專利名稱：一種物聯(lián)網(wǎng)智能電磁流量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電磁流量計(jì)，尤其是一種物聯(lián)網(wǎng)智能電磁流量計(jì)。
背景技術(shù)：
電磁流量計(jì)是隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的基于法拉第電磁感應(yīng)定理的用來測量導(dǎo)電性液體體積流量的儀表。其工作原理是當(dāng)導(dǎo)電液體流過包圍在磁場中的測量管時(shí)，在流向和磁場二者相垂直的方向就會產(chǎn)生與平均流速成正比的感應(yīng)電動勢。而其中的磁場強(qiáng)度是一常數(shù)(由線圈電流控制)、檢測電極之間的距離也是固定的，因此液體流速是感應(yīng)電動勢的唯一變量，電磁流量計(jì)的輸出信號與流量呈線性關(guān)系。目前的電磁流量計(jì)在硬件結(jié)構(gòu)上多由分離式模擬器件構(gòu)成，使儀表的結(jié)構(gòu)、功能擴(kuò)充性和使用維護(hù)都較困難，網(wǎng)絡(luò)通訊接口單一，多采用傳統(tǒng)的通信組網(wǎng)方式，比如有線電話、以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)等，但電磁流量計(jì)的廣泛應(yīng)用領(lǐng)域，如水泥、化工、輕紡、冶金、礦山、造紙、醫(yī)藥、給排水、食品飲料、制糖、釀造以及環(huán)保等諸多領(lǐng)域，大量存在著工作環(huán)境惡劣，布放有線電纜非常不方便的情況，嚴(yán)重限制了電磁流量計(jì)的功能擴(kuò)展、用戶開放性及組網(wǎng)需求，使得電磁流量計(jì)不易于進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問控制、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集以及進(jìn)行圖形化實(shí)時(shí)監(jiān)控管理等?，F(xiàn)場總線技術(shù)現(xiàn)今得到日新月異的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域也日趨廣泛，從家庭、能源、樓宇到工業(yè)現(xiàn)場都能見其蹤影。其優(yōu)勢在于能夠簡化對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控和管理，以網(wǎng)絡(luò)管理逐步取代傳統(tǒng)的分散型控制系統(tǒng)。智能化電磁流量計(jì)以其自身的智能化技術(shù)與現(xiàn)場總線技術(shù)相結(jié)合后，能極大滿足各個(gè)領(lǐng)域?qū)ζ鋺?yīng)用的要求。而物聯(lián)網(wǎng)則是把傳感器裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道以及家用電器等各種真實(shí)物體上，通過互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接起來，進(jìn)而運(yùn)行特定的程序，達(dá)到遠(yuǎn)程控制或者實(shí)現(xiàn)物與物的直接通信。物聯(lián)網(wǎng)，即通過裝置在各類物體上的射頻識另O、傳感器、二維碼等，經(jīng)過接口與無線網(wǎng)絡(luò)相連，從而給物體賦予“智能”，實(shí)現(xiàn)人與物體的溝通和對話，也可以實(shí)現(xiàn)物體與物體互相間的溝通和對話，這種將物體聯(lián)接起來的網(wǎng)絡(luò)被稱為“物聯(lián)網(wǎng)”。通過物聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)用中心計(jì)算機(jī)對機(jī)器、設(shè)備、人員進(jìn)行智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控與管理。智能電磁流量計(jì)通過利用現(xiàn)場總線技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)相連接后，就能夠在監(jiān)控中心對電磁流量計(jì)檢測節(jié)點(diǎn)的流量數(shù)據(jù)進(jìn)行管理分析，及時(shí)了解現(xiàn)場的具體情況，還能夠?qū)ζ溥M(jìn)行遠(yuǎn)程訪問控制、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、圖形化實(shí)時(shí)監(jiān)控管理，從而使得電磁流量計(jì)系統(tǒng)的安裝、維護(hù)、監(jiān)控等更為便捷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有電磁流量計(jì)通訊模塊單一、無法進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜秉c(diǎn)，提供了一種采用現(xiàn)有成熟現(xiàn)場總線技術(shù)就能實(shí)現(xiàn)、能夠進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕谖锫?lián)網(wǎng)的智能電磁流量計(jì)，其能夠利用多種現(xiàn)有現(xiàn)場總線技術(shù)方式進(jìn)行無線遠(yuǎn)程訪問控制、數(shù)據(jù)采集與圖形化實(shí)時(shí)監(jiān)控管理。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種物聯(lián)網(wǎng)智能電磁流量計(jì)，包括電磁流量傳感器、放大濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換單元、勵磁電路、單片機(jī)控制單元、液晶顯示單元、數(shù)據(jù)存儲單元、鍵盤控制單元、通訊接口以及現(xiàn)場總線電路模塊，電磁流量傳感器、放大濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換單元和單片機(jī)控制單元依次電連接，單片機(jī)控制單元生成勵磁信號通過勵磁電路連接到電磁流量傳感器；單片機(jī)控制單元分別與液晶顯示單元、數(shù)據(jù)存儲單元、鍵盤控制單元、通訊接口和現(xiàn)場總線電路模塊電連接。電磁流量傳感器根據(jù)線性關(guān)系將導(dǎo)管內(nèi)被測流體的流量信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號，放大濾波電路將電磁流量傳感器所輸出的小電壓信號進(jìn)行放大，并濾除掉與被測信號無關(guān)的干擾信號使信號純化，為A/D轉(zhuǎn)換單元提供放大的模擬量。單片機(jī)控制單元產(chǎn)生的勵磁信號作用于電磁流量傳感器的勵磁線圈產(chǎn)生感應(yīng)磁場。A/D轉(zhuǎn)換單元則將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量提供給單片機(jī)控制單元進(jìn)行處理。最后，由鍵盤控制單元完成電磁流量計(jì)的參數(shù)設(shè)置與控制，由數(shù)據(jù)存儲單元存放流量積算后的累計(jì)流量數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)正常工作所必須設(shè)置的各項(xiàng)參數(shù)，由液晶顯示單元完成瞬時(shí)流量、累計(jì)流量等信息的實(shí)時(shí)顯示，并由通訊接口所提供的標(biāo)準(zhǔn)總線通信接口實(shí)現(xiàn)電磁流量計(jì)與外部系統(tǒng)的近距離通信，由現(xiàn)場總線電路模塊實(shí)現(xiàn)電磁流量計(jì)與物聯(lián)網(wǎng)的相連，對電磁流量計(jì)進(jìn)行無線遠(yuǎn)程訪問控制、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集以及圖形化實(shí)時(shí)監(jiān)控管理。所述的現(xiàn)場總線電路模塊采用的接口可以使用HART通信協(xié)議技術(shù)、基金會現(xiàn)場總線、L0NW0RKS技術(shù)以及PR0FIBUS技術(shù)等。所述的現(xiàn)場總線電路模塊的接口與物聯(lián)網(wǎng)相連，用來實(shí)現(xiàn)電磁流量計(jì)的遠(yuǎn)程訪問控制、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集以及圖形化實(shí)時(shí)監(jiān)控管理等功能。所述的單片機(jī)控制單元既帶有通訊接口，又帶有現(xiàn)場總線電路模塊接口，充分利用現(xiàn)有技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)，提供了多種遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程訪問控制方式。作為優(yōu)選，所述的通訊接口為RS-232接口或RS-485接口。所述的通訊接口可以使用RS-232，也可以使用RS-485。若使用RS-485通訊接口，則需要配套使用RS-232/RS-485轉(zhuǎn)換器。本實(shí)用新型的有益效果是在采用了與物聯(lián)網(wǎng)相連接的現(xiàn)場總線技術(shù)后，利用現(xiàn)有成熟技術(shù)，很方便地彌補(bǔ)了以往電磁流量計(jì)通訊功能模塊單一、遠(yuǎn)距離無線數(shù)據(jù)傳輸困難的缺陷，使電磁流量計(jì)具有了物聯(lián)網(wǎng)功能，大大提高了電磁流量計(jì)的數(shù)據(jù)采集以及實(shí)時(shí)監(jiān)控管理功能，為智能電磁流量計(jì)在物聯(lián)網(wǎng)中進(jìn)行無線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程訪問控制、圖形化實(shí)時(shí)監(jiān)控管理提供了解決方案。

圖1是本實(shí)用新型一種電路原理結(jié)構(gòu)框圖。圖中1、電磁流量傳感器；2、放大濾波電路；3、A/D轉(zhuǎn)換單元；4、勵磁電路；5、單片機(jī)控制單元；6、液晶顯示單元；7、數(shù)據(jù)存儲單元；8、鍵盤控制單元；9、通訊接口 ；10、現(xiàn)場總線電路模塊。
具體實(shí)施方式
[0016]下面通過具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說明。應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)用新型的實(shí)施并不局限于下面的實(shí)施例，對本實(shí)用新型所做的任何形式上的變通和/或改變都將落入本實(shí)用新型保護(hù)范圍。如圖1所示的物聯(lián)網(wǎng)智能電磁流量計(jì)，包括電磁流量傳感器1、放大濾波電路2、A/D轉(zhuǎn)換單元3、勵磁電路4、單片機(jī)控制單元5、液晶顯示單元6、數(shù)據(jù)存儲單元7、鍵盤控制單元8、通訊接口 9以及現(xiàn)場總線電路模塊，電磁流量傳感器1、放大濾波電路2、A/D轉(zhuǎn)換單元3和單片機(jī)控制單元5依次電連接，單片機(jī)控制單元5生成勵磁信號通過勵磁電路4連接到電磁流量傳感器I ;單片機(jī)控制單元分別與液晶顯示單元6、數(shù)據(jù)存儲單元7、鍵盤控制單元
8、通訊接口 9和現(xiàn)場總線電路模塊10電連接。其中電磁流量傳感器I依據(jù)線性關(guān)系將導(dǎo)管內(nèi)被測液體的流量信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號。單片機(jī)控制單元5生成勵磁信號通過勵磁電路4為電磁流量傳感器I提供勵磁電流，使其勵磁線圈產(chǎn)生感應(yīng)磁場。放大濾波電路2將傳感器I所輸出的小電壓信號進(jìn)行放大，并濾除掉與被測信號無關(guān)的干擾信號使信號純化，為A/D轉(zhuǎn)換單元3提供放大的模擬量。A/D轉(zhuǎn)換單元3將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量提供給單片機(jī)控制單元5進(jìn)行處理。液晶顯示單元6完成電磁流量計(jì)的瞬時(shí)流量、累計(jì)流量等信息的實(shí)時(shí)顯示。數(shù)據(jù)存儲單元7存放流量累計(jì)計(jì)算后得到的累計(jì)流量數(shù)據(jù)和系統(tǒng)正常工作所必須設(shè)置的各項(xiàng)參數(shù)。鍵盤控制單元8完成電磁流量計(jì)的參數(shù)本地設(shè)置和控制。通訊接口 9為電磁流量計(jì)提供標(biāo)準(zhǔn)總線通信接口，選擇RS-232接口或RS-485接口?，F(xiàn)場總線電路模塊10將各種數(shù)據(jù)信息通過全數(shù)字通訊方式與物聯(lián)網(wǎng)相接，實(shí)現(xiàn)電磁流量計(jì)的無線遠(yuǎn)程訪問控制、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集以及圖形化實(shí)時(shí)監(jiān)控管理等功能。本實(shí)用新型使設(shè)計(jì)者根據(jù)實(shí)際使用需要，選用不同的系統(tǒng)可編程器件等高性能集成電路來增強(qiáng)系統(tǒng)的開放性、可靠性和通訊功能，從而實(shí)現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)的無線傳輸、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)、無線監(jiān)控管理系統(tǒng)，再加上相應(yīng)的傳感器，利用單片機(jī)進(jìn)行多參數(shù)的實(shí)時(shí)采集，自動定時(shí)發(fā)送到監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)上，實(shí)現(xiàn)電磁流量參數(shù)的自動采集與無線傳輸，降低了測量工作量，提高了對電磁流量計(jì)的實(shí)時(shí)監(jiān)控管理，拓寬了電磁流量計(jì)的應(yīng)用領(lǐng)域。本實(shí)用新型提供了一種實(shí)現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)的智能電磁流量計(jì)系統(tǒng)的思路及方法，具體實(shí)現(xiàn)該技術(shù)方案的方法和途徑很多，以上實(shí)施例是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，本實(shí)施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種物聯(lián)網(wǎng)智能電磁流量計(jì)，其特征在于包括電磁流量傳感器(I)、放大濾波電路(2)、A/D轉(zhuǎn)換單元(3)、勵磁電路(4)、單片機(jī)控制單元(5)、液晶顯示單元(6)、數(shù)據(jù)存儲單元(7)、鍵盤控制單元(8)、通訊接口(9)以及現(xiàn)場總線電路模塊(10)，電磁流量傳感器(I)、放大濾波電路(2)、A/D轉(zhuǎn)換單元(3)和單片機(jī)控制單元(5)依次電連接，單片機(jī)控制單元(5)生成勵磁信號通過勵磁電路(4)連接到電磁流量傳感器(I);單片機(jī)控制單元分別與液晶顯示單元(6)、數(shù)據(jù)存儲單元(7)、鍵盤控制單元(8)、通訊接口(9)和現(xiàn)場總線電路模塊(10)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物聯(lián)網(wǎng)智能電磁流量計(jì)，其特征在于所述的通訊接口為 RS-232 接口或 RS-485 接口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種物聯(lián)網(wǎng)智能電磁流量計(jì)，包括電磁流量傳感器、放大濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換單元、勵磁電路、單片機(jī)控制單元、液晶顯示單元、數(shù)據(jù)存儲單元、鍵盤控制單元、通訊接口及現(xiàn)場總線電路模塊，電磁流量傳感器、放大濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換單元和單片機(jī)控制單元依次電連接，單片機(jī)控制單元生成勵磁信號通過勵磁電路連接到電磁流量傳感器；單片機(jī)控制單元分別與液晶顯示單元、數(shù)據(jù)存儲單元、鍵盤控制單元、通訊接口和現(xiàn)場總線電路模塊電連接。解決了傳統(tǒng)電磁流量計(jì)開放性差、遠(yuǎn)程控制及互通互聯(lián)困難等缺陷，使得電磁流量計(jì)能與物聯(lián)網(wǎng)相連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問控制、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、圖形化實(shí)時(shí)監(jiān)測等多種功能，更具網(wǎng)絡(luò)化、智能化。
文檔編號G01F1/58GK202903252SQ20122052721
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者阮立志 申請人:杭州振華儀表有限公司