专利名称：测量气体质量流量的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量气体质量流量的装置。
背景技术：
目前国内外的流量计产品大都要另配显示仪，使用显示仪来给流量计提 供电源和显示流量，这样即不方便也增加了成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种测量气体质量流量的装置，该装 置可以对各种气体或者液体的流量进行快速、精确的测量。
为解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案是 一种测量气体质量 流量的装置，包括流量传感器，该装置还包括有用于提高所述装置的响应 速度的传感器波形还原电路；用于与上位机进行单机或多机通讯的接口；微 处理器；以及，具有驱动器的集成显示屏；所述流量传感器通过传感器波形 还原电路与微处理器连接；所述接口和集成显示屏都与微处理器连接。
所述集成显示屏是液晶显示屏。
所述流量传感器，所述传感器采用毛细管传热温差量热法进行测量。
该装置的电路设计为抗干扰电路，所述抗干扰电路包括多层布线印刷电 路板，所述多层布线印刷电路板具有顶层布线层、内层地信号布线层、内层 电源信号布线层和底层布线层。
该装置还包括有按键输入电路，所述按键输入电路由电阻和按键开关与 微处理器的一路AD通道连接而构成。
本发明具有的优点:该流量计本身带LCD液晶显示屏可实时地显示瞬时 流量，既节省成本也给使用带来了方便。产品的硬件电路中具有传感器波形 还原电路，使产品有很快的响应时间。因为产品是数字产品，通过软件线性 校正的方法使产品具体较高的线性和精度，同时具有通讯接口可与上位机进 行单机或多机通讯。同时产品具有抗干扰性强的硬件电路。此产品填补了国 内在此领域的空白，为气体质量流量计产品开辟了一个新方向，具有较好的 实用价值和应用意义。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。 图1为本发明的结构示意图；图2为按键输入电路原理图； 图3为电源转换电路原理图； 图4为LCD显示屏连接原理图； 图5为传感器结构原理图； 图6为传感器波形还原电路原理图。
具体实施例方式
参照附图1， 一种测量气体质量流量的装置，主要包括流量传感器；
用于提高所述装置的响应速度的传感器波形还原电路；用于与上位机进行单
机或多机通讯的接口；按键输入电路；微处理器；以及，具有驱动器的集成 显示屏。
微处理器为微处理芯片，该微处理芯片是全集成的16位数据采集系统， 具有8通道ADC、2通道DAC，采样速率达到420kb s 、以及单周期20MHz、 8位与8051指令集全兼容的MCU，采用的是一个被优化过的8052内核，处 理速度达20MIPS(百万条指令每秒)，同时具有WTD(看门狗定时器)、PSM(电 源监视器)、UART(通用异步收发器)、SPI、 I2C接口、 TIC时间间隔计数器 和2路PWM输出。
按键输入电路，该按键输入电路由电阻和按键开关与微处理器的一路 AD通道连接而构成，如图2所示，其作用是当按键开关按下时微处理器的 AD输入通道P1.7的电压从高电平被拉到低电平，此时微处理器可以检测到 该信号并通过软件的方法实现调零的功能。
LCD显示屏，该LCD显示屏是4位带背光LCD显示屏，该显示屏本身 集成HT1621型LCD驱动器，微处理器和HT1621驱动器通过串行的工作方 式可实现实时地显示流量计的瞬时流量功能。电源由外部24V电源供给，电 源转换电路由L7812、 78L05、 二极管1N4007及电容组成，如图3所示，它 的作用是将外部提供的24V电源转换为+12V和+5V电源供系统使用。
集成LCD液晶屏显示本发明的特色是集成LCD液晶屏显示，该LCD 显示屏是4位带背光LCD显示屏，该显示屏本身集成是一个32X4的HT1621 型号LCD驱动器，该驱动器本身内嵌32 X4位显示RAM内存和256KHz RC 振荡器，它可以通过串行接口与微处理器进行通信实现实时地显示流量计瞬 时流量的功能。连接原理图如图4所示，由—ft处^^的PO.O、 P0.1和P0.2 端口分别和LCD显示屏驱动芯片的DATA、^和而端口相连接，其中DATA 为HT1621的串行数据输入端口，微处理器就是通过此端口将要显示的数字通过串行方式传递给显示屏的；^为^11621的片选输入端口，为高 电平，读写HT1621的数据和命令无效，串行接口，路复位；当^为低电平 和作为输^时，读写HT1621的数据和命令有效；^为HT1621的脉冲输入 端口，在^信号的上升沿，DATA线上的数据会被写入到HT1621。
传感器波形还原电路本发明中采用热式流量传感器，该传感器采用毛 细管传热温差量热法原理，如图5所示，当无气体通过传感器的传感管时， 传感器电桥输出电压信号为零，当有气体通过传感管时，气体将上游的热量 带到下游，上下游温度的变化会使传感管上下游热敏电阻丝的阻值发生改变， 从而使电桥输出与流量相关的电压信号。因为传感器的输出信号是由热量的 传导而产生的，实际上这个靠热传导而输出的信号是很慢的，流量传感器输 出信号慢会使流量计的响应时间过长，而在很多应用场合客户需要流量计具 有较快的响应时间。本发明采用传感器波形还原电路来解决此问题。
如图6所示，"'为传感器波形还原电路的输入电压(即传感器的直接输出 电压)；"。为传感器波形还原电路的输出电压。
根据运放的虚短原理可得",="+="_
(设a为电位器RPl的位置比例，0《a《l)
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上式表明，当最终w,.和^稳定的时候，,和^
(if A
都为0，则最终1/。 = ^;而在过
程变化的过程当中，"i是传感器直接输出的信号，它很慢(即斜率小，即,小)，由 式
必
知^的系数为(《+及2+i^l.")，此系数可以远大于^的系数^ ，所以等式相等时^
可以很大(即此电路的输出电压信号可以很快的到达终值)，当我们选取合适的电位器比例
"时，可以对慢的传感器信号起到加速作用.抗干扰电路设计此产品采用四层PCB布线，PCB信号顺序从上至下
分别为顶层布线层、内层地信号布线层、内层电源信号布线层和底层布线
层。多层电路板布线是提高产品EMC性能的有效手段，可获得更大的布线
空间，位于多层板内部的电源层和地层两个平面都是由金属平板构成，当这 两个平面相临时就构成了电源的平滑电容，同时各层均有覆铜，这些覆铜既 可消除各关键电路之间的电耦合，使噪声干扰和信号串扰降到最低，也可用 来屏蔽内层与外层的某些关键电路的干扰。
权利要求
1、一种测量气体质量流量的装置，包括流量传感器，其特征在于该装置还包括有用于提高所述装置的响应速度的传感器波形还原电路；用于与上位机进行单机或多机通讯的接口；微处理器；以及，具有驱动器的集成显示屏；所述流量传感器通过传感器波形还原电路与微处理器连接；所述接口和集成显示屏都与微处理器连接。
2、 根据权利要求1所述的测量气体质量流量的装置，其特征在于所述 集成显示屏是液晶显示屏。
3、 根据权利要求1所述的测量气体质量流量的装置，其特征在于所述 流量传感器，所述传感器采用毛细管传热温差量热法进行测量。
4、 根据权利要求1所述的测量气体质量流量的装置，其特征在于该装 置的电路设计为抗干扰电路，所述抗干扰电路包括多层布线印刷电路板，所 述多层布线印刷电路板具有顶层布线层、内层地信号布线层、内层电源信号 布线层和底层布线层。
5、 根据权利要求1所述的测量气体质量流量的装置，其特征在于该装 置还包括有按键输入电路，所述按键输入电路由电阻和按键开关与微处理器 的一路AD通道连接而构成。
全文摘要
本发明公开了一种测量气体质量流量的装置，包括流量传感器，该装置还包括有用于提高所述装置的响应速度的传感器波形还原电路；用于与上位机进行单机或多机通讯的接口；微处理器；以及，具有驱动器的集成显示屏；所述流量传感器通过传感器波形还原电路与微处理器连接；所述接口和集成显示屏都与微处理器连接。本发明本身带LCD液晶显示屏可实时地显示瞬时流量，既节省成本也给使用带来了方便。产品的硬件电路中具有传感器波形还原电路，使产品有很快的响应时间。
文档编号G01F1/86GK101408446SQ20081022746
公开日2009年4月15日 申请日期2008年11月26日 优先权日2008年11月26日
发明者宋志辉, 芦晓静, 迪 赵, 雪 赵 申请人:北京七星华创电子股份有限公司