手持式电子量油器的制作方法

本实用新型属于超声波测距技术领域，具体涉及手持式电子量油器。

背景技术：

某油田采油区域井场储油罐基本属于地埋罐形式，油井计量工作均采用人工应用普通计量尺插入储油罐内，读取计量尺淹没刻度位置，来测量单日油井产液量。这种方法会存在尺子未伸直、罐底有油泥不平、读取刻度角度不同等因素，这些因素会直接导致计量误差偏大，影响油井基础数据录取的准确性，影响采油、注水动态分析合理性，影响优化油田开发方案；这种量油方法操作麻烦，每次测量完还需擦除尺子油污，产生油泥污染环境。

为了解决上述问题，发明人根据生产实际，通过应用现代电子技术自主研制具有测量储油罐液面、数字显示功能的低功耗、可充电式、长时待机手持式电子量油器，为油井计量提供高效、准确地测量工具。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种手持式电子量油器，不仅能够降低人为因素带来的测量误差、还能提高工作效率。

本实用新型所采用的技术方案为：手持式电子量油器，包括由下壳体和上壳体组合而成的外壳，外壳内部设有控制模块，控制模块分别连接超声波收发模块、显示屏插槽、电源模块、蓝牙模块、控制按钮和温度传感器，控制模块以STC12LE32S2最小系统为核心，控制模块、超声波收发模块、显示屏插槽、电源模块、蓝牙模块、控制按钮和温度传感器均集成在电路板上；

超声波收发模块连接超声波收发探头，超声波收发探头安装在下壳体的壳面顶部；显示屏插槽连接显示屏，显示屏安装在显示窗口内，显示窗口设置在上壳体的壳面顶部；上壳体上开有若干个圆孔，圆孔设置在显示窗口的一侧，圆孔内安装控制按钮，控制按钮远离显示窗口的一侧安装水平管，电源模块连接电源开关按钮，电源开关按钮安装在外壳的侧面，电源模块的预留电源接口连接电池组，电池组连接充电插口，充电插口设置在外壳的底侧中心位置。

本实用新型的特点还在于，

控制模块分别与显示屏插槽、电源模块、蓝牙模块、控制按钮和温度传感器单向电性连接，控制模块与超声波收发模块双向电性连接。

电池组与充电插口、超声波收发模块与超声波收发探头、电池组与电路板、电路板与显示屏均通过导线连接。

超声波收发模块以NE555芯片为振荡电路产生40KHz超声波，以LM324芯片作为运算芯片进行运算波形放大。

电源模块采用6V充电池和电源稳压电路组成，电源稳压电路设置在电路板9上，电源稳压电路输出电压为5V和3.3V。

电源稳压电路输出电压为5V时的具体电路连接为：采用7805芯片作为电源降压芯片，7805芯片的Vin引脚分别连接电阻R1、电源指示灯LED1和电源开关PS，电阻R1连接电容C1，电源开关PS连接6V充电池，7805芯片的Vout引脚分别连接5V电压输出接口和电容C2，7805芯片的GND引脚接地，所述6V充电池、电源指示灯LED1、电容C1、电容C2均接地。

电源稳压电路输出电压为3.3V时的具体电路连接为：采用1117-3.3芯片作为电源降压芯片，1117-3.3芯片的Vin引脚分别连接自恢复保险F1和电容C3，自恢复保险F1连接5V电压，1117-3.3芯片的Vout引脚分别连接3.3V输出接口和电容C4，1117-3.3芯片的GND引脚接地，所述自恢复保险F1、电容C3和电容C4均接地。

蓝牙模块采用低功耗4.0串口技术，蓝牙模块与STC12LE32S2的I/O口连接。

温度传感器采用DS18B20芯片采集环境温度，其温度采集范围为-50℃～80℃，采集精度为0.1℃

水平管采用防冻长方体型可视液体水泡管。

本实用新型的有益效果是：将本实用新型手持式电子量油器水平放置在储油罐罐口，观察水平管并调整使超声波收发探头保持水平，通过超声波收发探头测距，温度传感器采集环境温度，超声波处理单元根据环境温度调整波长速度，通过处理器处理相关数据，保证计算测量结果准确，替代传统的刻度量油尺，能够降低人为因素影响测量精度。本实用新型构造简单、低功耗、可充电、待机时间长、测量数据可通过蓝牙配对上传手机，携带方便，从而更能适用于地埋储油罐式和无移动信号采油区域。

附图说明

图1为本实用新型手持式电子量油器的主视图；

图2为本实用新型手持式电子量油器的右视图；

图3为本实用新型手持式电子量油器的内部结构示意图；

图4为本实用新型手持式电子量油器的充电池电压转换为5V电压的电路图；

图5为本实用新型手持式电子量油器的5V电压转换为3.3V电压的电路图。

图中，1.下外壳，2.上外壳，3.超声波收发探头，4.电源开关按钮，5.显示窗口，6.控制按钮，7.水平管，8.充电插口，9.电路板，10.显示屏，11.电池组，12.电源连接线，13.温度传感器，14.蓝牙模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1及图2所示，本实用新型手持式电子量油器，包括由下壳体1和上壳体2组合而成的外壳，外壳内部设有控制模块，控制模块分别连接超声波收发模块、显示屏插槽、电源模块、蓝牙模块14、控制按钮6和温度传感器13，控制模块以STC12LE32S2最小系统为核心，实现温度采集、数据计算处理。如图3所示，控制模块、超声波收发模块、显示屏插槽、电源模块、蓝牙模块14、控制按钮6和温度传感器13均集成在电路板9上，电路板9通过铜螺柱固接外壳内。

超声波收发模块连接超声波收发探头3，超声波收发探头3安装在下壳体1的壳面顶部；显示屏插槽连接显示屏10，显示屏10安装在显示窗口5内，显示窗口5设置在上壳体2的壳面顶部；上壳体2上开有4个圆孔，圆孔设置在显示窗口5的一侧，圆孔内安装控制按钮6，控制按钮6远离显示窗口5的一侧安装水平管7，电源模块连接电源开关按钮4，电源开关按钮4安装在外壳的侧面，电源模块的预留电源接口连接电池组11，电池组11连接充电插口8，充电插口8设置在外壳的底侧中心位置。

控制模块分别与超声波收发模块、显示屏插槽、电源模块、蓝牙模块14、控制按钮6和温度传感器13双向电性连接。

电池组11与充电插口8、超声波收发模块与超声波收发探头3、电池组11与电路板9、电路板9与显示屏10均通过导线12连接。

电源开关按钮4处设有电源模块，电源模块采用6V充电池组11和电源稳压电路组成，电源稳压电路设置在电路板9上，电池组11直接与电路板9预留电源接口相接。电源模块通过PCB布线连接各个芯片电源引脚端，电源模块输出5V和3.3V电压，5V电压给显示屏10、超声波收发模块、温度传感器13供电，3.3V给控制模块、蓝牙模块14供电。

如图4所示，电源稳压电路输出电压为5V时的具体电路连接为：采用7805芯片作为电源降压芯片，7805芯片的Vin引脚分别连接电阻R1、电源指示灯LED1和电源开关PS，电阻R1连接电容C1，电源开关PS连接6V充电池，7805芯片的Vout引脚分别连接5V电压输出接口和电容C2，7805芯片的GND引脚接地，所述6V充电池、电源指示灯LED1、电容C1、电容C2均接地。

如图5所示，电源稳压电路输出电压为3.3V时的具体电路连接为：采用1117-3.3芯片作为电源降压芯片，1117-3.3芯片的Vin引脚分别连接自恢复保险F1和电容C3，自恢复保险F1连接5V电压，1117-3.3芯片的Vout引脚分别连接3.3V输出接口和电容C4，1117-3.3芯片的GND引脚接地，所述自恢复保险F1、电容C3和电容C4均接地。

超声波收发探头3处安装超声波收发模块，超声波收发模块连接控制模块，由STC12LE32S2的I/O口控制和电源模块供电，超声波收发模块以NE555芯片为振荡电路产生40KHz超声波，以LM324芯片作为运算芯片进行运算波形放大，用以接收超声波。

控制按钮6采用四角6mm×6mm×17mm黑色塑料按键。

蓝牙模块14采用低功耗4.0串口技术，由STC12LE32S2的I/O口控制和电源模块供电。

显示屏10采用1.3寸6针12864通用型蓝色字体屏。

温度传感器13采用DS18B20芯片采集环境温度，直接通过7.5KΩ上拉电阻连接电路板9上处理器模块STC12LE32S2的I/O口采集环境温度，其温度采集范围为-50℃～80℃，采集精度为0.1℃。

外壳壳体采用硬质塑料制作，形成手持状，便于操作。

水平管7采用防冻十字型可视液体水泡管，用于参考四个方向水平位置，保证超声波收发探头水平，进一步提高测量的准确度。

本实用新型手持式电子量油器的工作过程为：将手持式电子量油器水平放置储油罐罐口，观察并调节水平管7至四个方向水平，使得超声波收发探头3测量时保持水平，按下测量控制按钮6，处理器向超声波发射/接收模块发出发射命令，超声波收发模块发射超声波，通过空气传播到储油罐内液面后返回至超声波接收器，再传输给控制模块，同时控制模块通过温度传感器采集储油罐内环境温度，相对应的调整声波随温度变化的相应传播速度，处理单元进行计算处理后，得出储油罐罐口与油液面之间的距离，并把温度传感器13采集的温度值和液面高度值数据上传至显示屏10上进行显示，并同步通过蓝牙模块14发送至已配对的手机保存数据。

实施例

外壳壳体采用硬质塑料制成，下壳体1靠近上边缘20mm中心位置处开一30mm×20mm大小的显示窗口5，显示窗口5的一侧开四个相互距离为10mm，直径为4mm的圆孔，用于控制按钮6凸出，靠近控制按钮6下部10mm中间处水平安装水平管7，用于参考四个方位水平位置，外壳可以的侧面上部安装电源开关按钮4，下壳体1上边缘装有超声波收发探头3，用于发射/接收超声波。

电池组11通过电源连接线12连接充电插口8用于充电，电池组11还通过电源连接线12连接电路板9，电路板9连接电源模块，给设备供电，显示屏10直接插入电路板9对应插口处，温度传感器13直接焊接至电路板9对应处，用于采集环境温度，进行测量温度补偿，蓝牙模块14直接焊接至电路板9对应处，用于进行蓝牙配对手机上传数据。