一种集散式电磁冷热量计量系统和方法
【专利摘要】本发明公开了一种集散式电磁冷热量计量系统，包括：励磁驱动模块，用于根据中央处理器提供的励磁信号，同时对接入的多路电磁流量传感器的励磁线圈供电；中央处理模块，用于实现多路励磁信号产生、多路流量信号收集、多路温度信号收集、以及多路数据的集中处理；显示模块，用于将中央处理模块输出的信息按通道集中分类显示；通信模块，用于进行通信实现数据的接收与传出；电源模块，用于为各模块提供不同电压等级的工作电源；传感单元，包括电磁流量传感器、进/出水口温度传感器，分户安装，用于采集用户的流量信息和温度信息；信号调理电路，用于转换各传感单元采集的流量信息和温度信息并转发给中央处理模块。本发明还公开一种冷热量计量方法。
【专利说明】一种集散式电磁冷热量计量系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种集散式电磁冷热量计量系统及采用上述计量系统进行冷热量计量的方法。
【背景技术】
[0002]在我国北方和其它地区冬季建筑物室内供暖的费用收取方式，正从传统的按建筑面积计费，向按用户实际使用的热能来进行计量收费的方式过度。目前用于热量计量的热量表主要有机械式、超声波式和电磁式三种。其中，电磁式热量表测量精度高,使用寿命长，得到广泛运用。
[0003]目前市面上的电磁式热量表都是一户一表，制造成本极高，不利于普遍推广；到户的每只表都要外接电源，对于大面积楼宇用热量计量时，给安装、管理带来很大的不便。
【发明内容】
[0004]为了解决【背景技术】中存在的技术问题，本发明提出了一种集散式电磁冷热量计量系统，实现了多用户热量计算，能够集中供电，分户计量、集中抄表。
[0005]本发明提出的一种集散式电磁冷热量计量系统，包括:
[0006]包括处理执行单元和传感器模块，处理执行单元包括电源模块、励磁驱动模块、中央处理模块、显示模块和通信模块，传感器模块由若干传感单元和信号调理电路组成，其中:
[0007]励磁驱动模块，用于根据中央处理器提供的励磁信号，设置不同的励磁电流和通道信息，分配对应通道励磁电流，同时对接入的多路电磁流量传感器的励磁线圈供电；
[0008]中央处理模块，用于实现多路励磁信号产生、多路流量信号收集、多路温度信号收集、以及多路数据的集中处理；
[0009]显示模块，用于将中央处理模块输出的流量、热量、进水口温度、出水口温度的实时及累积计量数据传送至液晶显示设备，且按通道集中分类显示，并执行热量越限报警等各种故障信息及系统运行状态信息的显示；
[0010]通信模块，用于进行通信实现数据的接收与传出；
[0011]电源模块，用于为励磁驱动模块、中央处理模块、显示模块、通信模块、传感器模块提供不同电压等级的工作电源；
[0012]传感单元，包括电磁流量传感器、出水口温度传感器、进水口温度传感器，分户安装，用于采集用户的流量信息和温度信息；
[0013]信号调理电路，用于转换各传感单元采集的流量信息和温度信息并转发给中央处理模块。
[0014]优选地，中央处理模块包括FPGA可编程逻辑控制芯片、DSP数字信号处理器和ARM微处理器，FPGA为励磁驱动模块产生不同具有一定频率的励磁信号，并采集电磁流量传感器的流量信号；将信号转换后送给DSP进行数据处理，DSP接收FPGA的流量数据，并进行流量计算，同时采集温度传感器的信号，与流量信号进行热量换算计算，并实时将计算的结果送由ARM处理，ARM将DSP送来的信号按用户进行统计、存储并由显示模块进行显示，并通过通信模块将数据外发，实现数据通信。
[0015]优选地，电磁流量传感器获取的流量信号被转换成电动势经信号调理电路进行滤波、放大，经V/F转换器转换成频率信号后送入FPGA进行采样处理，并传送至DSP进行流量、热量的计算；温度传感器产生的温度信号，并由DSP进行实时采样、处理。
[0016]优选地,处理执行单兀还包括数字信号输入输出模块,数字信号输入输出模块具有开关量、频率量信号、脉冲信号的输入输出功能，用于控制阀的状态采集、控制阀的控制信号输出、热量越限告警、励磁告警输出、空管告警数据、热量的频率信号输出。
[0017]优选地，显示模块具备多个用户数据的分类显示，能够显示所选用户的实时流量值、进出口温度值及热量值；并具备历史数据的查询功能和实时曲线显示功能。
[0018]优选地，励磁驱动模块具备励磁电流检测、电流闭环控制功能，可以实现励磁电流的稳定输出，并具备励磁电路故障检测功能。
[0019]本发明中，各传感单元分户安装采集各户的流量信息、温度信息，处理执行单元中励磁驱动模块集中为传感单元中的电磁流量传感器提供励磁电流，电源模块进行集中供电，中央处理器进行集中数据处理，显示模块集中进行分户显示，并能通过通信模块进行数据的传递，实现远端数据接收，从而完成集中抄表；实现了多用户热量计算，能够集中供电，分户计量、集中抄表，其具体运转方式如下:中央处理模块提供励磁信号至励磁驱动模块；励磁驱动模块根据该励磁信号设置不同的励磁电流和通道信息，分配对应通道励磁电流为不同传感单元的电磁流量传感器的励磁线圈供电；各传感单元的电磁流量传感器、进水口温度传感器、出水口温度传感器分别采集对应用户的流量信息、进水口温度信息、出水口温度信息，并将上述流量信息、进水口温度信息、出水口温度信息经信号调理电路转换后发送给中央处理模块；中央处理模块收集各传感单元发送的流量信息、进水口温度信息、出水口温度信息，计算出相应的热量信息，并通过发送给显示模块，同时通过通信模块将数据传递给远端服务器，进行数据抄读；显示模块将中央处理模块输出的流量、热量、进水口温度、出水口温度的实时及累积计量数据传送至液晶显示设备，且按通道集中分类显示，并执行热量越限报警等各种故障信息及系统运行状态信息的显示。
[0020]本发明还公开了一种采用上述集散式电磁冷热量计量系统进行冷热量计量的方法，中央处理模块提供励磁信号至励磁驱动模块；励磁驱动模块根据该励磁信号设置不同的励磁电流和通道信息，分配对应通道励磁电流为不同传感单元的电磁流量传感器的励磁线圈供电；各传感单元的电磁流量传感器、进水口温度传感器、出水口温度传感器分别采集对应用户的流量信息、进水口温度信息、出水口温度信息，并将上述流量信息、进水口温度信息、出水口温度信息经信号调理电路转换后发送给中央处理模块；中央处理模块收集各传感单元发送的流量信息、进水口温度信息、出水口温度信息，计算出相应的热量信息，并通过发送给显示模块，同时通过通信模块将数据传递给远端服务器，进行数据抄读；显示模块将中央处理模块输出的流量、热量、进水口温度、出水口温度的实时及累积计量数据传送至液晶显示设备，且按通道集中分类显示，并执行热量越限报警等各种故障信息及系统运行状态信息的显示。
[0021]上述集散式电磁冷热量计量方法的技术效果与集散式电磁冷热量计量系统的技术效果基本相同，此处不再赘述。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本发明提出的一种集散式电磁冷热量计量系统的原理框图【具体实施方式】
[0023]如图1所示，图1为本发明提出的一种集散式电磁冷热量计量系统的原理框图。
[0024]参照图1，本发明提出的一种集散式电磁冷热量计量系统，包括:
[0025]包括处理执行单元和传感器模块，处理执行单元包括电源模块、励磁驱动模块、中央处理模块、显示模块和通信模块，传感器模块由若干传感单元和信号调理电路组成，其中:
[0026]励磁驱动模块，用于根据中央处理器提供的励磁信号，设置不同的励磁电流和通道信息，分配对应通道励磁电流，同时对接入的多路电磁流量传感器的励磁线圈供电；
[0027]中央处理模块，用于实现多路励磁信号产生、多路流量信号收集、多路温度信号收集、以及多路数据的集中处理；
[0028]显示模块，用于将中央处理模块输出的流量、热量、进水口温度、出水口温度的实时及累积计量数据传送至液晶显示设备，且按通道集中分类显示，并执行热量越限报警等各种故障信息及系统运行状态信息的显示；
[0029]通信模块，用于进行通信实现数据的接收与传出；
[0030]电源模块，用于为励磁驱动模块、中央处理模块、显示模块、通信模块、传感器模块提供不同电压等级的工作电源；
[0031]传感单元，包括电磁流量传感器、出水口温度传感器、进水口温度传感器，分户安装，用于采集用户的流量信息和温度信息；
[0032]信号调理电路，用于转换各传感单元采集的流量信息和温度信息并转发给中央处理模块。
[0033]在上述技术方案中，各传感单元分户安装采集各户的流量信息、温度信息，处理执行单元中励磁驱动模块集中为传感单元中的电磁流量传感器提供励磁电流，电源模块进行集中供电，中央处理器进行集中数据处理，显示模块集中进行分户显示，并能通过通信模块进行数据的传递，实现远端数据接收，从而完成集中抄表；实现了多用户热量计算，能够集中供电，分户计量、集中抄表，其具体运转方式如下:中央处理模块提供励磁信号至励磁驱动模块；励磁驱动模块根据该励磁信号设置不同的励磁电流和通道信息，分配对应通道励磁电流为不同传感单元的电磁流量传感器的励磁线圈供电；各传感单元的电磁流量传感器、进水口温度传感器、出水口温度传感器分别采集对应用户的流量信息、进水口温度信息、出水口温度信息，并将上述流量信息、进水口温度信息、出水口温度信息经信号调理电路转换后发送给中央处理模块；中央处理模块收集各传感单元发送的流量信息、进水口温度信息、出水口温度信息，计算出相应的热量信息，并通过发送给显示模块，同时通过通信模块将数据传递给远端服务器，进行数据抄读；显示模块将中央处理模块输出的流量、热量、进水口温度、出水口温度的实时及累积计量数据传送至液晶显示设备，且按通道集中分类显示，并执行热量越限报警等各种故障信息及系统运行状态信息的显示。[0034]在具体设计过程中，中央处理模块包括FPGA可编程逻辑控制芯片、DSP数字信号处理器和ARM微处理器，FPGA为励磁驱动模块产生不同具有一定频率的励磁信号，并采集电磁流量传感器的流量信号；将信号转换后送给DSP进行数据处理，DSP接收FPGA的流量数据，并进行流量计算，同时采集温度传感器的信号，与流量信号进行热量换算计算，并实时将计算的结果送由ARM处理，ARM将DSP送来的信号按用户进行统计、存储并由显示模块进行显示，并通过通信模块将数据外发，实现数据通信。
[0035]中央处理模块集成有FPGA可编程逻辑控制芯片、DSP数字信号处理器和ARM微处理器，通过分工合作，提高处理能力。
[0036]在具体设计过程中，电磁流量传感器获取的流量信号被转换成电动势经信号调理电路进行滤波、放大，经V/F转换器转换成频率信号后送入FPGA进行采样处理，并传送至DSP进行流量、热量的计算；温度传感器产生的温度信号，并由DSP进行实时采样、处理。
[0037]信号调理电路将流量信号转换而成的电动势进行滤波、放大处理，从而提升采集精度。
[0038]在具体设计过程中，处理执行单元还包括数字信号输入输出模块，数字信号输入输出模块具有开关量、频率量信号、脉冲信号的输入输出功能，用于控制阀的状态采集、控制阀的控制信号输出、热量越限告警、励磁告警输出、空管告警数据、热量的频率信号输出。
[0039]通过设置数字信号输入输出模块，可以有效进行数字信号的控制和管理。
[0040]在具体设计过程中，显示模块具备多个用户数据的分类显示，能够显示所选用户的实时流量值、进出口温度值及热量值；并具备历史数据的查询功能和实时曲线显示功能。
[0041]显示模块采用上述显示功能设置，可以提高显示内容的丰富性。
[0042]在具体设计过程中，励磁驱动模块具备励磁电流检测、电流闭环控制功能，可以实现励磁电流的稳定输出，并具备励磁电路故障检测功能。
[0043]采用上述技术，可以提升励磁电流输出的稳定性。
[0044]一种采用上述集散式电磁冷热量计量系统进行冷热量计量的方法，中央处理模块提供励磁信号至励磁驱动模块；励磁驱动模块根据该励磁信号设置不同的励磁电流和通道信息，分配对应通道励磁电流为不同传感单元的电磁流量传感器的励磁线圈供电；各传感单元的电磁流量传感器、进水口温度传感器、出水口温度传感器分别采集对应用户的流量信息、进水口温度信息、出水口温度信息，并将上述流量信息、进水口温度信息、出水口温度信息经信号调理电路转换后发送给中央处理模块；中央处理模块收集各传感单元发送的流量信息、进水口温度信息、出水口温度信息，计算出相应的热量信息，并通过发送给显示模块，同时通过通信模块将数据传递给远端服务器，进行数据抄读；显示模块将中央处理模块输出的流量、热量、进水口温度、出水口温度的实时及累积计量数据传送至液晶显示设备，且按通道集中分类显示，并执行热量越限报警等各种故障信息及系统运行状态信息的显
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[0045]上述集散式电磁冷热量计量方法的技术效果与集散式电磁冷热量计量系统的技术效果基本相同，此处不再赘述。
[0046]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种集散式电磁冷热量计量系统，其特征在于，包括处理执行单元和传感器模块，处理执行单元包括电源模块、励磁驱动模块、中央处理模块、显示模块和通信模块，传感器模块由若干传感单元和信号调理电路组成，其中: 励磁驱动模块，用于根据中央处理器提供的励磁信号，设置不同的励磁电流和通道信息，分配对应通道励磁电流，同时对接入的多路电磁流量传感器的励磁线圈供电； 中央处理模块，用于实现多路励磁信号产生、多路流量信号收集、多路温度信号收集、以及多路数据的集中处理； 显示模块，用于将中央处理模块输出的流量、热量、进水口温度、出水口温度的实时及累积计量数据传送至液晶显示设备，且按通道集中分类显示，并执行热量越限报警等各种故障信息及系统运行状态信息的显示； 通信模块，用于进行通信实现数据的接收与传出； 电源模块，用于为励磁驱动模块、中央处理模块、显示模块、通信模块、传感器模块提供不同电压等级的工作电源； 传感单元，包括电磁流量传感器、出水口温度传感器、进水口温度传感器，分户安装，用于采集用户的 流量信息和温度信息； 信号调理电路，用于转换各传感单元采集的流量信息和温度信息并转发给中央处理模块。
2.根据权利要求1所述的集散式电磁冷热量计量系统，其特征在于，中央处理模块包括FPGA可编程逻辑控制芯片、DSP数字信号处理器和ARM微处理器，FPGA为励磁驱动模块产生不同具有一定频率的励磁信号，并采集电磁流量传感器的流量信号；将信号转换后送给DSP进行数据处理，DSP接收FPGA的流量数据，并进行流量计算，同时采集温度传感器的信号，与流量信号进行热量换算计算，并实时将计算的结果送由ARM处理，ARM将DSP送来的信号按用户进行统计、存储并由显示模块进行显示，并通过通信模块将数据外发，实现数据通信。
3.根据权利要求1所述的集散式电磁冷热量计量系统，其特征在于，电磁流量传感器获取的流量信号被转换成电动势经信号调理电路进行滤波、放大，经V/F转换器转换成频率信号后送入FPGA进行采样处理，并传送至DSP进行流量、热量的计算；温度传感器产生的温度信号，并由DSP进行实时采样、处理。
4.根据权利要求1所述的集散式电磁冷热量计量系统，其特征在于，处理执行单元还包括数字信号输入输出模块，数字信号输入输出模块具有开关量、频率量信号、脉冲信号的输入输出功能，用于控制阀的状态采集、控制阀的控制信号输出、热量越限告警、励磁告警输出、空管告警数据、热量的频率信号输出。
5.根据权利要求1所述的集散式电磁冷热量计量系统，其特征在于，显示模块具备多个用户数据的分类显示，能够显示所选用户的实时流量值、进出口温度值及热量值；并具备历史数据的查询功能和实时曲线显示功能。
6.根据权利要求1所述的集散式电磁冷热量计量系统，其特征在于，励磁驱动模块具备励磁电流检测、电流闭环控制功能，可以实现励磁电流的稳定输出，并具备励磁电路故障检测功能。
7.—种通过如权利要求1-6任一项所述集散式电磁冷热量计量系统进行冷热量计量的方法，其特征在于，中央处理模块提供励磁信号至励磁驱动模块；励磁驱动模块根据该励磁信号设置不同的励磁电流和通道信息，分配对应通道励磁电流为不同传感单元的电磁流量传感器的励磁线圈供电；各传感单元的电磁流量传感器、进水口温度传感器、出水口温度传感器分别采集对应用户的流量信息、进水口温度信息、出水口温度信息，并将上述流量信息、进水口温度信息、出水口温度信息经信号调理电路转换后发送给中央处理模块；中央处理模块收集各传感单元发送的流量信息、进水口温度信息、出水口温度信息，计算出相应的热量信息，并通过发送给显示模块，同时通过通信模块将数据传递给远端服务器，进行数据抄读；显示模块将中央处理模块输出的流量、热量、进水口温度、出水口温度的实时及累积计量数据传送至液晶显示设备，且按通道集中分类显示，并执行热量越限报警等各种故障信息及系统运行状 态信息的显示。
【文档编号】G01K17/08GK103759862SQ201410007212
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月7日 优先权日:2014年1月7日
【发明者】董学和, 汪洪波, 张荣成, 李海涛, 孙玉东 申请人:安徽润尔兴仪表有限公司