本实用新型涉及变送器领域，具体讲是用于机车的一种可识别方向的热式流量变送器。
背景技术：
工业领域常用的流量变送器的种类繁多，但当前真正已经批量用于机车风路系统的流量送器从原理上来讲只有两种，一种是差压式流量变送器，另一种是热式质量流量变送器。差压式流量变送器对现场环境要求很高，必须保证流量变送器两端直管段为管径的10倍左右，同时对微流量无法监测；热式流量变送器虽然可监测微流量但响应时间较长，且不能对流量方向进行监测及识别，主要用于流速稳定且无需方向识别的环境。
技术实现要素：
因此，为了克服上述不足，本实用新型在此提供一种设计合理，结构简单，使用方便，可实时监测压缩空气管路流量变化，对流量方向进行监测及识别，在轨道交通领域，作为总风管、列车管、供风管等压缩空气流量监测的基础部件，可为列车正常运行提供基础数据。
本实用新型是这样实现的，构造一种可识别方向的热式流量变送器，包括信号采集模块，处理模块和转换模块，其中采集模块与处理模块连接，处理器再与转换模块连接；所述信号采集模块包括流量采集模块和流向采集模块，其中流量采集模块包括流量探头和与之连接的流量采集电路，所述流向采集模块包括流向探头和与之连接的流向采集电路；
所述流向探头和流量探头构成信号采集探头。
优选的，所述流量探头包括铂薄膜电阻a和铂薄膜电阻b，其中铂薄膜电阻a用作加热器，另一个铂薄膜电阻b用于环境温度与铂薄膜电阻a温度检测。
优选的，所述流向探头包括铂薄膜电阻c和铂薄膜电阻d，所述铂薄膜电阻c和铂薄膜电阻d位于铂薄膜电阻a外围；通过铂薄膜电阻c和铂薄膜电阻d的温度差反应流向，温度差通过电阻来体现，该电阻通过流向采集电路、处理模块和转换模块处理为数值信号。
优选的，所述处理模块采用单片机作为处理芯片。
优选的，所述转换模块为da转换电路。
本实用新型的实施原理如下：
信号采集探头探头由四个铂薄膜电阻组成，一个铂薄膜电阻a用作加热器，两个铂薄膜电阻（铂薄膜电阻c和铂薄膜电阻d）用于检测流向，还有一个铂薄膜电阻b用于测量环境温度与加热器来判断流量；作为加热器的铂薄膜电阻被两个用于检测流向的铂薄膜电阻（铂薄膜电阻c和铂薄膜电阻d）包围着；流量流经传感器时，热量从铂薄膜电阻传递到介质。在没有流量的情况下，用于检测流向的两个铂薄膜电阻（铂薄膜电阻c和铂薄膜电阻d）的电阻值相等；
如果有流量，根据流向不同，其中铂薄膜电阻c（或铂薄膜电阻d）会比铂薄膜电阻d（或铂薄膜电阻c）降温更多；而对于铂薄膜电阻c、铂薄膜电阻d和铂薄膜电阻a来说，较高的电压会增加加热电阻自发热的温度，而较高流速度会增加冷却的速度或者较低地加热速度；一个合适的控制电路稳定地保持加热电阻的温度，那么流速上升，则引起电压的上升；这样，电路就变成了测定流速的原件；由于该传感器需要很小的热量，因此该传感器具有快速加热和冷却的响应时间。
本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型设计合理，结构简单，使用方便，可实时监测压缩空气管路流量变化，对流量方向进行监测及识别，在轨道交通领域，作为总风管、列车管、供风管等压缩空气流量监测的基础部件，可为列车正常运行提供基础数据。当出现流量异常时，可及时发现风源系统、制动系统出现状态不佳的关键部件并进行提示，有效的避免了因列车流量异常造成的晚点和机破，影响列车正常的运营秩序；为此，流量变送器作为流量监测的基础部件具有较好的推广应用前景。
本实用新型基于热扩散原理而设计的气体流量检测装置，在传统的热式流量变送器的基础上大大降低对运用环境的要求，仅需保证流量变送器两端直管段为管径的4倍（上游2倍，下游2倍）即可有效监测空气管路内流量变化，同时新增方向识别功能，能够确保-60~60l/s流量范围内有较高的精度及重复性。
附图说明
图1是本实用新型整系统模块示意图；
图2是本实用新型流量采集电路图；
图3是本实用新型流向采集电路图；
图4是本实用新型的整体外形示意图；
图5是本实用新型传感器底座示意图；
图6是本实用新型模块连接示意图；
图中：1、传感器底座；2、流量计；3、长安器密封罩；4、流量变送器电路板；5、航插；6、传感器探头；7、传感器压块；8、传感器转换pcb。
具体实施方式
下面将结合附图1-图6对本实用新型进行详细说明，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-图6所示，本实用新型在此提供一种可识别方向的热式流量变送器，包括信号采集模块，处理模块和转换模块，其中采集模块与处理模块连接，处理器再与转换模块连接；所述信号采集模块包括流量采集模块和流向采集模块，其中流量采集模块包括流量探头和与之连接的流量采集电路，所述流向采集模块包括流向探头和与之连接的流向采集电路；
所述流向探头和流量探头构成信号采集探头。
在本实施例中，所述流量探头包括铂薄膜电阻a和铂薄膜电阻b，其中铂薄膜电阻a用作加热器，另一个铂薄膜电阻b用于环境温度与铂薄膜电阻a温度检测。
在本实施例中，所述流向探头包括铂薄膜电阻c和铂薄膜电阻d，所述铂薄膜电阻c和铂薄膜电阻d位于铂薄膜电阻a外围；通过铂薄膜电阻c和铂薄膜电阻d的温度差反应流向，温度差通过电阻来体现，该电阻通过流向采集电路、处理模块和转换模块处理为数值信号。
在本实施例中，所述处理模块采用单片机作为处理芯片。
在本实施例中，所述转换模块为da转换电路。
本实用新型在实施时，热式双向流量变送器通过探头实时采集流量值，经过处理模块自动运算后输出的相应电流信号。
其中采集电路分为流量采集电路和流向采集电路两部分。流量采集电路将传感器探头的流量信号转换成1.3-1.9v的电压信号，送入处理器的片上ad外设。流向采集电路通过比较器将传感器探头的流向信号转换成高低电平送入处理器的i/o口。
其中da转换电路，该部分电路将处理器输出的数字信号转换成模拟信号，输出（12ma~20ma）电流，代表正方向（0~60l/s）流量；输出（12ma~4ma）电流，代表负方向（0~60l/s）流量。
其中处理模块采用采用集成低功耗处理器，具有看门狗定时器、比较器、fram铁电存储等功能、通用串行接口eusci，支持uart、spi、i2c等，例如单片机。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。