一种超声流量计变送器和超声流量计系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种超声流量计变送器和超声流量计系统。该超声流量计变送器包括信号调理与采集板、程控放大及自动增益控制板、信号控制与分析板、输入输出板、人机交互接口、掉电保护模块和电源模块，还包括蓝牙通讯模块，与所述信号控制与分析板和电源模块连接，用于从所述信号控制与分析板的存储单元获取数据，并基于蓝牙协议无线发射，以及接收用户端基于蓝牙协议输入的数据，并传输给所述信号控制与分析板。本实用新型专利技术提供的技术方案实现了超声流量变送器与检测仪器之间的无线通讯，达到了方便快捷地采集数据，观测仪表的运行状态的和设置超声流量计变送器组态参数的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种超声流量计变送器和超声流量计系统
本技术实施例涉及仪器仪表系统中的数据传输技术，尤其涉及一种超声流量计变送器和超声流量计系统。
技术介绍
作为目前世界上最先进、精确的流量测量仪表之一，超声流量计在石油、石化、化工、制药、造纸、食品和能源等行业工艺过程的检测和贸易交接计量等场合广泛应用，它可以容易地确定管道中的体积流量。超声流量计由至少一对超声换能器和变送器组成。图1为现有技术中超声流量计的变送器10的结构示意图，变送器包括信号采集与调理放大模块11，信号分析与控制模块12，交互模块13，掉电保护模块14以及电源模块15。其中，信号采集与调理放大模块11与超声换能器相连，信号分析与控制模块12与信号采集与调理放大模块11相连，交互模块13、掉电保护模块14与信号分析与控制模块12相连，电源模块15与采集与调理放大模块11、信号分析与控制模块12、交互模块13以及掉电保护模块14分别相连。超声流量计的变送器可以随时随地观测仪表工作状态及其数据值。现有技术中进行仪表工作状态观测时检测仪器与超声变送器采用有线连接，需要在防爆条件下断电开盖进行接线后，上盖上电才能采集信号，现场组态不方便，也不利于防爆安全。
技术实现思路
本技术提出一种超声流量计变送器和超声流量计系统，以实现方便快捷地采集数据，观测仪表的运行状态，方便地设置变送器的组态参数。本技术实施例提出一种超声流量计变送器和超声流量计系统，通过在超声流量计的电路板上直接装设蓝牙通讯模块，实现超声流量计变送器与检测仪器之间的无线通讯，方便快捷地采集数据，观测仪表的运行状态，方便地设置组态参数。第一方面，本技术实施例提供了一种超声流量计变送器，该变送器包括：信号调理与采集板、程控放大及自动增益控制板、信号控制与分析板、输入输出板、人机交互接口、掉电保护模块和电源模块；其中，还包括：蓝牙通讯模块，与所述信号控制与分析板和电源模块连接，用于从所述信号控制与分析板的存储单元获取数据，并基于蓝牙协议无线发射，以及接收用户端基于蓝牙协议输入的数据，并传输给所述信号控制与分析板。第二方面，本技术实施例还提供了一种超声流量计系统，该超声流量计系统包括至少一对超声换能器、变送器和手操器，其中：所述变送器为本专利技术任意实施例所提供的超声流量计变送器；所述手操器中设置有蓝牙通讯模块，用于与变送器中的蓝牙通讯模块基于蓝牙协议进行数据传输。本技术通过在现有超声流量计变送器的基础之上，在其电路板上直接装设蓝牙通讯模块，解决了采集超声流量计变送器参数和数据时，由于检测仪器与变送器有线连接造成的现场组态不方便的问题，实现了超声流量变送器与检测仪器之间的无线通讯，达到了方便快捷地采集数据，观测仪表状态，设置变送器组态参数的效果。附图说明图1是本技术
技术介绍
中超声流量计变送器的电路连接示意图；图2是本技术实施例一中的一种超声流量计变送器的电路连接示意图；图3是本技术实施例二中的蓝牙通讯模块的结构示意图；图4a是本技术实施例三中的一种超声流量计系统的结构示意图；图4b是本技术实施例三中的一种超声流量计系统中的手操器的电路连接示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。实施例一图2所示为本技术实施例一提供的一种超声流量计变送器的组成结构示意图，本实施例可适用于超声流量计变送器与检测仪器无线通讯的情况，该变送器的具体结构如下：该超声流量计变送器100包括信号调理与采集板110、程控放大及自动增益控制板120、信号控制与分析板130、输入输出板140、人机交互接口150、外扩随机存储器(RamdomAccessMemory，RAM)160、掉电保护模块170、电源模块180，还包括蓝牙通讯模块190。其中，信号调理与采集板110，包括信号通道切换电路、发射电路、激励信号电压调整电路，用于对激励信号进行调整、收发信号切换、发射信号以及采集超声换能器发射的信号；程控放大及自动增益控制板120，包括信号程控放大电路、接收电路、数字滤波采集电路、模/数转换器(Analogtodigitalconverter，ADC)的自动增益控制电路、检波电路；与信号调理与采集板连接，用于接收将信号调理与采集板采集到的信号并将其放大到可检测的幅值以及将接收到的模拟信号转换成数字信号；信号控制及分析板130包括ARM模块、现场可编程门阵列(Field－ProgrammableGateArray，FPGA)模块组成的信号控制及分析单元，与信号调理与采集板连接，用于读取信号采集板的采集超声测量信号在管道的传播时间差值进行转换得到管道在介质传播的流速及其瞬时流量；输入输出板140，包括4～20mA电流环、脉冲输出电路、RS485通信接口，与信号控制与分析板连接，用于接收用户输入、对信号控制和分析板得到的信息进行输出以及与上位机进行通讯；人机交互接口150，与信号控制与分析板连接，用于连接外部键盘、显示屏等输入设备和显示设备以实现人机交互；外扩RAM160，与信号分析与控制板连接，用于当信号分析与控制板存储空间不足时存储数据；掉电保护模块170，与信号控制与分析板连接，用于在仪表存在供电不足或者断电的状态下，将仪表的关键参数及其计量数据优先存储在存储单元中；电源模块180，与信号调理与采集板、程控放大及自动增益控制板、信号控制与分析板、输入输出板、掉电保护模块、蓝牙通讯模块连接，用于为信号调理与采集板、程控放大及自动增益控制板、输入输出板、掉电保护模块和蓝牙通讯模块提供电源；蓝牙通讯模块190，与所述信号控制与分析板和电源模块连接，用于从所述信号控制与分析板的存储单元获取数据，并基于蓝牙协议无线发射，以及接收用户端基于蓝牙协议输入的数据，并传输给所述信号控制与分析板。该超声流量计的工作原理为：超声流量计变送器各模块通电后，由信号控制及分析板130的控制电路产生一个触发信号，控制信号调理与采集板110产生顺流方向的长脉冲发射信号，该信号经过程控放大及自动增益控制板120的放大后驱动超声波换能器，使超声波换能器发出超声波，该超声波穿过管道中的流体，另一个超声波换能器接收到该超声信号后，将超声信号转化为电信号，通过信号调理与采集板110接收该信号，并将其传送到程控放大及自动增益板120，通过程控放大及自动增益控制板120将其放大到可检测的幅值，然后将该放大后的信号传送至信号控制与分析板130，信号控制与分析板130得到顺流方向接收信号的到达时刻，计算出顺流方向信号接收时间，顺流N1次，例如可取N1＝1000；然后与该过程相同，逆流方向发射一个同样的长脉冲发射信号，信号控制与分析板130得到逆流方向接收信号的到达时刻，并计算出逆流方向接收信号的时间，逆流N2次，且N2＝N1。计算N1或N2次逆流和顺流的时间差，由信号控制与分析板130计算得到流速、流量值。蓝牙通讯模块190接收到对变送器参数和数据的进行读取的命令信号后，可从信号控制及分析板130的存储单元获取变送器的参数及运行数据，并将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声流量计变送器，包括信号调理与采集板、程控放大及自动增益控制板、信号控制与分析板、输入输出板、人机交互接口、外扩随机存储器RAM、掉电保护模块和电源模块；其特征在于，还包括：蓝牙通讯模块，与所述信号控制与分析板和电源模块连接，用于从所述信号控制与分析板的存储单元获取数据，并基于蓝牙协议无线发射，以及接收用户端基于蓝牙协议输入的数据，并传输给所述信号控制与分析板。

【技术特征摘要】
1.一种超声流量计变送器，包括信号调理与采集板、程控放大及自动增益控制板、信号控制与分析板、输入输出板、人机交互接口、外扩随机存储器RAM、掉电保护模块和电源模块；其特征在于，还包括：蓝牙通讯模块，与所述信号控制与分析板和电源模块连接，用于从所述信号控制与分析板的存储单元获取数据，并基于蓝牙协议无线发射，以及接收用户端基于蓝牙协议输入的数据，并传输给所述信号控制与分析板。2.根据权利要求1所述的超声流量计变送器，其特征在于，所述蓝牙通讯模块直接装设在所述变送器的电路板上。3.根据权利要求1所述的超声流量计变送器，其特征在于，所述蓝牙通讯模块包括蓝牙芯片和印制电路板PCB自带天线，所述蓝牙芯片与所述印制电路板PCB自带天线、所述信号控制与分析板分别连接。4.一种超声流量计系统，包括至少一对超声换能器、变送器和手操器，其特征在于：所述变送器为权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷战胜，姜超，王景帅，李冰雨，
申请(专利权)人：上海一诺仪表有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31