专利名称：金属管浮子流量计的控制装置及方法
技术领域：
本发明属于测量仪器类，尤其涉及流体流量的测量装置及控制方法。
背景技术：
浮子流量计是一种测量流体的精密仪器，其又称为转子流量计，变面积式流量计。它是在一个上大下小的锥形导管中置一浮子，当定常流动的被测介质自下而上流经导管时，其中的浮子在介质的压差阻力、粘性应力、浮力及本身自重的作用下，平衡于锥形导管的某一位置，浮子的高度位置反映了流体流量的大小。目前公知的金属管浮子流量计，均是采用机械式的凸轮结构来进行流量的测量和计算，但其测量精度只达到2.5级，且无法进行流量的精确计算；同时，制造时必须根据被测介质的密度，工况条件及流量范围进行逐台设计，因而给制造和使用都带来许多不便和难度。
发明内容
本发明的目的是提供一种金属管浮子流量计的控制装置及方法，解决上述难题，以满足人们对流体介质密度、温度、压力、流量满度、流量上限、流量下限等多种功能测量数据及显示测量结果的需要。
本发明的目的是这样实现的金属管浮子流量计的控制装置，包括微处理器、转角变送器、显示器、键盘。本发明将微处理器分别与转角变送器、显示器、键盘连接，用于将转角变送器检测的金属管浮子流量计的流量数据进行处理并显示。
金属管浮子流量计的控制装置的控制方法，包括下列步骤1，开始，设置原始测量参数；2，启动键盘，若是所需控制功能，则采集数据测量数据并计算、存储及显示；若否，则启动键盘，进行所需测量功能的选择；3，若启动键盘是所需测量介质密度功能，则设置介质密度，采集测量数据并计算、存储及显示；若否，则启动键盘，进行所需测量功能的选择；4，若启动键盘是所需测量介质温度功能，则设置介质温度，采集测量数据并计算、存储及显示；若否，则启动键盘，进行所需测量功能的选择；5，若启动键盘是所需测量介质压力功能，则设置介质压力，采集测量数据并计算、存储及显示；若否，则启动键盘，进行所需测量功能的选择；6，若启动键盘是所需测量流量满度功能，则设置流量满度，采集测量数据并计算、存储及显示；若否，则启动键盘，进行所需测量功能的选择；7，若启动键盘是所需测量流量上限功能，则设置流量上限，采集测量数据并计算、存储及显示；若否，则启动键盘，进行所需测量功能的选择；
8，若启动键盘是所需测量流量下限功能，则设置流量下限，采集测量数据并计算、存储及显示。
由于本发明采用了以上的技术方案，因而具有以下的优点1，采用微处理器进行智能化流量测量和计算，不仅构造简单易制造，而且计算准确，即时显示流体介质的密度、温度、压力、流量满度、流量上限、流量下限等工况参数。
2，使用方便，操作方法简单，测量精度达到1级。
图1是本发明的一种控制装置的示意结构框图；图2是图1的一种控制方法流程图。
图中1，微处理器 2，转角变送器 3，键盘4，显示器5，精密参考电路 6，A/D模块输出电路7，数据通讯电路具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施作如下详述在图1中，金属管浮子流量计的控制装置，由微处理器1、转角变送器2、键盘3、显示器4构成。其中，微处理器1由导线与转角变送器2连接，并与键盘3连接，还与显示器4连接，用于将转角变送器2检测的流量等测量数据进行处理并显示测量结果。控制装置中还设置有精密电压电路5，A/D模块输出电路6和数据通讯电路7。精密电压电路5、A/D模块输出电路6和数据通讯电路7分别由导线与微处理器1连接；其中，精密电压电路5一端还与输出端口连接，用于供给控制装置及微处理器1、转角变送器2等元器件所需稳压电源；A/D模块输出电路6用于输出模拟远传测量信号；数据通讯电路7一端还与输出端口连接，用于数字通讯及远传测量信号。在控制装置中，微处理器1，可采用PIC系列型号单片机，其运算速度快，系统集成度高。PIC型号的单片机其内部并带有10位A/D转换，存储，PMW输出和定时器等功能，其工作非常可靠。
转角变送器2，可采用非接触式电容传感器，其内并可设有运算放大器。转角变送器2，将传感器测出的角度变化得到的对应电容值，转换成对应的电压值，再经过运算放大器成为可处理的电压。运算放大器可采用TLV2252型号，第一级放大为10倍，第二级放大为100倍。得到的电压输入微处理器1，经微处理器1内部的10位A/D采样转换处理成为测量流量的信号。
键盘3，用于设置仪表参数；其可设为三键式，中键为功能键，用于选择测量介质密度，或温度、压力、流量满度、流量上限、流量下限等功能测量项目；左键为移位键，用于测量功能的快速选择；右键为增减键，用于设置测量数据。
显示器4，可采用LCD显示器，将微处理器1输出的信息，瞬时以数字，或图形显示出流量、累计流量等测量结果，直接提供精确的测量数字或图形。
精密电压电路5，可采用MAX884型号的电源模块电路，用于向控制装置及其中的微处理器1和转角变送器2等输出一个3.3V稳定精密参考电压的电源。
A/D模块输出电路6，可采用PWM A/D 4-20MA型号的模块电路，用于输出4-20MA电流强度的模拟远传的被测流量信号。
数据通讯电路7，可采用RS232/485数字通讯电路，用于远传流量信号的数字通讯。
在图2中，金属管浮子流量计的控制装置的控制方法，包括下列步骤1，上电初始化，输入流体介质设定的密度、粘度、流速比等原始参数。
2，启动键盘，选择测量流体介质的密度，或温度、压力、流量满度、流量上限、流量下限等测量功能。若是直接所选取的功能，则启动移位键及增减键，设置测量数据，采集测量数据，并输入微处理器计算、存储，并由LCD式显示器4直接显示出所选取功能的测量数据或图形。
若不是所选取的功能，则启动功能键，进行功能选择。
3，若启动键盘是所需测量介质密度功能，则启动移位键及增减键，设置介质密度，标定测量数据，采集测量数据并计算、存储及显示介质密度的测量结果。
若不是所选取的功能，则启动功能键，再进行功能选择。
4，若启动键盘是所需测量介质温度功能，则启动移位键及增减键，设置介质温度，标定测量数据，采集测量数据并计算、存储及显示介质温度的测量结果。
若不是所选取的功能，则启动功能键，进一步选择功能。
5，若启动键盘是所需测量介质压力功能，则启动移位键及增减键，设置介质压力，标定测量数据，采集测量数据并计算、存储及显示介质压力的测量结果。
若不是所选取的功能，则启动功能键，再进一步选择功能。
6，若启动键盘是所需测量流量满度功能，则启动移位键及增减键，则设置流量满度，标定测量数据，采集测量数据并计算、存储及显示流量满度的测量结果。
若不是所选取的功能，则启动功能键，再作进一步选择功能。
7，若启动键盘是所需测量流量上限功能，则启动移位键及增减键，设置流量上限，标定测量数据，采集测量数据并计算、存储及显示流量上限的测量结果。
若不是所选取的功能，则启动功能键，再进行选择功能。
8，若启动键盘是所需测量流量下限功能，则启动移位键及增减键，设置流量下限，标定测量数据，采集测量数据并计算、存储及显示流量下限的测量结果。
在金属管浮子流量计的控制装置的控制方法中，通过功能键、移位键及增减键的操作选择，可获得所需流体的精确测量数据。
具体操作方法中，当系统上电初始化时，可首先进行主程序判断有无按键操作。
如无按键，程序顺序为执行采样程序、计算程序、存储程序和显示程序，再结束本次循环回到初始化判断状态。并进行下一次的循环操作。
如按功能键，判断此时的状态如是键1，则执行设置标定系数的操作。
判断此时的状态如是键2，则执行设置介质密度的操作。
判断此时的状态如是键3，则执行设置介质温度的操作。
判断此时的状态如是键4，则执行设置介质压力的操作。
判断此时的状态如是键5，则执行设置流量满度的操作。
判断此时的状态如是键6，则执行设置流量上限的操作。
判断此时的状态如是键6，则执行设置流量下限的操作。
通过上述操作方法，就可由微处理器进行采集测量数据，调用子程序及计算、存储，并将测量数据信号输给LCD式显示器4，直接显示所选取测量功能的数据或图形。
在实际操作使用过程中，本发明具有正常工作状态和参数置入状态，通过键盘按键设置参数的举例说明如下比如，选择设置介质流量度指数1000.0首先，按功能键，仪表进入置数状态，此时显示器4显示参数序号和参数数值。
其次，按增减键，显示器4显示的参数由加1开始至所需数值。
然后，按移位键，闪烁位右移；再按该键选择该位数值……，依次设置1，0，0，0，0，小数为固定在十位后。当闪烁位移至最后一位时，按键，可重新置入该参数。
最后，检查，无误后按下功能键，仪表进入下一个温度，或压力、流量满度、流量上限、流量下限功能和测量参数的选择及设定，选择和设置的方法同上。
本发明通过功能键切换的选择，可依次把需要设置的参数置入仪表中。再按功能键，仪表即进入下一个功能和测量参数的选择、设定，显示器4将瞬时显示测量数据，或图形。
权利要求
1.一种金属管浮子流量计的控制装置，包括微处理器、转角变送器、显示器、键盘，其特征在于，微处理器分别与转角变送器、显示器、键盘连接，用于将转角变送器检测的流量数据进行处理并显示测量结果。
2.根据权利要求1所述的一种金属管浮子流量计的控制装置，其特征在于，控制装置中设置有精密电压电路，精密电压电路与微处理器连接，用于微处理器及转角变送器所需稳压电源。
3.根据权利要求1所述的一种金属管浮子流量计的控制装置，其特征在于，控制装置中设置有A/D模块输出电路，A/D模块输出电路一端与微处理器连接，另一端与输出端口连接，用于输出模拟远传测量信号。
4.根据权利要求1所述的一种金属管浮子流量计的控制装置，其特征在于，控制装置中设置有数据通讯电路，数据通讯电路一端与微处理器连接，另一端与输出端口连接，用于数字通讯及远传测量信号。
5.根据权利要求1所述的一种金属管浮子流量计的控制装置的控制方法，包括下列步骤1)开始，设置原始测量参数；2)启动键盘，若是所需控制功能，则采集测量数据并计算、存储及显示测量结果；若否，则启动键盘，进行所需测量功能的选择；3)若启动键盘是所需测量介质密度功能，则设置介质密度，采集测量数据并计算、存储及显示测量结果；若否，则启动键盘，进行所需测量功能的选择；4)若启动键盘是所需测量介质温度功能，则设置介质温度，采集测量数据并计算、存储及显示测量结果；若否，则启动键盘，进行所需测量功能的选择；5)若启动键盘是所需测量介质压力功能，则设置介质压力，采集测量数据并计算、存储及显示测量结果；若否，则启动键盘，进行所需测量功能的选择；6)若启动键盘是所需测量流量满度功能，则设置流量满度，采集测量数据并计算、存储及显示测量结果；若否，则启动键盘，进行所需测量功能的选择；7)若启动键盘是所需测量流量上限功能，则设置流量上限，采集测量数据并计算、存储及显示测量结果；若否，则启动键盘，进行所需测量功能的选择；8)若启动键盘是所需测量流量下限功能，则设置流量下限，采集测量数据并计算、存储及显示测量结果。
全文摘要
金属管浮子流量计的控制装置包括微处理器、转角变送器、显示器、键盘。本发明将微处理器分别与转角变送器、显示器、键盘连接;键盘中间设有功能键,用于选择测量介质密度,或温度、压力、流量满度、流量上限、流量下限等测量功能;左边设有移位键,用于测量功能的快速选择;右边设有增减键,用于设置测量数据。本发明操作时通过功能键、移位键、增减键及转角变送器,将转角变送器检测的金属管浮子流量计的流量数据进行处理并由显示器显示。由此本发明具有以下优点:1.采用微处理器进行智能化流量测量和计算,不仅构造简单易制造,而且计算准确,即时显示流体介质检测的数据或图形。2.使用方便,操作方法简单,测量精度达到1级标准。
文档编号G05D7/06GK1376900SQ0211741
公开日2002年10月30日 申请日期2002年4月19日 优先权日2002年4月19日
发明者张涛, 姜印平, 李刚, 徐英, 李红锁, 孙宏军 申请人:天津市天大泰和自控仪表技术有限公司