一種集散式電磁冷熱量計量系統和方法
【專利摘要】本發明公開了一種集散式電磁冷熱量計量系統，包括：勵磁驅動模塊，用于根據中央處理器提供的勵磁信號，同時對接入的多路電磁流量傳感器的勵磁線圈供電；中央處理模塊，用于實現多路勵磁信號產生、多路流量信號收集、多路溫度信號收集、以及多路數據的集中處理；顯示模塊，用于將中央處理模塊輸出的信息按通道集中分類顯示；通信模塊，用于進行通信實現數據的接收與傳出；電源模塊，用于為各模塊提供不同電壓等級的工作電源；傳感單元，包括電磁流量傳感器、進/出水口溫度傳感器，分戶安裝，用于采集用戶的流量信息和溫度信息；信號調理電路，用于轉換各傳感單元采集的流量信息和溫度信息并轉發給中央處理模塊。本發明還公開一種冷熱量計量方法。
【專利說明】一種集散式電磁冷熱量計量系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種集散式電磁冷熱量計量系統及采用上述計量系統進行冷熱量計量的方法。
【背景技術】
[0002]在我國北方和其它地區冬季建筑物室內供暖的費用收取方式，正從傳統的按建筑面積計費，向按用戶實際使用的熱能來進行計量收費的方式過度。目前用于熱量計量的熱量表主要有機械式、超聲波式和電磁式三種。其中，電磁式熱量表測量精度高,使用壽命長，得到廣泛運用。
[0003]目前市面上的電磁式熱量表都是一戶一表，制造成本極高，不利于普遍推廣；到戶的每只表都要外接電源，對于大面積樓宇用熱量計量時，給安裝、管理帶來很大的不便。
【發明內容】
[0004]為了解決【背景技術】中存在的技術問題，本發明提出了一種集散式電磁冷熱量計量系統，實現了多用戶熱量計算，能夠集中供電，分戶計量、集中抄表。
[0005]本發明提出的一種集散式電磁冷熱量計量系統，包括:
[0006]包括處理執行單元和傳感器模塊，處理執行單元包括電源模塊、勵磁驅動模塊、中央處理模塊、顯示模塊和通信模塊，傳感器模塊由若干傳感單元和信號調理電路組成，其中:
[0007]勵磁驅動模塊，用于根據中央處理器提供的勵磁信號，設置不同的勵磁電流和通道信息，分配對應通道勵磁電流，同時對接入的多路電磁流量傳感器的勵磁線圈供電；
[0008]中央處理模塊，用于實現多路勵磁信號產生、多路流量信號收集、多路溫度信號收集、以及多路數據的集中處理；
[0009]顯示模塊，用于將中央處理模塊輸出的流量、熱量、進水口溫度、出水口溫度的實時及累積計量數據傳送至液晶顯示設備，且按通道集中分類顯示，并執行熱量越限報警等各種故障信息及系統運行狀態信息的顯示；
[0010]通信模塊，用于進行通信實現數據的接收與傳出；
[0011]電源模塊，用于為勵磁驅動模塊、中央處理模塊、顯示模塊、通信模塊、傳感器模塊提供不同電壓等級的工作電源；
[0012]傳感單元，包括電磁流量傳感器、出水口溫度傳感器、進水口溫度傳感器，分戶安裝，用于采集用戶的流量信息和溫度信息；
[0013]信號調理電路，用于轉換各傳感單元采集的流量信息和溫度信息并轉發給中央處理模塊。
[0014]優選地，中央處理模塊包括FPGA可編程邏輯控制芯片、DSP數字信號處理器和ARM微處理器，FPGA為勵磁驅動模塊產生不同具有一定頻率的勵磁信號，并采集電磁流量傳感器的流量信號；將信號轉換后送給DSP進行數據處理，DSP接收FPGA的流量數據，并進行流量計算，同時采集溫度傳感器的信號，與流量信號進行熱量換算計算，并實時將計算的結果送由ARM處理，ARM將DSP送來的信號按用戶進行統計、存儲并由顯示模塊進行顯示，并通過通信模塊將數據外發，實現數據通信。
[0015]優選地，電磁流量傳感器獲取的流量信號被轉換成電動勢經信號調理電路進行濾波、放大，經V/F轉換器轉換成頻率信號后送入FPGA進行采樣處理，并傳送至DSP進行流量、熱量的計算；溫度傳感器產生的溫度信號，并由DSP進行實時采樣、處理。
[0016]優選地,處理執行單兀還包括數字信號輸入輸出模塊,數字信號輸入輸出模塊具有開關量、頻率量信號、脈沖信號的輸入輸出功能，用于控制閥的狀態采集、控制閥的控制信號輸出、熱量越限告警、勵磁告警輸出、空管告警數據、熱量的頻率信號輸出。
[0017]優選地，顯示模塊具備多個用戶數據的分類顯示，能夠顯示所選用戶的實時流量值、進出口溫度值及熱量值；并具備歷史數據的查詢功能和實時曲線顯示功能。
[0018]優選地，勵磁驅動模塊具備勵磁電流檢測、電流閉環控制功能，可以實現勵磁電流的穩定輸出，并具備勵磁電路故障檢測功能。
[0019]本發明中，各傳感單元分戶安裝采集各戶的流量信息、溫度信息，處理執行單元中勵磁驅動模塊集中為傳感單元中的電磁流量傳感器提供勵磁電流，電源模塊進行集中供電，中央處理器進行集中數據處理，顯示模塊集中進行分戶顯示，并能通過通信模塊進行數據的傳遞，實現遠端數據接收，從而完成集中抄表；實現了多用戶熱量計算，能夠集中供電，分戶計量、集中抄表，其具體運轉方式如下:中央處理模塊提供勵磁信號至勵磁驅動模塊；勵磁驅動模塊根據該勵磁信號設置不同的勵磁電流和通道信息，分配對應通道勵磁電流為不同傳感單元的電磁流量傳感器的勵磁線圈供電；各傳感單元的電磁流量傳感器、進水口溫度傳感器、出水口溫度傳感器分別采集對應用戶的流量信息、進水口溫度信息、出水口溫度信息，并將上述流量信息、進水口溫度信息、出水口溫度信息經信號調理電路轉換后發送給中央處理模塊；中央處理模塊收集各傳感單元發送的流量信息、進水口溫度信息、出水口溫度信息，計算出相應的熱量信息，并通過發送給顯示模塊，同時通過通信模塊將數據傳遞給遠端服務器，進行數據抄讀；顯示模塊將中央處理模塊輸出的流量、熱量、進水口溫度、出水口溫度的實時及累積計量數據傳送至液晶顯示設備，且按通道集中分類顯示，并執行熱量越限報警等各種故障信息及系統運行狀態信息的顯示。
[0020]本發明還公開了一種采用上述集散式電磁冷熱量計量系統進行冷熱量計量的方法，中央處理模塊提供勵磁信號至勵磁驅動模塊；勵磁驅動模塊根據該勵磁信號設置不同的勵磁電流和通道信息，分配對應通道勵磁電流為不同傳感單元的電磁流量傳感器的勵磁線圈供電；各傳感單元的電磁流量傳感器、進水口溫度傳感器、出水口溫度傳感器分別采集對應用戶的流量信息、進水口溫度信息、出水口溫度信息，并將上述流量信息、進水口溫度信息、出水口溫度信息經信號調理電路轉換后發送給中央處理模塊；中央處理模塊收集各傳感單元發送的流量信息、進水口溫度信息、出水口溫度信息，計算出相應的熱量信息，并通過發送給顯示模塊，同時通過通信模塊將數據傳遞給遠端服務器，進行數據抄讀；顯示模塊將中央處理模塊輸出的流量、熱量、進水口溫度、出水口溫度的實時及累積計量數據傳送至液晶顯示設備，且按通道集中分類顯示，并執行熱量越限報警等各種故障信息及系統運行狀態信息的顯示。
[0021]上述集散式電磁冷熱量計量方法的技術效果與集散式電磁冷熱量計量系統的技術效果基本相同，此處不再贅述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明提出的一種集散式電磁冷熱量計量系統的原理框圖【具體實施方式】
[0023]如圖1所示，圖1為本發明提出的一種集散式電磁冷熱量計量系統的原理框圖。
[0024]參照圖1，本發明提出的一種集散式電磁冷熱量計量系統，包括:
[0025]包括處理執行單元和傳感器模塊，處理執行單元包括電源模塊、勵磁驅動模塊、中央處理模塊、顯示模塊和通信模塊，傳感器模塊由若干傳感單元和信號調理電路組成，其中:
[0026]勵磁驅動模塊，用于根據中央處理器提供的勵磁信號，設置不同的勵磁電流和通道信息，分配對應通道勵磁電流，同時對接入的多路電磁流量傳感器的勵磁線圈供電；
[0027]中央處理模塊，用于實現多路勵磁信號產生、多路流量信號收集、多路溫度信號收集、以及多路數據的集中處理；
[0028]顯示模塊，用于將中央處理模塊輸出的流量、熱量、進水口溫度、出水口溫度的實時及累積計量數據傳送至液晶顯示設備，且按通道集中分類顯示，并執行熱量越限報警等各種故障信息及系統運行狀態信息的顯示；
[0029]通信模塊，用于進行通信實現數據的接收與傳出；
[0030]電源模塊，用于為勵磁驅動模塊、中央處理模塊、顯示模塊、通信模塊、傳感器模塊提供不同電壓等級的工作電源；
[0031]傳感單元，包括電磁流量傳感器、出水口溫度傳感器、進水口溫度傳感器，分戶安裝，用于采集用戶的流量信息和溫度信息；
[0032]信號調理電路，用于轉換各傳感單元采集的流量信息和溫度信息并轉發給中央處理模塊。
[0033]在上述技術方案中，各傳感單元分戶安裝采集各戶的流量信息、溫度信息，處理執行單元中勵磁驅動模塊集中為傳感單元中的電磁流量傳感器提供勵磁電流，電源模塊進行集中供電，中央處理器進行集中數據處理，顯示模塊集中進行分戶顯示，并能通過通信模塊進行數據的傳遞，實現遠端數據接收，從而完成集中抄表；實現了多用戶熱量計算，能夠集中供電，分戶計量、集中抄表，其具體運轉方式如下:中央處理模塊提供勵磁信號至勵磁驅動模塊；勵磁驅動模塊根據該勵磁信號設置不同的勵磁電流和通道信息，分配對應通道勵磁電流為不同傳感單元的電磁流量傳感器的勵磁線圈供電；各傳感單元的電磁流量傳感器、進水口溫度傳感器、出水口溫度傳感器分別采集對應用戶的流量信息、進水口溫度信息、出水口溫度信息，并將上述流量信息、進水口溫度信息、出水口溫度信息經信號調理電路轉換后發送給中央處理模塊；中央處理模塊收集各傳感單元發送的流量信息、進水口溫度信息、出水口溫度信息，計算出相應的熱量信息，并通過發送給顯示模塊，同時通過通信模塊將數據傳遞給遠端服務器，進行數據抄讀；顯示模塊將中央處理模塊輸出的流量、熱量、進水口溫度、出水口溫度的實時及累積計量數據傳送至液晶顯示設備，且按通道集中分類顯示，并執行熱量越限報警等各種故障信息及系統運行狀態信息的顯示。[0034]在具體設計過程中，中央處理模塊包括FPGA可編程邏輯控制芯片、DSP數字信號處理器和ARM微處理器，FPGA為勵磁驅動模塊產生不同具有一定頻率的勵磁信號，并采集電磁流量傳感器的流量信號；將信號轉換后送給DSP進行數據處理，DSP接收FPGA的流量數據，并進行流量計算，同時采集溫度傳感器的信號，與流量信號進行熱量換算計算，并實時將計算的結果送由ARM處理，ARM將DSP送來的信號按用戶進行統計、存儲并由顯示模塊進行顯示，并通過通信模塊將數據外發，實現數據通信。
[0035]中央處理模塊集成有FPGA可編程邏輯控制芯片、DSP數字信號處理器和ARM微處理器，通過分工合作，提高處理能力。
[0036]在具體設計過程中，電磁流量傳感器獲取的流量信號被轉換成電動勢經信號調理電路進行濾波、放大，經V/F轉換器轉換成頻率信號后送入FPGA進行采樣處理，并傳送至DSP進行流量、熱量的計算；溫度傳感器產生的溫度信號，并由DSP進行實時采樣、處理。
[0037]信號調理電路將流量信號轉換而成的電動勢進行濾波、放大處理，從而提升采集精度。
[0038]在具體設計過程中，處理執行單元還包括數字信號輸入輸出模塊，數字信號輸入輸出模塊具有開關量、頻率量信號、脈沖信號的輸入輸出功能，用于控制閥的狀態采集、控制閥的控制信號輸出、熱量越限告警、勵磁告警輸出、空管告警數據、熱量的頻率信號輸出。
[0039]通過設置數字信號輸入輸出模塊，可以有效進行數字信號的控制和管理。
[0040]在具體設計過程中，顯示模塊具備多個用戶數據的分類顯示，能夠顯示所選用戶的實時流量值、進出口溫度值及熱量值；并具備歷史數據的查詢功能和實時曲線顯示功能。
[0041]顯示模塊采用上述顯示功能設置，可以提高顯示內容的豐富性。
[0042]在具體設計過程中，勵磁驅動模塊具備勵磁電流檢測、電流閉環控制功能，可以實現勵磁電流的穩定輸出，并具備勵磁電路故障檢測功能。
[0043]采用上述技術，可以提升勵磁電流輸出的穩定性。
[0044]一種采用上述集散式電磁冷熱量計量系統進行冷熱量計量的方法，中央處理模塊提供勵磁信號至勵磁驅動模塊；勵磁驅動模塊根據該勵磁信號設置不同的勵磁電流和通道信息，分配對應通道勵磁電流為不同傳感單元的電磁流量傳感器的勵磁線圈供電；各傳感單元的電磁流量傳感器、進水口溫度傳感器、出水口溫度傳感器分別采集對應用戶的流量信息、進水口溫度信息、出水口溫度信息，并將上述流量信息、進水口溫度信息、出水口溫度信息經信號調理電路轉換后發送給中央處理模塊；中央處理模塊收集各傳感單元發送的流量信息、進水口溫度信息、出水口溫度信息，計算出相應的熱量信息，并通過發送給顯示模塊，同時通過通信模塊將數據傳遞給遠端服務器，進行數據抄讀；顯示模塊將中央處理模塊輸出的流量、熱量、進水口溫度、出水口溫度的實時及累積計量數據傳送至液晶顯示設備，且按通道集中分類顯示，并執行熱量越限報警等各種故障信息及系統運行狀態信息的顯
/Jn ο
[0045]上述集散式電磁冷熱量計量方法的技術效果與集散式電磁冷熱量計量系統的技術效果基本相同，此處不再贅述。
[0046]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種集散式電磁冷熱量計量系統，其特征在于，包括處理執行單元和傳感器模塊，處理執行單元包括電源模塊、勵磁驅動模塊、中央處理模塊、顯示模塊和通信模塊，傳感器模塊由若干傳感單元和信號調理電路組成，其中: 勵磁驅動模塊，用于根據中央處理器提供的勵磁信號，設置不同的勵磁電流和通道信息，分配對應通道勵磁電流，同時對接入的多路電磁流量傳感器的勵磁線圈供電； 中央處理模塊，用于實現多路勵磁信號產生、多路流量信號收集、多路溫度信號收集、以及多路數據的集中處理； 顯示模塊，用于將中央處理模塊輸出的流量、熱量、進水口溫度、出水口溫度的實時及累積計量數據傳送至液晶顯示設備，且按通道集中分類顯示，并執行熱量越限報警等各種故障信息及系統運行狀態信息的顯示； 通信模塊，用于進行通信實現數據的接收與傳出； 電源模塊，用于為勵磁驅動模塊、中央處理模塊、顯示模塊、通信模塊、傳感器模塊提供不同電壓等級的工作電源； 傳感單元，包括電磁流量傳感器、出水口溫度傳感器、進水口溫度傳感器，分戶安裝，用于采集用戶的 流量信息和溫度信息； 信號調理電路，用于轉換各傳感單元采集的流量信息和溫度信息并轉發給中央處理模塊。
2.根據權利要求1所述的集散式電磁冷熱量計量系統，其特征在于，中央處理模塊包括FPGA可編程邏輯控制芯片、DSP數字信號處理器和ARM微處理器，FPGA為勵磁驅動模塊產生不同具有一定頻率的勵磁信號，并采集電磁流量傳感器的流量信號；將信號轉換后送給DSP進行數據處理，DSP接收FPGA的流量數據，并進行流量計算，同時采集溫度傳感器的信號，與流量信號進行熱量換算計算，并實時將計算的結果送由ARM處理，ARM將DSP送來的信號按用戶進行統計、存儲并由顯示模塊進行顯示，并通過通信模塊將數據外發，實現數據通信。
3.根據權利要求1所述的集散式電磁冷熱量計量系統，其特征在于，電磁流量傳感器獲取的流量信號被轉換成電動勢經信號調理電路進行濾波、放大，經V/F轉換器轉換成頻率信號后送入FPGA進行采樣處理，并傳送至DSP進行流量、熱量的計算；溫度傳感器產生的溫度信號，并由DSP進行實時采樣、處理。
4.根據權利要求1所述的集散式電磁冷熱量計量系統，其特征在于，處理執行單元還包括數字信號輸入輸出模塊，數字信號輸入輸出模塊具有開關量、頻率量信號、脈沖信號的輸入輸出功能，用于控制閥的狀態采集、控制閥的控制信號輸出、熱量越限告警、勵磁告警輸出、空管告警數據、熱量的頻率信號輸出。
5.根據權利要求1所述的集散式電磁冷熱量計量系統，其特征在于，顯示模塊具備多個用戶數據的分類顯示，能夠顯示所選用戶的實時流量值、進出口溫度值及熱量值；并具備歷史數據的查詢功能和實時曲線顯示功能。
6.根據權利要求1所述的集散式電磁冷熱量計量系統，其特征在于，勵磁驅動模塊具備勵磁電流檢測、電流閉環控制功能，可以實現勵磁電流的穩定輸出，并具備勵磁電路故障檢測功能。
7.—種通過如權利要求1-6任一項所述集散式電磁冷熱量計量系統進行冷熱量計量的方法，其特征在于，中央處理模塊提供勵磁信號至勵磁驅動模塊；勵磁驅動模塊根據該勵磁信號設置不同的勵磁電流和通道信息，分配對應通道勵磁電流為不同傳感單元的電磁流量傳感器的勵磁線圈供電；各傳感單元的電磁流量傳感器、進水口溫度傳感器、出水口溫度傳感器分別采集對應用戶的流量信息、進水口溫度信息、出水口溫度信息，并將上述流量信息、進水口溫度信息、出水口溫度信息經信號調理電路轉換后發送給中央處理模塊；中央處理模塊收集各傳感單元發送的流量信息、進水口溫度信息、出水口溫度信息，計算出相應的熱量信息，并通過發送給顯示模塊，同時通過通信模塊將數據傳遞給遠端服務器，進行數據抄讀；顯示模塊將中央處理模塊輸出的流量、熱量、進水口溫度、出水口溫度的實時及累積計量數據傳送至液晶顯示設備，且按通道集中分類顯示，并執行熱量越限報警等各種故障信息及系統運行狀 態信息的顯示。
【文檔編號】G01K17/08GK103759862SQ201410007212
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月7日 優先權日:2014年1月7日
【發明者】董學和, 汪洪波, 張榮成, 李海濤, 孫玉東 申請人:安徽潤爾興儀表有限公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
