1 引言
多年來,我國一直延續計劃經濟時代的全福利式居民供暖體制,以居民小區為單位,共用一個控制閥,以住宅面積為熱量的計量依據,費用由居民所在單位按國家統一的標準一年一次性全額劃撥給供熱單位。隨著改革開放的不斷深入,人民生活水平的提高,商品意識的不斷加強,這種舊體制已遠遠不能適應當前經濟生活的發展,其弊端也顯得越來越突出。本文針對熱量計的現狀及發展趨勢,成功設計、調試了一套用于計量熱量的智能低功耗熱量計系統。該系統充分體現了熱量計的智能化、低功耗、高精度的發展趨勢。重點在于溫度傳感器、流量傳感器的設計及智能化、低功耗的硬件電路設計上。
2 系統功能
最終熱量計能夠在水管進出口有溫差,葉輪有轉動的條件下按照設定的要求不斷的累計放熱量并通過LSD數碼管顯示出來。并能顯示各種供熱管路的給水溫度、回水溫度、給回水溫差、瞬時流量、累積流量、累積熱量、可通過鍵盤設定儀表系數及相關校準參數;通過采集器連接上位機,物業管理部門可以通過上位機監視各用戶的用熱情況。
3 熱量計的硬件電路設計
3. 1熱量計量系統原理框圖

熱量計量系統的配置見圖1。該配置設計堅井內的管道為雙管式,戶內水平并聯,入口設熱量計和鎖閉閥,散熱器設溫控閥。通過管路,熱水流至用戶端,經熱傳導體(其中包括散熱器、熱量傳導體、地熱)的表面散熱冷卻后通過管道返回供暖處。熱量計的主要任務是通過計量流過熱量計的熱水的體積、進水溫度、回水溫度,來計量該戶耗熱量。
該方案室內散熱器并聯,通過溫控閥調節散熱器的流量,各散熱器之間沒有影響。在保證用戶舒適性的前提下,節能效果更加明顯,是最理想的布管方式。其缺點是管材部分要增加投資。本熱量計量系統的布管方式采用跨越式串聯方式。跨越式串聯方式豎井內的管道為雙管式,戶內水平跨越式串聯,入口設熱量計,鎖閉閥,散熱器設溫控閥。
3.2 熱量計的硬件原理框圖
熱量計的硬件原理框圖如圖2所示,該熱量計主要由流量傳感器、配對溫度傳感器(Cu 100)、單片機及LCD組成。根據一定時間內所通過的水的流量(V)和供、回水的溫度差(4T),以及由4T所決定的熱交換算系數K,得到用戶所消耗的熱量值。

3.3 單片機及其外圍電路設計
單片機MCS-51為主組成的基本模塊是該系統的核心部分,主要完成對系統采集到的信號進行相關的處理,協調其他模塊,使整個系統步調一致的工作。本設計選用的是ATMR1公司生產的AT89C51單片機。ATMF1公司生產的AT89系列單片機是與8051兼容、且內部含有F上ash存儲器(閃速存儲器)的單片機,所以,AT89系列單片機也稱Flash單片機,是目前主流的MCS-51單片機系列。單片機外圍電路主要包括復位電路、時鐘電路和串行RAM。如圖3所示:

(1) 復位電路采用手動復位,高電平有效。
(2) 時鐘電路使用外部獨立時鐘振蕩器所產生的時鐘信號,本設計采用12MHz晶振。
(3) 串行RAM用于存儲處理后數據。
3.4 溫度信號測量
溫度信號測量電路是熱量計的測溫部分,它由三端穩壓器(MC7812),溫度傳感器(Cu100)、差動放大器(AD620)和A/D轉換器(AD1674)組成。
3.4.1溫度傳感器
本設計溫度傳感器采用銅電阻(Cul 00),利用電橋測溫法進行溫度測量。銅熱電阻以金屬銅作為感溫元件,其特點是電阻溫度系數較人、精度高、價格便宜、重復性及穩定性高、使用溫度范圍是一50^-1500C,正好在家庭供暖熱水范圍內,并且在這個溫度范圍內線性度比較好。

霍爾傳感器相關文章:霍爾傳感器工作原理

霍爾傳感器相關文章:霍爾傳感器原理

上一頁 1 2 下一頁