基于MSP430FW42X单片机超声波热量表设计

热量表是用于测量热交换系统所释放热量的仪表,本文设计的超声波热量表基于m430f4152单片机,使用tdc-gp2芯片设计温度流量测量系统,并配有m-bus通讯总线接口用于远程抄表收费和管理。本文对整个设计的硬件构成、系统热量计算原理和需要注意的问题等方面进行了讨论。

现有超声波热量表方案大都采用专用集成芯片测量流量和温度,然后通过单片机计算得到热量。该方案使用简单方便,但是成本高。该设计以低功耗单片机pic24fj128ga310为主要控制器,流量采用时差法原理进行测量,使用ctmu模块完成时间差的精确测量;温度测量采用signa-deltaa/d方法。文中详细介绍了ctmu的结构、使用方法及测量校正方法,该方案大大降低了超声波热量表的成本,通过校验台测试,产品稳定,性能满足设计要求。

本文提出了一种以tm卡为存储媒介的预付款智能水表的设计方案。该水表利用了接触式存储器(touchmemory)作为储值卡,具有安全可靠、便于携带、使用寿命长等突出特点;另外,该水表选用了美国德州仪器公司新近推出的msp430fw42x系列微处理器,它内部带有专门针对流量测量而设计的scanif模块,加上msp430系列芯片特有的低功耗设计,使其特别适合用在由电池供电的三表(水、热、电)中。整个水表具有工作稳定、计量准确、低电池花费等优点,可实现预付费供水、远程传输和远程控制。

低功耗与高精度是热量表的关键。本文设计了基于超低功耗单片机msp430系列为主要控制器和高精度tdc-gp21为主测量芯片的的小管道超声波式热量表。液晶汉显,用户界面良好。通信方式多样,抄表方便。实验表明,本设计具有超功耗低、精度高、对外界环境要求低,易于集中管理等优点。

热计量施工图、说明 1 超声波热量表 超声波热量表的安装及注意事项: 配置：超声波热量表、测温球阀、电动温控阀、热量表配套活接、过滤器、 手动球阀（或锁闭阀）。 (1)热量表、测温球阀、电动温控阀安装示意图 (2)施工条件 a）系统及过滤器杂质排除干净，管道系统中无杂质； b）安装热量表的环境中无漏水情况，相对空气湿度不超过85%。 c）超声波热量表调试，必须要从过滤器排污，排污时将热量表用塑料袋 套住，防止排污泄水导致热量表进水损坏。 (3)热量表安装 1.安装位置：热量表按设计安装在进水管（供水管）。电动温控阀安装在回水 管测温球阀后。 a，热量表要安装在合适的位置，以便于操作、读取与维护维修。 b，热量表上的铅封不能损坏。 c，安装时应严格要求，谨慎操作，防止人为损坏。 热计量施工图、说明 2 d，超声波热量表可水平或垂直安装，垂直安装时，应使进水方向由下进水；

低功耗与高精度是热量表的关键。本文设计了基于超低功耗单片机msp430系列为主要控制器和高精度tdc-gp21为主测量芯片的的小管道超声波式热量表。液晶汉显,用户界面良好。通信方式多样,抄表方便。实验表明,本设计具有超功耗低、精度高、对外界环境要求低,易于集中管理等优点。

本文介绍了超声波热量表的结构和计量原理;热量表温度测量采用pt1000温度传感器,并且得出了一个简单的多项式表示温度和电压的关系;流量测量采用超声波频率差法流量计;控制电路采用stc12c5410ad单片机作为微控制器。

鉴于超声波传感器在管道上的安装问题,设计了直通式管道,彻底解决了超声波传感器的入射角问题,采用高精度的时间测量芯片tdc-gp2解决了时差法的测量精度问题,并采用了当前最流行的低功耗单片机msp430作为积算仪,通过软件设置,使系统能以较低的功耗工作。

提出了一种基于msp430系列单片机的智能ic卡热量表电控系统设计,论述了智能ic卡热量表的控制模式、电控系统电路构成、系统软件设计。为了有效地降低功耗,电控系统的外围电子元器件以低压、低频、静态低功耗的cmos器件构成;对于系统软件,则在低功耗、信息安全、抗干扰及可靠性等方面进行了设计。系统整体的功耗很低,且运行稳定可靠、操作方便、抗干扰能力强。

热量表是供热体系中的关键仪表。本文在介绍超声波时差法流量及热量测量原理的基础上,采用低功耗的高性能单片机和高性能的信号处理专用芯片,解决了高精度超声波传输时间测量及流体温度测量问题,开发了超声波热量表。实验结果表明,该系统具有较高的测量精度、对管径的适应性强、非接触流体、不会改变流体的流动状态、不产生附加阻力、易于数字化管理等优点,是理想的节能型热量表。

该文设计了一种低功耗高精度的超声波热量表。热量表采用msp430作为mcu,使用时间测量芯片tdc-gp21来测量超声波前向和后向传播时间,利用热敏电阻pt1000测量进水口和出水口处温度。文中从硬件设计入手,探讨了热量表的组成原理,并基于该硬件设计了热量计算软件。实际测试结果表明,该热量表具有较高的计量精度和良好的稳定性。

超声波流量计、超声波热量表

超声波热量表的安装 超声波热量表 超声波热量表的安装及注意事项: 配置:超声波热量表、测温球阀、电动温控阀、热量表配套活接、过滤器、 手动球阀(或锁闭阀)。 (1)热量表、测温球阀、电动温控阀安装示意图 (2)施工条件 a)系统及过滤器杂质排除干净,管道系统中无杂质; b)安装热量表的环境中无漏水情况,相对空气湿度不超过85%。 c)超声波热量表调试,必须要从过滤器排污,排污时将热量表用塑料袋套住, 防止排污泄水导致热量表进水损坏。 (3)热量表安装 1、安装位置:热量表按设计安装在进水管(供水管)。电动温控阀安装在回水管 测温球阀后。 a,热量表要安装在合适的位置,以便于操作、读取与维护维修。 b,热量表上的铅封不能损坏。 c,安装时应严格要求,谨慎操作,防止人为损坏。 超声波热量表的安装 d,超声波热量表可水平或垂直安装,垂直安装时,应使进

超声波热量表的持久性检验

针对供热系统分户式热量计量要求,设计了一种基于相差积分法的超声波热量表。主要介绍了相差积分法的超声波流量测量原理和实现方法,以及方案中所涉及到的热量计算、温度测量原理等;根据测量要求,设计了以msp430f437为控制核心的硬件测试电路。由于热量表需用电池供电,为了保证热量表的长期运行,在硬件和软件上都进行了低功耗设计。最后,对整个系统进行了联机调试和测试实验,并对流量测量结果作了简单的误差分析。

超声波热量表安装原则 一、管段式超声热量表安装原则 1.直管段要求 热量表的安装位置、被测管道的状态均对测量精度有影响，因此选择满足下 列条件的场所。 ?上游侧10d，下游侧5d以上的直管段；若安装管道遇到缩管、扩管、 弯头等阻流连接件时，请选择合适的安装位置。 ?上游侧30d以内，确保无扰动流动的因素（泵、阀、节流孔等）。 最短直管段长度表（d为公称直径） 超声波热量表安装原则 2.建议安装位置 ?首选液体向上（或斜向上）流动的竖直管道，其次是水平管道，尽量避 开液体向下（或斜向下）流动的管道，防止液体不满管。 ?安装位置不要选在管道走向的最高点，防止管道内因有气泡聚集而造成 测量不正常（如下图所示）。 安装位置示意图 ?热量表在水平管道上安装时，仪表面板要保持水平，特殊情况需要倾斜 时，倾斜角度不超过30°。 ?管段式超声热量表具体安装方法因热表种

超声波热量表的安装

按热量计价收费将成为供热供暖工作的重点;为此,对热量计量装置进行了深入研究,提出了一种基于时差法的高精度超声波热量表设计方案;设计选用低功耗μpd78f0485单片机作为微控制器,结合高精度时间测量芯片tdc-gp21,将热量计量主要参数温度和流量的测量全部转换成对时间的测量,简化了测量指标,最终实现数据的采集、处理和传输功能;测试结果表明该超声波热量表测量精度达到了国家2级热量表的行业标准,具有一定的工程价值和良好的应用前景。

1 一、管段式超声热量表安装原则 1.直管段要求 热量表的安装位置、被测管道的状态均对测量精度有影响，因此选择满足下 列条件的场所。 上游侧10d，下游侧5d以上的直管段；若安装管道遇到缩管、扩管、 弯头等阻流连接件时，请选择合适的安装位置。 上游侧30d以内，确保无扰动流动的因素（泵、阀、节流孔等）。 最短直管段长度表（d为公称直径） 2 2.建议安装位置 首选液体向上（或斜向上）流动的竖直管道，其次是水平管道，尽量避 开液体向下（或斜向下）流动的管道，防止液体不满管。 安装位置不要选在管道走向的最高点，防止管道内因有气泡聚集而造成 测量不正常（如下图所示）。 安装位置示意图 热量表在水平管道上安装时，仪表面板要保持水平，特殊情况需要倾斜 时，倾斜角度不超过30°。 管段式超声热量表具体安装方法因热表种类而有区别，热表及热表温度 传感器具体安装方法可参考热表

为解决户用超声波热量表对热量的高精度计量,在对户用超声波热量表流量测量方案及工作原理分析基础上,提出应用时间数字转换器tdc-gp21实现时间和温度的高精度、低功耗测量方案,并且完成了以msp430低功耗单片机为核心的系统硬件、软件设计,实现了高精度、低功耗、低成本的户用超声波热量表设计。该方案所体现的设计思路不仅适用于户用超声波热量表,对其它大口径、大流量超声波热量表同样具有参考意义。

从易于批量生产的角度设计了一款高精度超声波热量表。热量表处理器选用低功耗cpu芯片msp430f4371,时间测量芯片选用了高精度的tdc-gp21,配合超声波换能器测量水的流速,配合pt1000测量入水口和出水口的水温。基表设计为u型方案,此外系统留有红外通信接口和m_bus接口两种通信方式。测试结果表明,热量表通过批量生产依然可以保持较低的功耗,具有较高的精确度和良好的稳定性。

本文提供了一种低功耗智能超声波热量表的实现方案，包括mcu以及分别与mcu连接的液晶显示电路，红外通信电路，按键，电压转换电路，电压检测电路，阀门，时间数字转换器以及mbus通信电路。时间数字转换器的采用tdc—gp21，其上分别连接有热敏电阻和超声波换能器。mcu与tdc—gp21均具有低功耗的优势，同时，tss721a是用于仪表总线的收发器集成芯片，对从机不增加功率需求，总线可无极性连接，综合使得整机的功耗更低，延长热量表的电池寿命，间接降低了整表对于电池的需求成本。