一种超声波电子燃气表的制作方法

本发明涉及燃气表技术领域，尤其涉及一种超声波电子燃气表。

背景技术：

现有的传统燃气表大多数对燃气的计量是通过设置在燃气表面的机械式计数器，其原理是燃气在经过燃气表时推动设置在燃气表内的传动机构带动一个机械式计数器跳动，每当燃气停止流动，此时计数器也停止工作，从而达到计数器的气量多少，首先机械式计数器体积比较大，并且在长时间使用中会产生老化现象，从而降低了计数器的精度，并且在工作过程中会产生噪音，影响室内环境。

技术实现要素：

针对上述现有技术的现状，本发明所要解决的技术问题在于提供一种体积小、无噪音和精度高的超声波电子燃气表。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种超声波

电子燃气表，其特征在于，包括：

超声波探头、数模转换模块；所述数模转换模块将超声波探头获得的数据转换为数字信号；

压力传感器、温度传感器；

计量MCU；所述计量MCU接收并处理数模转换模块、压力传感器与温度传感器传送至计量MCU的数据；

管理MCU；与计量MCU串口通讯并交换数据；

IC卡管理模块；与管理MCU连接，并与管理MCU交换数据；

电机阀；与管理MCU连接，用于接收管理MCU信号打开或关闭；

电源模块。

进一步，还包括：

LCD显示模块，与管理MCU连接，用于显示数据；

GPRS模块，与管理MCU连接，用于将数据远程传输至服务器。

进一步地，所述电源模块包括：

超声波电源稳压电路、管理MCU电源稳压电路、GPRS模块电源稳压电路；

所述超声波电源稳压电路、管理MCU电源稳压电路、GPRS模块电源稳压电路包括：

供电电池，供电电池一端连接至第八二极管正极，第八二极管负极分别连接至第十六电容正极与第二HS7333芯片输入端，第二HS7333芯片接地端接地，第二HS7333芯片输出端接超声波探头电源输入端；第十六电容负极接地；

第七二极管，第七二极管正极接入供电电池一端，第七二极管负极接入第一HS7333芯片输入端，第一HS7333芯片接地端接地，第一HS7333芯片输出端接入第五二极管正极和第十七电容正极，第五二极管负极接入第九二极管负极，第九二极管正极接入供电电池一端，第十七电容负极端接地；第十四电阻一端接入第九二极管负极，另一端接地；信号接收板，信号接收板电源端接入第九二极管负极，输出端接入第十一电阻后接入管理MCU电源输入端，接地端接入第六二极管正极；

第二十五电阻，第二十五电阻一端接入第七二极管负极，另一端接入NPN型三极管集电极，NPN型三极管基极串联第二十八电阻后接入通断信号输入端，NPN型三极管发射极接地；第十八电阻两端分别接入NPN型三极管基极与发射极；MOS管栅极接入NPN型三极管集电极，源级接入第七二极管负极，漏极接入LM25765S芯片第一管脚；LM25765S芯片第三管脚、第五管脚接地，第一电阻、第一电容、第一二极管并联后一端接入LM25765S芯片第一管脚，另一端接入LM25765S芯片第三管脚；第二二极管正极接地，负极接入LM25765S芯片第二管脚，第一电感一端接入LM25765S芯片第二管脚，另一端接入第二电容正极，第二电容负极接地，第二电阻一端接入第二电容正极另一端串联第三电阻后接地，LM25765S芯片第四管脚接入第二电阻与第三电阻之间；第九电容与第十一电容并联后一端接入第二电容正极，另一端接地。

进一步地，所述计量MCU为E703.15芯片；第四十九电容与第四十八电容并联后一端接入E703.15芯片第一管脚，另一端接地；E703.15芯片第七管脚和第八管脚分别接入24C02芯片第六管脚和第五管脚；第三十四电阻一端接入E703.15芯片第一管脚，另一端接入E703.15芯片第七管脚，第三十五电阻一端接入E703.15芯片第一管脚，另一端接入E703.15芯片第八管脚；第三十六电阻、第三十七电阻、第三十九电阻、第四十电阻、第三十八电阻、温度传感器、第四十二电阻和第二十九电容依次串联后两段均接地；E703.15芯片第十五管脚接入第三十六电阻与第三十七电阻之间；E703.15芯片第十六管脚接入第三十七电阻与第三十九电阻之间；E703.15芯片第十七管脚接入第三十九电阻与第四十电阻之间；E703.15芯片第十八管脚接入第四十电阻与第三十八电阻之间；E703.15芯片第十九管脚接入第三十八电阻与第四十一电阻之间；E703.15芯片第二十管脚接入第四十一电阻与温度传感器之间；E703.15芯片第二十一管脚接入温度传感器与第四十二电阻之间；E703.15芯片第二十二管脚接入第四十二电阻与第二十九电容之间；

第五十电容与第二十九电容并联后一端接入E703.15芯片第二十四管脚，另一端接地；

E703.15芯片第二十五管脚与第二十六管脚，第二十五管脚与第二十七管脚，第二十六管脚与第二十八管脚之间均串联有电容；

第一AD8309放大器正极输入端接入E703.15芯片第二十五管脚，第一AD8309放大器负极输入端与第一AD8309放大器输出端连接，第一AD8309放大器输出端连接第一电阻后接入第二AD8309放大器负极输入端，第二AD8309放大器输出端接入超声波测试接口一端；

第三AD8309放大器正极输入端接入E703.15芯片第二十六管脚，第三AD8309放大器负极输入端接入第三AD8309放大器输出端，第三AD8309放大器输出端接入第二电阻后分别接入第二AD8309芯片正极输入端与超声波测试接口另一端；

E703.15芯片第三十二、三十三管脚均接入第一超声波探头；E703.15芯片第三十五、第三十六管脚均接入第二超声波探头。

进一步地，所述管理MCU采用MSP430F99芯片。

进一步地，所述数模转换模块采用TDC-GP22芯片。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)采用超声波检测燃气表数据，相比传统机械检测的方式，其更为稳定且使用寿命更长；

(2)将超声波检测、压力检测和温度检测的数据采集与处理采用独立的一个处理芯片，将数据管理、数据传输和数据显示采用另一个处理芯片，两个处理芯片之间采用串口通讯进行数据交换；此种方式便于后续管理和升级；

(3)设计精确的稳压电源电路和MCU计量电路使得整个电路结构更为稳定，抗干扰性能更好。

附图说明

图1为本发明的功能模块连接原理图；

图2为本发明电源模块电路图；

图3为本发明MCU计量模块电路图。

具体实施方式

如图1所示，本申请的超声波电子燃气表，它包括计量MCU、管理MCU、电源模块，所述电源模块分别与计量MCU和管理MCU相连接。还包括由超声波探头和数模转换模块，超声波探头获取的数据通过数模转换模块转换为数字信号后传递至计量MCU。同时，压力传感器、温度传感器采集的数据也传递至计量MCU。

管理MCU上连接有扩展模块和IC卡管理模块以及电机阀。IC卡管理模块与管理MCU之间双向数据通讯。管理MCU还发出控制信号控制电机阀的开启和关闭。

还包括LCD显示模块，用于显示数据以及GPRS模块用于将数据远程传输至服务器。

请参照图2，图2为本发明的电源模块的电路图。图2中，电源模块由超声波电源稳压电路、管理MCU电源稳压电路和GPRS模块电源稳压电路三部分构成。

其包括供电电池，供电电池一端连接至第八二极管D8正极，第八二极管D8负极分别连接至第十六电容C16正极与第二HS7333芯片输入端，第二HS7333芯片接地端接地，第二HS7333芯片输出端接超声波探头电源输入端；第十六电容C16负极接地；

第七二极管D7，第七二极管D7正极接入供电电池一端，第七二极管D7负极接入第一HS7333芯片输入端，第一HS7333芯片接地端接地，第一HS7333芯片输出端接入第五二极管D5正极和第十七电容C17正极，第五二极管D5负极接入第九二极管D9负极，第九二极管D9正极接入供电电池一端，第十七电容C17负极端接地；第十四电阻R14一端接入第九二极管D9负极，另一端接地；信号接收板，信号接收板电源端接入第九二极管D9负极，输出端接入第十一电阻R11后接入管理MCU电源输入端，接地端接入第六二极管D6正极；

第二十五电阻R25，第二十五电阻R25一端接入第七二极管D7负极，另一端接入NPN型三极管集电极，NPN型三极管基极串联第二十八电阻后接入通断信号输入端，NPN型三极管发射极接地；第十八电阻R18两端分别接入NPN型三极管基极与发射极；MOS管栅极接入NPN型三极管集电极，源级接入第七二极管D7负极，漏极接入LM25765S芯片第一管脚；LM25765S芯片第三管脚、第五管脚接地，第一电阻R1、第一电容C1、第一二极管D1并联后一端接入LM25765S芯片第一管脚，另一端接入LM25765S芯片第三管脚；第二二极管D2正极接地，负极接入LM25765S芯片第二管脚，第一电感L1一端接入LM25765S芯片第二管脚，另一端接入第二电容C2正极，第二电容C2负极接地，第二电阻R2一端接入第二电容正极另一端串联第三电阻R3后接地，LM25765S芯片第四管脚接入第二电阻R2与第三电阻R3之间；第九电容C9与第十一电容C11并联后一端接入第二电容C2正极，另一端接地。

本申请针对不同的模块需求设计不同类型的稳压电路使得各个模块均能获得较稳定的电源输入。

请参照图3，图3为本申请计量MCU模块及其外围电路图。本申请中，计量MCU采用E703.15芯片。图3中，第四十九电容C49与第四十八电容C48并联后一端接入E703.15芯片第一管脚，另一端接地；E703.15芯片第七管脚和第八管脚分别接入24C02芯片第六管脚和第五管脚；第三十四电阻R34一端接入E703.15芯片第一管脚，另一端接入E703.15芯片第七管脚，第三十五电阻R35一端接入E703.15芯片第一管脚，另一端接入E703.15芯片第八管脚；第三十六电阻R36、第三十七电阻37、第三十九电阻R39、第四十电阻R40、第三十八电阻R38、温度传感器、第四十二电阻R42和第二十九电容C29依次串联后两段均接地.

E703.15芯片第十五管脚接入第三十六电阻R36与第三十七电阻R37之间；E703.15芯片第十六管脚接入第三十七电阻R37与第三十九电阻R39之间；E703.15芯片第十七管脚接入第三十九电阻R39与第四十电阻R40之间；E703.15芯片第十八管脚接入第四十电阻R40与第三十八电阻R38之间；E703.15芯片第十九管脚接入第三十八电阻R38与第四十一电阻R41之间；E703.15芯片第二十管脚接入第四十一电阻R41与温度传感器之间；E703.15芯片第二十一管脚接入温度传感器与第四十二电阻R42之间；E703.15芯片第二十二管脚接入第四十二电阻R42与第二十九电容C29之间；

第五十电容C50与第二十九电容C29并联后一端接入E703.15芯片第二十四管脚，另一端接地；

E703.15芯片第二十五管脚与第二十六管脚，第二十五管脚与第二十七管脚，第二十六管脚与第二十八管脚之间均串联有电容；

第一AD8309放大器正极输入端接入E703.15芯片第二十五管脚，第一AD8309放大器负极输入端与第一AD8309放大器输出端连接，第一AD8309放大器输出端连接第一百电阻后接入第二AD8309放大器负极输入端，第二AD8309放大器输出端接入超声波测试接口一端；

第三AD8309放大器正极输入端接入E703.15芯片第二十六管脚，第三AD8309放大器负极输入端接入第三AD8309放大器输出端，第三AD8309放大器输出端接入第一百零一电阻后分别接入第二AD8309芯片正极输入端与超声波测试接口另一端；

E703.15芯片第三十二、三十三管脚均接入第一超声波探头；E703.15芯片第三十五、第三十六管脚均接入第二超声波探头。

通过设计上述超声波探头电路以及E703.15芯片的外围电路使得其电路结构更为稳定，并且设计有测试接口，方便在产品投放前进行测试。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神与范围。