专利名称：软油囊现场指示装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电器，特别是一种软油囊现场指示装置，可应用于野外大型储油设备，对其液位高度，液体温度，进、出口瞬时流量，进、出口累计流量等参数进行实时显示并存储。
背景技术：
早期液位测量大多采用机械原理，近年来随着电子技术的应用，逐步向机电一体化方向发展。目前我国的软油囊液位测量技术还比较落后，测量方法存在较多的弊端，有的虽然安装了自动化测量系统，但测量精度普遍不高，从国外进口的高精度液位仪，价格又太高。因此，分析当前国内外液位测量技术现状与发展趋势，并在此基础上研究出适合我国国情的液位测量技术就显得非常重要。目前，美国Varec公司在综合系统、通信、设备和应用的基础上，研发了一套野战油料测量设备，但价格非常贵，且为英文界面使用不方便，设备的功能不能为国内用户量身定做，改型不方便。因此，研制一种性能达到具有国际先进水平的软油囊现场指示装置无论对于军用或是民用都具有重大意义。
发明内容针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种软油囊现场指示装置，可有效解决液位测量精度不高，价格昂贵的问题。本实用新型解决的技术方案是，包括壳体及控制电路，控制电路装在壳体内的电路板上，并与壳体外的U盘读取器相连，所述的控制电路包括单片机模块，单片机模块分别接虚拟显示模块、数据存储模块、信号采集模块，电源功能模块接虚拟显示模块、数据存储模块、信号采集模块的供电端，数据存储模块与U盘读取器相连。本实用新型结构简单，新颖独特，使用方便，液位测量精度高，成本低，应用面广，是软油囊现场指示设备的创新。
图1为本实用新型的电气原理结构框图。图2为本实用新型的电源模块部分电路原理图。图3为本实用新型的信号采集模块部分电路原理图。图4为本实用新型的虚拟显示电路模块部分电路原理图。图5为本实用新型的数据存储模块部分电路原理图。图6为本实用新型的单片机模块部分电路原理图。
具体实施方式
[0014]
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作详细说明。由图1-6所示，本实用新型包括壳体及控制电路，控制电路装在壳体内的电路板上，并与壳体外的U盘读取器6相连，所述的控制电路包括单片机模块2，单片机模块2分别接虚拟显示模块1、数据存储模块3、信号采集模块5，电源功能模块4接虚拟显示模块1、数据存储模块3、信号采集模块5的供电端，数据存储模块3与U盘读取器6相连。所述的单片机模块2即图6中的单片机U3，单片机模块用来接收传感器发送过来的CAN信号，经过计算后送虚拟显示模块显示并送存储模块存储；单片机选用带有CAN模块、USART模块、主控同步串行模块等应用模块的贴片集成电路，型号PIC18F4680QFP，其具体结构由图6给出，单片机U3的6脚接地，并经电容C5接电源5V，30脚、31脚分别接晶振Yl的两端，并经电容C7、C8接地，28脚接三端滤波器UlO(型号103N)的I脚，三端滤波器的2脚接地，3脚为+5V输出，18脚经电阻R5与接地的电容C9以及接电源5V的电阻R6、二极管D3相连，构成复位电路；单片机U3的10脚、11脚接收CAN总线收发器的数据，16脚、17脚、18脚接烧写程序插口 J5的2脚、4脚、5脚，烧写程序插口 J5的I脚、2脚间装有电阻R4，l脚、44脚发送串行数据给虚拟显示模块显示用，37脚、38脚、39脚、42脚与数据存储模块以I2C模式进行数据通信，16脚、17脚、18脚为编程口，J5为烧写程序插口，电容C9、二极管D3、电阻R4、R5、R6组成复位电路，当单片机工作出现异常时为其提供复位电路，保证单片机的可靠工作，31、32脚为时钟输入脚，与晶振Yl连接为单片机提供工作时钟，电容C7、C8为晶振滤波电容，电容C5为单片机滤波电容，三端滤波器UlO为103N型三端滤波器，对单片机的电源进行滤波。所述的虚拟显示模块I其结构由图4给出，包括液晶显示屏和232信号调理电路，232信号调理电路包括贴片集成电路U5 (型号SP3232)，贴片集成电路U5的I脚、2脚间装有电容C12，4脚、5脚间装有电容C13，2脚经电容ClO接电源5V，16脚接电源5V，6脚经电容Cll接地，15脚接地，9脚、10脚接地，经电阻R13、R12分别接单片机U3的I脚和44脚，7脚、8脚分别经电阻R14、R15接接地电容C12、C14及液晶显示屏，其中电容C14、C15为信号滤波电容，电阻R12 R15为信号限流保护电阻，电容ClO C13为贴片集成电路U5的匹配电容。所述的信号采集模块5的信号形式为CAN总线数据，包括贴片集成电路U6 (型号82C250)、贴片集成电路U7、U8 (型号6N137)，具体结构由图3给出，为CAN信号采集模块电路图，贴片集成电路U6的6脚、7脚接接地电容C16、C17—端和接地二极管Z1、Z2的负极，并经电阻R16、R17接CAN总线收发器(型号82C250)，集成电路U6的4脚经电阻R19接贴片集成电路U8的3脚、贴片集成电路U6的8脚经电阻R18接地，U6的3脚接电源5V，贴片集成电路U6的2脚、3脚之间有电容C19，I脚接贴片集成电路U7的6脚，并经电阻R20接贴片集成电路U7的8脚，I脚、3脚之间有电容C18，2脚、3脚之间有电容C19，3脚经电容C20接地，贴片集成电路U7的5脚接地，2脚接电源5V，并经电容C21接地，3脚经电阻R22接单片机的10脚，贴片集成电路U7的5脚接地，贴片集成电路U8的2脚、7脚接电源5V，8脚经电阻R21接6脚，并经电容C22接地及5脚；贴片集成电路U6为CAN总线收发器，用于传感器与显示装置之间的通讯，其波特率可达IMb/s，工作温度为-40°C 125°C，工作电源5V ;贴片集成电路U7、U8为高速光耦合器，转换速率高达10Mb/s，电阻R19 R22为匹配电阻，电容C16 C22为滤波电容，二极管Zl、Z2、电阻R16、R17起到对82C250保护作用。所述的数据存储模块3为型号SD2401EPI的高精度时钟存储器U4，与单片机之间为I2C通信，电阻R8 Rll为信号线上拉电阻，电容C09为去耦电容，其电路结构由图5给出，其中，时钟存储器U4的10脚、11脚、12脚接地，24脚接电源5V，并经电容C09接地，13脚、15脚、20脚、21脚分别经电阻R11、R10、R9、R8接电源5V。所述的电源功能模块4依据设计需将24±6V电源转变成5V和12V电源，选用DC/DC作为转换模块，用于给上述各模块供电，其结构由图2给出，包括电源模块Ul (型号DFA5-24S5)、电源模块UOl (型号DFA5-24S12)，电源模块Ul的I脚、2脚间有并联的接地电容C1、C2，电源模块UOl的I脚、2脚间有并联的接地电容C01、C02，电容Cl的正极、电容COl的正极接与磁珠Dl串联的二极管D2的负极，电源模块Ul的3脚、4脚间有并联的接地电容C3、C4，3脚输出电源5V，电源模块UOl的3脚、4脚间有并联的接地电容C03、C04，3脚输出电源12V ；Dl为磁珠，用于抑制电源线上的高频噪声和尖峰干扰；D2为保护二极管，防止电源接反；Cl C4、COl C04为滤波电容，减少电源脉动系数；对电源模块做如下先期测试，以保证可靠性-40°C 70°C环境下输出电压稳定情况；过流保护；模块发热情况，经测试可以满足使用要求。本实用新型结构独特，使用效果好，经试用，与现有技术相比，具有以下突出的特点。1、虚拟显示内容丰富，显示包括液位高度，液体温度，进、出口瞬时流量，进、出口累计流量等，可同时显示多组油囊数据，并且柱状图与数码结合显示，更加形象。2、精度高，液位高度为土 1mm，液体温度为± 1°C，流量为土 lm3/h ；3、温度范围宽，工作温度范围为-40 +70°C。4、采用车辆通用CAN总线。5、响应速度快，全屏刷新时间小于200ms ；6、数据实时存储，方便查看历史数据。
权利要求1.一种软油囊现场指示装置，包括壳体及控制电路，控制电路装在壳体内的电路板上，并与壳体外的U盘读取器(6)相连，其特征在于，所述的控制电路包括单片机模块(2)，单片机模块(2)分别接虚拟显示模块(I)、数据存储模块(3)、信号采集模块(5)，电源功能模块(4)接虚拟显示模块(I)、数据存储模块(3)、信号采集模块(5)的供电端，数据存储模块(3)与U盘读取器(6)相连。
2.根据权利要求1所述的软油囊现场指示装置，其特征在于，所述的该单片机是，单片机U3的6脚接地，并经电容C5接电源5V，30脚、31脚分别接晶振Yl的两端，并经电容C7、C8接地，28脚接三端滤波器UlO的I脚，三端滤波器的2脚接地，3脚为+5V输出，18脚经电阻R5与接地的电容C9以及接电源5V的电阻R6、二极管D3相连，构成复位电路；单片机U3的10脚、11脚接收CAN总线收发器的数据，16脚、17脚、18脚接烧写程序插口 J5的2脚、4脚、5脚，烧写程序插口 J5的I脚、2脚间装有电阻R4，I脚、44脚发送串行数据给虚拟显示模块显示用，37脚、38脚、39脚、42脚与数据存储模块以I2C模式进行数据通信，16脚、17脚、18脚为编程口，电容C9、二极管D3、电阻R4、R5、R6组成复位电路，31,32脚为时钟输入脚，与晶振Yl连接为单片机提供工作时钟。
3.根据权利要求1所述的软油囊现场指示装置，其特征在于，所述的虚拟显示模块包括液晶显示屏和232信号调理电路，232信号调理电路包括贴片集成电路U5，贴片集成电路U5的I脚、2脚间装有电容C12，4脚、5脚间装有电容C13，2脚经电容ClO接电源5V，16脚接电源5V，6脚经电容Cll接地，15脚接地，9脚、10脚接地，经电阻R13、R12分别接单片机U3的I脚和44脚，7脚、8脚分别经电阻R14、R15接接地电容C12、C14及液晶显示屏。
4.根据权利要求1所述的软油囊现场指示装置，其特征在于，所述的信号采集模块的信号形式为CAN总线数据，包括贴片集成电路U6、贴片集成电路U7、U8，贴片集成电路U6的6脚、7脚接接地电容C16、C17 一端和接地二极管Zl、Z2的负极，并经电阻R16、R17接CAN总线收发器，集成电路U6的4脚经电阻R19接贴片集成电路U8的3脚、贴片集成电路U6的8脚经电阻R18接地，U6的3脚接电源5V，贴片集成电路U6的2脚、3脚之间有电容C19，I脚接贴片集成电路U7的6脚，并经电阻R20接贴片集成电路U7的8脚，I脚、3脚之间有电容C18，2脚、3脚之间有电容C19，3脚经电容C20接地，贴片集成电路U7的5脚接地，2脚接电源5V，并经电容C21接地，3脚经电阻R22接单片机的10脚，贴片集成电路U7的5脚接地，贴片集成电路U8的2脚、7脚接电源5V，8脚经电阻R21接6脚，并经电容C22接地及5脚。
5.根据权利要求1所述的软油囊现场指示装置，其特征在于，所述的数据存储模块为时钟存储器U4，与单片机之间为I2C通信，时钟存储器U4的10脚、11脚、12脚接地，24脚接电源5V,并经电容C09接地，13脚、15脚、20脚、21脚分别经电阻R11、R10、R9、R8接电源5V0
6.根据权利要求1所述的软油囊现场指示装置，其特征在于，所述的电源功能模块包括电源模块U1、电源模块U01，电源模块Ul的I脚、2脚间有并联的接地电容C1、C2，电源模块UOl的I脚、2脚间有并联的接地电容C01、C02,电容Cl的正极、电容COl的正极接与磁珠Dl串联的二极管D2的负极，电源模块Ul的3脚、4脚间有并联的接地电容C3、C4，3脚输出电源5V，电源模块UOl的3脚、4脚间有并联的接地电容C03、⑶4，3脚输出电源12V。
专利摘要本实用新型涉及软油囊现场指示装置，可有效解决液位测量精度不高，价格昂贵的问题，其解决的技术方案是，包括壳体及控制电路，控制电路装在壳体内的电路板上，并与壳体外的U盘读取器相连，所述的控制电路包括单片机模块，单片机模块分别接虚拟显示模块、数据存储模块、信号采集模块，电源功能模块接虚拟显示模块、数据存储模块、信号采集模块的供电端，数据存储模块与U盘读取器相连，本实用新型结构简单，新颖独特，使用方便，液位测量精度高，成本低，应用面广，是软油囊现场指示设备的创新。
文档编号G01F23/00GK202853634SQ20122056058
公开日2013年4月3日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者刘君, 李翔, 务红涛, 赵广, 孙敏, 杨克明, 魏培飞 申请人:新乡北方车辆仪表有限公司