[发明专利]一种教学用开放式流量测量系统装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种流量测量装置，具体是一种教学用开放式流量测量系统装置。

背景技术

在传感器技术、过程控制、状态检测与信号采集的课程教学中通常会涉及到流量的检测与控制。目前市面上对于流量测量与控制的教学仪器并不多见，现有的教具中，有的是只能指示常见流量计结构与原理的流量测量示教板；有的是只注重流量计安装与调试的成品流量计。这些流量测量教具教学功能较为单一，不利于学生对完整工业测量系统的整体理解，无法收到应有的教学效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有流量测量、流量控制和流量显示功能的教学用开放式流量测量系统装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种教学用开放式流量测量系统装置，包括流量测量部分和信号处理显示部分，所述流量测量部分包括有机玻璃箱体、电磁计量装置、电磁循环泵和三通球阀，所述有机玻璃箱体包括储水箱和计量箱，储水箱位于计量箱的前方，所述电磁循环泵安装在计量箱中，计量箱中还设有出水管和上水管，所述出水管的两端分别连接电磁循环泵的进水口和储水箱，上水管的下端连接电磁循环泵的出水口，上水管的上端伸出计量箱连接三通球阀的进水口，三通球阀位于计量箱的上方，所述三通球阀左侧和前方的出水口分别连接有流量计量管和溢流支管，流量计量支路另一端通过电磁计量装置连接储水箱，溢流支管另一端连接储水箱；

所述电磁计量装置包括旋转活塞式容积流量计、铝盘和霍尔传感器，所述铝盘安装在旋转活塞式容积流量计的中心指针旋转轴上，铝盘的圆周方向上均匀安装有多个磁钢，所述霍尔传感器安装在旋转活塞式容积流量计的外壳上，所述霍尔传感器还通过传感器引线连接所述信号处理显示部分；

所述信号处理显示部分包括信号处理部分和信号显示部分，所述信号处理部分包括输出信号线三端接口、电源电路、信号处理电路、晶振电路、流量清零按钮、功能选择开关、功能选择电路、移位寄存器和单片机U5，所述输出信号线三端接口分别连接电源电路和信号处理电路，信号处理电路另一端连接单片机U5，所述晶振电路、流量清零按钮、功能选择开关、功能选择电路和移位寄存器均与单片机U5连接；所述信号显示部分包括信号转换单元、数据显示驱动单元、按键扫描及清零单元和流量脉冲外部中断采样服务单元，所述信号转换单元通过数据显示驱动单元连接按键扫描及清零单元，且所述号转换单元、数据显示驱动单元、按键扫描及清零单元和流量脉冲外部中断采样服务单元均连接单片机U5。

作为本发明进一步的方案：所述磁钢设有四个。

作为本发明进一步的方案：所述信号转换单元进行流量脉冲数的显示转换及将脉冲数转换成流量值，具体方法是将流量脉冲量转换为显示段码值，再根据公式计算流量值，再转换为1min时间间隔的流量值。

作为本发明进一步的方案：所述数据显示驱动单元进行数码管的初始化、显示内容的判断和选择。

作为本发明再进一步的方案：所述按键扫描及清零单元进行按键防抖处理、判键及按键清零。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明能实现液体流量测量功能、具有流量控制功能、具有流量信号处理与显示功能，体积小，成本不高、可拓展实验性强、流量控制过程形象易于理解、维护方便、损耗元件易更换，具有较强的开放性，学生不仅可以在单台流量测量系统装置中完成接线、调试、测试与读数，加强对于流量测试原理的理解和应用，还可以根据控制环节，将整套装置与上位工控机相连，完成流量检测数据的采集、监控与显示，在教学过程中，通过项目任务设定，整个检测过程训练，使学生能够从传感器件及工业系统工作过程上掌握数据采集的方法，根据检测与控制过程的复杂程度，灵活设计检测方法，激发学生学习兴趣，引导其根据现场数据和现象思考，得出结论和获取知识。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中电磁计量装置的结构示意图。

图3为本发明中信号处理部分的结构示意图。

图4为本发明中信号显示部分的结构示意图。

图5为本发明信号显示部分中信号转换单元的工作流程示意图。

图6为本发明信号显示部分中数据显示驱动单元的工作流程示意图。

图7为本发明信号显示部分中按键扫描及清零单元的工作流程示意图。

图8为本发明信号显示部分中流量脉冲外部中断采样服务单元的工作流程示意图。