专利名称：低温液体重量测定仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种重量测定装置，尤其是用于低温液体的重量测定装置。
背景技术：
低温液体在生产、储运、销售和使用过程中，需要对其贮槽、贮器、槽车等所充装低温液体的液位、流量、重量、压力、温度等参数进行测定。成都兰石实业有限责任公司推介(深冷技术，2003，5)了CYJ-1型双波纹管式差压计和电容式液位计，前者用于测量低温液体贮槽、槽车所充装液体的液位高度以及气体或液体的流量；后者用于测量低温液体(液氧、液氮、液化天然气等)的液位高度。实用新型专利ZL99230725.2提供了一种双波纹管式差压计(与上述CYJ-1型双波纹管式差压计相同)。其构成包括压力罩体、设置在压力罩体中的高、低压波纹管组、分别设置在高、低压波纹管组中的量程弹簧、设在两波纹管中心轴线上的传动连杆以及连接在传动连杆中部的扭力管和轴、设在高压波纹管段中的温度补偿器，所述的温度补偿器的夹板为一其周边焊接在波纹管的周边上的温度补偿器夹板。可替换现有的双波纹管式差压计使用。现有的以上设备其机械结构较为复杂，测量精度和可靠性较低，难以与计算机联网和实现远程操作与显示。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种低温液体重量测定仪，以克服现有技术中对低温液体重量测定的设备存在的问题与缺点。
本实用新型设有壳体、单片机处理器、传感器、键盘、实时时钟电路、存储器、显示器、接口电路和电源，传感器、键盘、实时时钟电路的输出端与单片机处理器的I/O接口连接，存储器、接口电路的I/O接口与单片机处理器的I/O接口连接，显示器的输入端与单片机处理器的I/O接口连接，接口电路的I/O接口外接上位机。
所说的传感器选用差压变送器，显示器选用LCD显示器，接口电路选自RS-232或RS-485等接口电路。
与已有的同类设备相比，本实用新型具有以下优点1)采用单片机配合外围电路，对差压变送器的信号进行采样、A/D转换、数据筛选和计算，提高了数据采集的精度和可靠性。2)采用带有汉字库的LCD显示器，配合小键盘，显示直观，可直接显示液体的种类、重量和液面高度。当配套不同规格的贮罐时，只要重新输入其内径和高度，单片机便可计算出容器的体积参数。当改变充装液体的种类时，只需在小键盘上重新选择或输入该液体的比重即可，操作简单，使用方便。3)系统无易损件，有较高的可靠性。4)可采用单片机、铁电存储器和时钟电路，配合小键盘，对液体的充入量和输出量既可显示实时状态，又可查询历史记录，便于经济管理。5)可设定液体的高低限报警。6)可与计算机联网，远程显示、操作和报警。
图1为本实用新型实施例的电路组成框图。
图2为本实用新型实施例的电路组成原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型设有壳体、单片机处理器1、差压变送器2、键盘3、实时时钟电路4、存储器5、LCD显示器6、接口电路7和电源，差压变送器2、键盘3、实时时钟电路4的输出端与单片机处理器1的I/O接口连接，存储器5、接口电路7的I/O接口与单片机处理器1的I/O接口连接，LCD显示器6的输入端与单片机处理器的I/O接口连接，接口电路7的I/O接口外接上位机。
以下给出本实用新型实施例的电路组成原理和工作过程，参见图2，系统接通5V直流电源，差压变送器PB接通24V直流电源，单片机IC2对系统进行自检，若有异常，单片机IC2经R13由三极管BG2驱动喇叭SP发出报警声，再通过LCD显示器用文字显示报警异常信息，并由集成电路IC1组成的RS-485接口电路将报警信息外送上位机；若系统正常，LCD显示器用文字显示正常信号，在键盘K1-K4上选择分别输入液体贮罐的直径、高度和充装液体的种类(液氧、液氮或液氩，或输入液体的比重)，单片机IC2根据直径计算出标准椭圆封头的参数。差压变送器PB将贮罐内液体高度的压力差的参数转换成4～20mA的电信号，经精密电阻R8，产生0.512～2.56V的电压信号，经IC2的23脚送入单片机，单片机在设定的时间间隔读取，并将此电压信号与内部的2.56V的基准电压比较并进行A/D转换，成为10位二进制的数字信号。铁电存储器IC3用来记录液体量和时间、报警信息和报警时间等。
当单片机在设定的时间内检测到的R8的电压数据是不断地增加时，表明有液体装入贮罐内；当电压数据的增加停止时，表明液体充装完毕。单片机读入此时的电压值，并进行A/D转换成数字信号，判断此液面的高度，若液面低于椭圆封头的高度，则所充装液体的重量按椭圆封头高度和容积的关系进行计算，得出容积再乘以比重，即为所装入液体的重量；若液面高过封头的高度，则液体圆柱部分加上封头的容积，再乘以比重，即为所装入液体的重量。单片机得到所装入液体的重量数字，并从实时时钟集成电路IC4读入日期和时间数据，先存入存储器IC3，再送LCD显示器显示，并通过IC3组成的RS-485接口电路送上位机。
当单片机在设定的时间内检测到R8的电压数据是减少时，表明贮罐有液体输出，读入此时的电压值，并进行A/D转换成数字信号，判断此液面的高度，若液面低于椭圆封头的高度，则液体的重量按椭圆封头高度和容积的关系进行计算，得出容积再乘以比重，即为此时所充装液体的重量。若液面高过封头的高度，则液体圆柱部分加上封头的容积，再乘以比重，即为此时所充装液体的重量，当液体量少于设定的值时，单片机经R13，由BG2驱动SP喇叭发出报警声，再通过LCD显示器显示报警信息，并由IC3组成的RS-485接口电路将报警信息送上位机。当液体量多于设定值时，单片机得到即为此时所充装液体的重量数字，并从IC4读入日期和时间数据，先存入存储器IC3，再送LCD显示器显示，并通过IC3组成的RS-485接口电路送上位机。
在通常情况下，LCD显示当前贮罐所充装液体的重量和占充装满罐的百分比。当需要查询该贮罐所充装液体量的数据时，在键盘上按菜单键，LCD显示主菜单，选择并确认“液体量查询”，要查询液体充入量或液体的输出量，按上下键选择，并按确认键；若是查询充入量，可查最近几次液体的充入敷量和充入时间；若是查询输出量，可选择按次数或按时间查询液体输出数量和时间，也可选择在某个时间段内液体的输出量。
当需要改变贮罐或改变充装装的液体种类时，在键盘上按菜单键，LCD显示主菜单，选择并确认“改变参数”，要改变贮罐或改变充装装的液体种类，按上下键选择，并按确认键，若是改变贮罐，需要输入并确认密码，再输入贮罐的参数，按确认键；若是改变充装装的液体种类，需要输入并确认另一组密码，再输入的种类或直接键入液体的比重，按确认键；光敏电阻R9和R10组成的分压，通过IC2的24脚输入，单片机进行A/D转换，判断环境的亮或暗，来打开或关闭LCD的背光。在LCD显示时，当环境较暗时，光敏电阻R9的阻值增大，单片机A/D转换的数值大于设定值时，IC2置26脚为低电平，BG1导通，LCD打开背光；反之，则关闭背光。
在图2中的各主要元器件的型号或数值详见表1。
表1
权利要求1.低温液体重量测定仪，其特征在于设有壳体、单片机处理器、传感器、键盘、实时时钟电路、存储器、显示器、接口电路和电源，传感器、键盘、实时时钟电路的输出端与单片机处理器的I/O接口连接，存储器、接口电路的I/O接口与单片机处理器的I/O接口连接，显示器的输入端与单片机处理器的I/O接口连接，接口电路的I/O接口外接上位机。
2.如权利要求1所述的低温液体重量测定仪，其特征在于所说的传感器选用差压变送器。
3.如权利要求1所述的低温液体重量测定仪，其特征在于显示器选用LCD显示器。
4.如权利要求1所述的低温液体重量测定仪，其特征在于接口电路选自RS-232或RS-485接口电路。
专利摘要低温液体重量测定仪。设有单片机、传感器、键盘、实时时钟电路、存储器、显示器、接口电路，传感器、键盘、实时时钟电路输出端与单片机I/O接口连接，存储器、接口电路的I/O接口与单片机I/O接口连接，显示器输入端与单片机I/O接口连接。采用单片机对差压变送器信号采样、A/D、数据筛选和计算，提高数据采集的精度和可靠性。可直接显示液体的种类、重量和液面高度。贮罐规格改变时，只要重新输入其内径和高度，便可得体积参数。液体种类改变时，只需在键盘上重新选择或输入液体比重。操作简单，无易损件。对液体充入和输出量既可显示实时状态，又可查询历史记录，便于管理。可设定液体高低限报警，与计算机联网，远程显示、操作和报警。
文档编号G01F23/14GK2746374SQ20042006532
公开日2005年12月14日 申请日期2004年6月9日 优先权日2004年6月9日
发明者周文光 申请人:周文光