专利名称：单温度传感器超声波热量测量方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明属于流体检测技术领域，涉及一种单温度传感器超声波热量测量方法及其
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背景技术：
我国幅员辽阔，在北方冬季需要供暖，为了节约能源，减少烟尘，大部分地区采用热网集中供热。但是目前居民家还没有安装热能表，所以只能按居住面积来收费，显然这是不合理的。自动累计热量的仪器并非没有，但是其价格高昂，无法普及到每个家庭。因此， 开发一款低成本实用型的热能表，具有很好的市场前景。热能表按照基表结构和原理不同，可分为机械式(其中包括涡轮式、孔板式、涡街式)、电磁式、超声波式等种类。其中，机械式热能表由于摩损大，使用年限短，其市场化受到一定的限制；电磁式热能表虽然精度高，但是其成本极高，而且需要外加电源，所以很少采用电磁式热能表；超声波式热能表由于其对介质要求不高，温度、压力、密度等因素对其影响不大，且成本较低，具有良好的市场前景。目前，市场上出现的超声波热能表，其结构一般为一个超声波流量计加上在进水管道和出水管道上安装的2个温度传感器，为了进一步降低成本，提高市场竞争力，本发明在不降低测量准确度的基础上，采用一个温度传感器实现热量的测量，该方法简化了装置结构，降低了生产成本，并降低了系统功耗，提高了产品的性价比。
发明内容
本发明的目的是提供一种单温度传感器超声波热量测量方法及其装置，以降低超声热能表的成本和功耗。单温度传感器超声波热量测量方法，首先采用一对超声波换能器测得超声波在管
道内的顺流时间、和逆流时间t2
权利要求
1.单温度传感器超声波热量测量方法，其特征在于首先采用ー对超声波换能器测得 超声波在管道内的顺流时间ti和逆流时间t2，
2.实现权利要求1所述的单温度传感器超声波热量测量方法的装置，其特征在于它 包括第一换能器，第二换能器，钼电阻PT1000，第一信号调理电路，第二信号调理电路，第三 信号调理电路，第一驱动电路，第二驱动电路，高速时间及温度转换电路，单片机；第一换能 器和第二换能器的输出信号分别经过第一信号调理电路和第二信号调理电路后，与高速时 间及温度转换电路连接；第一换能器和第二换能器的输入端分別与第一驱动电路和第二驱 动电路的一端连接；第一驱动电路和第二驱动电路的另一端分別与高速时间及温度转换电 路连接；钼电阻PT1000的输出信号经过第三信号调理电路然后与高速时间及温度转换电 路连接；高速时间及温度转换电路与单片机连接；所述的第一换能器和第二换能器分別安装在供水管道上，钼电阻PT1000设置在回水 管道上。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于第一信号调理电路及第二信号调理电路均采用TLV;3502芯片和SN74LVC1G02芯片。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于第三信号调理电路采用NC7S14芯片。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于高速时间及温度转换电路采用GP21芯片。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于单片机采用MSP430F437芯片。
全文摘要
本发明公开了一种单温度传感器超声波热量测量方法及其装置。装置包括由第一换能器、第二换能器、第一信号调理电路和第二信号调理电路组成的流量及进水温度采集电路；由一个铂电阻PT1000和第三信号调理电路组成的出水温度采集电路；以GP21为核心的高速时间及温度转换电路以及单片机。本发明采用PT1000和超声波换能器作为测量元件利用超声波换能器测出声波的顺逆流时间，并以此算出水在管道内的流速以及此时的声速，通过声速与温度的关系得到进水水温；利用PT1000测得回水温度；最后由单片机算出热量。采用本方法测量热量，简化了热能表电路，降低了系统功耗以及生产成本。
文档编号G01K17/10GK102401705SQ20111036439
公开日2012年4月4日 申请日期2011年11月17日 优先权日2011年11月17日
发明者王成李, 赵伟国, 赵雪松, 黄朝川 申请人:中国计量学院