一种多参数超声波流体测试仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种多参数超声波流体测试仪，包括：MSP430单片机、终端传感器、信号调理电路、超声波探头、超声处理电路、存储器、报警输出电路、数据输出电路、网关、云端数据库；终端传感器通过接口线缆将感知信息接入信号调理电路，超声波探头通过接口线缆将差分信号接入超声处理电路，信号调理电路、超声处理电路、存储器、报警输出电路、数据输出电路分别接入MSP430单片机，数据输出电路以有线／无线方式与网关相连，网关通过以太网连接到云端数据库；本实用新型专利具有监测管道安全，操作简单、施工方便、规模控制、运营成本低等优点，在节能系统和公共设施中具有极大的推广价值。
【专利说明】一种多参数超声波流体测试仪
【技术领域】:
[0001]本实用新型涉及一种流体测试仪，特别涉及一种多参数超声波流体测试仪及其使用方法。
【背景技术】:
[0002]随着社会的发展，人类面临日益恶化的环境，能源的日益紧缺使得节约变得愈加重要。在日常生活中，流体能源占了很大部分，比如水，油，蒸汽(热能)，天然气等等。能源的安全和无损传输是个很复杂的话题，需要同时监测其流量，瞬时流量，压力，液位，水质等，才能快速定位问题。
[0003]目前，针对流体的监测，传统方法多采用叶轮管段和插入式来监测其流量，费工费时，且很多时候无法关断来施工；随着超声波技术的发展，采用外加式的超声波传感器解决了施工的难题，但无法解决远程监测的问题。如果要同时监测管道压力，需安装压力传感器；要保证表井渗漏的安全，需专门安装液位传感器等等；多种传感器的电压，传输方式的不一致，使得同一时间同一地点监测管网要安装多种传感器，管网安全变得非常复杂，成本也非常高。
[0004]一旦管网发生问题，对于快速定位问题，之前的数据就变得非常重要。而目前所有专门的测试仪都无法实现多种数据的存储和联动分析。
实用新型内容:
[0005]本实用新型是为了克服上述现有技术中缺陷，提供了一种多参数超声波流体测试仪及其使用方法。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0007]一种多参数超声波流体测试仪，包括:MSP430单片机、终端传感器、信号调理电路、超声波探头、超声处理电路、存储器、报警输出电路、数据输出电路、网关、云端数据库；终端传感器通过接口线缆将感知信息接入信号调理电路，超声波探头通过接口线缆将差分信号接入超声处理电路，信号调理电路、超声处理电路、存储器、报警输出电路、数据输出电路分别接入MSP430单片机，数据输出电路以有线/无线方式与网关相连，网关通过以太网连接到云端数据库。
[0008]上述技术方案中，终端传感器包括液位传感器、压力传感器、水质传感器、温度传感器。
[0009]上述技术方案中，液位传感器将开关信号接入信号调理电路，压力传感器将电流信号接入信号调理电路，水质传感器将电压信号接入信号调理电路，温度传感器将电阻信号接入信号调理电路。
[0010]一种多参数超声波流体测试仪的使用方法，包括以下步骤:
[0011]第一步:终端传感器采集管道的压力、温度、液位、水质参量，终端传感器通过接口线缆将感知信息接入信号调理电路，信号调理电路进行信号调理；超声波探头采集流量、流速参量，超声波探头通过接口线缆将感知信息接入超声处理电路，超声处理电路进行信号处理；
[0012]第二步:MSP430单片机对信号调理电路、超声处理电路处理后的信号进行信号判读，协议分析与转换，同时和预置阀值进行对比，如超出预置阀值，则通过报警输出电路发出警报，MSP430单片机将处理后的信号存储至存储器内；
[0013]第三步:数据输出电路将MSP430单片机处理后的信号以有线/无线方式传输到网关，进行协议转换，通过以太网发送到云端数据库；
[0014]第四步:基于云端数据库，任何一个已授权的管理者通过任一台连接局域网的PC机，可对辖区内的管道状态进行在线的监测和分析，以便及时进行处理。
[0015]上述技术方案中，数据输出电路有线方式采用USB、串口、以太网，无线方式采用
2.4G或433M无线射频信号。
[0016]上述技术方案中，数据输出电路中有线/无线通信采用令牌环。
[0017]上述技术方案中，存储器至少存储6个月的数据。
[0018]与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果:
[0019]I)配置有多种终端传感器，以及超声波探头，可以同时采集管道内的流量、流速、压力、温度、液位多种参量，终端传感器、超声波探头实时传输，使得管网故障非常迅速的被推送到管理者面前，提高了服务质量，缩短了定位时间，最大程度的保证了管网安全。
[0020]2)采用MSP430单片机，高性能的单片机预留多种接口，可以非常方便的接入其他的传感器，轻松实现扩展。
[0021]3)网关使得系统扩展变得便捷，从而实现了对大量设备的集中管控，节省了大量的人力成本。
[0022]4)采用有线/无线通信采用令牌环，保证的通信的可靠性。
[0023]5)施工简单，无需破管，不停水，在很多特殊场合非常实用。
【专利附图】
【附图说明】:
[0024]图1为本实用新型一种多参数超声波流体测试仪的结构示意图；
[0025]图2为本实用新型一种多参数超声波流体测试仪的工作流程图。
[0026]图中，1-MSP430单片机、2_终端传感器、3_信号调理电路、4_超声波探头、5_超声处理电路、6-存储器、7-报警输出电路、8-数据输出电路、9-网关、10-云端数据库。
【具体实施方式】:
[0027]如图所示，根据本实用新型的一种多参数超声波流体测试仪，包括:MSP430单片机1、终端传感器2、信号调理电路3、超声波探头4、超声处理电路5、存储器6、报警输出电路7、数据输出电路8、网关9、云端数据库10 ;终端传感器2通过接口线缆将感知信息接入信号调理电路3，超声波探头4通过接口线缆将差分信号接入超声处理电路5，信号调理电路3、超声处理电路5、存储器6、报警输出电路7、数据输出电路8分别接入MSP430单片机1，数据输出电路8以有线/无线方式与网关9相连，网关9通过以太网连接到云端数据库10。
[0028]一种多参数超声波流体测试仪的使用方法，包括以下步骤:[0029]第一步:液位传感器、压力传感器、水质传感器、温度传感器分别采集管道的液位、压力、水质、温度参量，液位传感器、压力传感器、水质传感器、温度传感器分别通过接口线缆将液位、压力、水质、温度参量接入信号调理电路3，信号调理电路3进行信号调理；超声波探头4采集流量、流速参量，一个超声波探头4发射信号穿过管壁、介质、另一侧管壁后，被另一个超声波探头4接收到，同时,第二个超声波探头4同样发射信号被第一个超声波探头4接收到，由于受到介质流速的影响，二者存在时间差At，根据推算可以得出流速V和时间差At之间的换算关系V= (C2 / 2L) X At，进而可以得到流量值Q，超声波探头4通过接口线缆将感知信息接入超声处理电路5，超声处理电路5进行信号处理；
[0030]第二步:MSP430单片机I对信号调理电路3、超声处理电路5处理后的信号进行信号判读，协议分析与转换，同时和预置阀值进行对比，如超出预置阀值，则通过报警输出电路7发出警报，MSP430单片机I将处理后的信号存储至存储器6内；
[0031]第三步:数据输出电路8将MSP430单片机I处理后的信号由串口通过屏蔽双绞线传输或者由2.4G / 433M无线射频信号传输到网关9，进行协议转换，通过以太网发送到云端数据库10 ；
[0032]第四步:基于云端数据库10，任何一个已授权的管理者通过任一台连接局域网的PC机，可对辖区内的管道状态进行在线的监测和分析，以便及时进行处理。
[0033]该一种多参数超声波流体测试仪及其使用方法具有安全、快捷、运营成本低、管理方便、用户操作简单等优点，尤其便于在大量存在的水表等管道能耗设备的统计监管，节省了人力成本和能源，在高校和公共设施的节能管理中具有极大的推广价值。
[0034]以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种多参数超声波流体测试仪，其特征在于:包括，MSP430单片机、终端传感器、信号调理电路、超声波探头、超声处理电路、存储器、报警输出电路、数据输出电路、网关、云端数据库；终端传感器通过接口线缆将感知信息接入信号调理电路，超声波探头通过接口线缆将差分信号接入超声处理电路，信号调理电路、超声处理电路、存储器、报警输出电路、数据输出电路分别接入MSP430单片机，数据输出电路以有线/无线方式与网关相连，网关通过以太网连接到云端数据库。
2.根据权利要求1所述的多参数超声波流体测试仪，其特征在于:所述终端传感器包括液位传感器、压力传感器、水质传感器、温度传感器。
3.根据权利要求1或2所述的多参数超声波流体测试仪，其特征在于:所述液位传感器将开关信号接入信号调理电路，压力传感器将电流信号接入信号调理电路，水质传感器将电压信号接入信号调理电路，温度传感器将电阻信号接入信号调理电路。
4.根据权利要求1所述的多参数超声波流体测试仪，其特征在于:所述数据输出电路有线方式采用USB、串口、以太网，无线方式采用2.4G或433M无线射频信号。
5.根据权利要求1所述的多参数超声波流体测试仪，其特征在于:所述数据输出电路中有线/无线通信采用令牌环。
【文档编号】G01D21/02GK203672405SQ201320622181
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年10月9日 优先权日:2013年10月9日
【发明者】邵伟恩 申请人:无锡锐泰节能系统科学有限公司