876(11)担任数据逻辑运算、数据存储、流量信号采集、温度信号的A/D采集、密度信号的采集和整机硬件的管理，选用瑞士IST公司生产的A级微型铂热电阻(分度号Pt1000)作为介质温度传感器(5)，密度传感器(13)选用川仪自动化股份有限公司与日本横河合资生产的EJA微压差变送器，电流-电压转换电路(14)由精密电阻250Ω实现，键盘由4个2P*2轻触按键(10)担任，液晶显示器(2)尺寸为宽56mm*高39mm(深圳市瑞福达液晶显示技术有限公司定制)，流量传感器(3)采用天津大港仪表有限公司生产的LW型涡轮。运算放器TLV2731(7)担任温度信号的前置放大，运算放大器TLV2731(7)担任流量信号的前置放大，CD4060为时基电路(9)，MAX8863为稳压电路(6)，RE26500为能量型高容量锂电池(8)。仪表开始工作时，首先流量传感器产生的流量信号经运算放大器TLV2731(7)将微弱的流量信号放大，然后将信号输入给单片计算机PIC16F876(11)的16位计数器。单片计算机PIC16F876(11)根据采集数据自动进行瞬时流量计算、累积流量计算、再与温度信号、密度信号进行补偿计算，然后将数据经单片计算机PIC16F876(11)的端口传给液晶显示器(2)，液晶显示器(2)在单片计算机PIC16F876(11)的控制下依次显示介质温度(℃)、介质密度(t/m3)、瞬时流量(m3/h)、累积流量(m3)。同时将累积流量储存到单片计算机PIC16F876(11)内部的数据存储器(EEPROM)里。