一种低压供电的超声波流量计的制作方法

1.本实用新型涉及测量检测技术领域，具体涉及一种低压供电的超声波流量计。


背景技术：

2.目前，工业领域常用的超声波流量计，都是以外供电型为主，主要是因为超声波换能器需要高压的激励信号，而显示液晶也常采用耗电量大的点阵或者led液晶。而为了满足超声波较为复杂的计算和丰富的外设拓展功能，使用的单片机也多考虑芯片的计算能力和丰富的功能，并不会优先考虑功耗。这就局限了超声波流量计的适用范围，在一些没有提供电源的工况环境下就没法使用。


技术实现要素：

3.基于上述技术缺陷，本实用新型提供一种低压供电的超声波流量计，在保证正常计量的前提下，只用3.3v低压电池就能完成供电，并保证较长续航能力的超声波流量计，具体地。
4.一种低压供电的超声波流量计，其中，包括：
5.检测单元，用以检测超声波流量计当前的供电状态，并形成一检测信号输出；
6.第一晶振单元，用以控制一单片机处理单元工作于第一频率；
7.第二晶振单元，用以控制一所述单片机处理单元工作于第二频率；
8.单片机处理单元；所述单片机处理单元的82引脚连接所述检测单元的输出端，用以接收所述检测信号，于所述检测信号匹配预定信号的状态下形成第一控制信号输出；所述单片机处理单元的8引脚、9引脚连接所述第一晶振单元，所述单片机处理单元的88引脚和89引脚连接所述第二晶振单元；
9.采集单元，连接所述单片机处理单元的95引脚，用以接收所述第一控制信号，于所述第一控制信号的驱动下采集当前的数据信号。
10.优选地，上述的一种低压供电的超声波流量计，其中，还包括切换单元，连接所述单片机处理单元的第49引脚，用以根据外部输入的切换指令切换所述单片机处理单元当前的工作模式。
11.优选地，上述的一种低压供电的超声波流量计，其中，所述检测单元包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻的一端连接预定电压，所述第一分压电阻的另一端连接第二分压电阻的一端，所述第二分压电阻的另一端接地，所述第一分压电阻的另一端或所述第二分压电阻的一端形成所述检测单元的输出端。
12.优选地，上述的一种低压供电的超声波流量计，其中，所述采集单元包括：
13.第一控制开关，所述第一控制开关的控制端连接所述单片机处理单元的95引脚，输入端连接3.3v电压，输出端接地；
14.第一采集单元，所述第一采集单元包括第一温度采集芯片，所述第一温度采集单元的输入端、输出端分别连接所述第一开关控制端的输入端和输出端；
15.第二采集单元，所述第二采集单元包括第二压力采集芯片，第二压力采集芯片的输入端、输出端分别连接所述第一开关控制端的输入端和输出端。
16.优选地，上述的一种低压供电的超声波流量计，其中，所述切换单元包括第二控制开关，所述第二控制开关的一端连接3.3v电压，所述第二控制开关的另一端分别连接所述单片机处理单元的第49引脚、第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端接地。
17.优选地，上述的一种低压供电的超声波流量计，其中，所述第一晶振单元为32.768k晶振。
18.优选地，上述的一种低压供电的超声波流量计，其中，所述第二晶振单元为12m晶振。
19.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
20.采用msp430低功耗单片机，同时选择32.768khz的外部晶振,采用锁频功能，在低压状态下避免使用外部高速晶振。msp430低功耗单片机可工作于lpm3低功耗模式，保证在单片机任务完成后时钟进入低功耗模式。msp430低功耗单片机内置由定时巡检功能，若检测到有外部电源，则切断电池供电，保证有外供电情况下不损耗电池电量，通过上述方案可保证在3.3v电池供电的情况下，超声波流量计可以正常工作，且工作时长满足设计要求。
附图说明
21.图1为本实用新型提供的一种低压供电的超声波流量计的电路连接图；
22.图2为本实用新型提供的一种低压供电的超声波流量计的电路连接图。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.如图1所示，一种低压供电的超声波流量计，其中，包括：
25.检测单元，用以检测超声波流量计当前的供电状态，并形成一检测信号输出；所述检测单元包括第一分压电阻r4和第二分压电阻r5，所述第一分压电阻r4的一端连接预定电压，所述第一分压电阻r4的另一端连接第二分压电阻r5的一端，所述第二分压电阻r5的另一端接地，所述第一分压电阻r4的另一端或所述第二分压电阻r5的一端形成所述检测单元的输出端。其中所述预定电压可为24v，也可为5v。
26.第一晶振单元，用以控制一单片机处理单元工作于第一频率；所述第一晶振单元为32.768k晶振。所述第一晶振为低速晶振。
27.第二晶振单元，用以控制一所述单片机处理单元工作于第二频率；所述第二晶振单元为12m晶振，所述第一晶振为高速晶振。
28.单片机处理单元；所述单片机处理单元的82引脚连接所述检测单元的输出端，用以接收所述检测信号，于所述检测信号匹配预定信号的状态下形成第一控制信号输出；所述单片机处理单元的8引脚、9引脚连接所述第一晶振单元，所述单片机处理单元的88引脚和89引脚连接所述第二晶振单元；
29.其中，所述单片机处理单元的型号可为msp430，msp430单片机可工作于pm3低功耗模式，保证单片机任务完成后始终进入低功耗模式。
30.当所述预定电压为5v的状态下，所述预定信号可为3v。当所述预定电压为24v的状态下，所述预定电压为3.3v或3.5v。当检测信号匹配预定电压的状态下，则说明当前有外部电源供电，则此时切断电池供电，此时不耗损3.3v电池电量。当检测信号不匹配预定电压的状态下，则说明当前需要由电池进行供电。
31.采集单元，连接所述单片机处理单元的95引脚，用以接收所述第一控制信号，于所述第一控制信号的驱动下采集当前的数据信号。进一步地，上述的一种低压供电的超声波流量计，其中，所述采集单元包括：
32.第一控制开关，所述第一控制开关的控制端连接所述单片机处理单元的95引脚，输入端连接3.3v电压，输出端接地；所述第一控制开关由mos管形成，所述第一控制开关的控制端为mos管的栅极，输入端为mos管的源极，输出端为mos管的漏极。
33.第一采集单元，所述第一采集单元包括第一温度采集芯片，所述第一温度采集单元的输入端、输出端分别连接所述第一开关控制端的输入端和输出端；所述第一采集单元至少包括u10芯片，所述u10芯片的vo引脚连接所述单片机处理单元的2引脚。所述第一采集单元用以采集温度信号。
34.第二采集单元，所述第二采集单元包括第二压力采集芯片，所述第二压力采集芯片的输入端、输出端分别连接所述第一开关控制端的输入端和输出端。所述第二采集单元至少包括u11芯片，所述u11芯片的vo引脚连接所述单片机处理单元的5引脚。所述第二采集单元用以采集压力信号。
35.于所述第一控制开关的控制端接收到单片机处理单元输出的高电压的状态下，所述第一控制开关导通，此时第一采集单元和第二采集单元被“短路”，第一采集单元和第二采集单元不工作，当第一控制开关的控制端接收到低电压的状态下，所述第一控制开关断路，此时第一采集单元和第二采集单元上电，第一采集单元和第二采集单元开始采集相应的数据。
36.需要说明的是，第一温度采集芯片在准备执行采集动作的前几十毫秒上电，上电完成后第一温度采集芯片采集温度数据，温度数据采集完成后断电，采集间隔通常为1
‑
2秒。因为第一温度采集芯片实际上电时间仅为几十毫秒，实现了省电的目的。在实际应用中，外部供电的状态下，第一温度采集芯片可以处于持续上电状态，也可以间隙上电的上电方式。同理，第二压力采集芯片在准备执行采集动作的前几十毫秒上电，上电完成后第二压力采集芯片采集压力数据，压力数据采集完成后断电，采集间隔通常为1
‑
2秒。
37.作为进一步优选实施方案，上述的一种低压供电的超声波流量计，其中，还包括切换单元，连接所述单片机处理单元的第49引脚，用以根据外部输入的切换指令切换所述单片机处理单元当前的工作模式。进一步地，所述切换单元包括第二控制开关，所述第二控制开关的一端连接3.3v电压，所述第二控制开关的另一端分别连接所述单片机处理单元的第49引脚、第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端接地。
38.于所述第二控制开关工作于导通状态下，所述单片机处理单元的49引脚输入3.3v电压，3.3v电压驱动所述单片机处理单元锁定工作于高频状态，反之所述单片机处理单元锁定工作于低频状态。
39.需要说明的是，即使所述单片机处理单元工作于低功耗状态，一旦第二控制开关导通，其仍可以工作于高频状态，高频状态下其数值的监控相对较为精准。
40.如图2所示，进一步地，还包括一显示单元，所述显示单元连接所述单片机处理单元，用以显示当前的工作状态。所述显示单元由edc1981芯片形成。
41.上述的一种低压供电的超声波流量计，采用msp430低功耗单片机，同时选择32.768khz的外部晶振,采用锁频功能，在低压状态下避免使用外部高速晶振。msp430低功耗单片机可工作于lpm3低功耗模式，保证在单片机任务完成后时钟进入低功耗模式。msp430低功耗单片机内置由定时巡检功能，若检测到有外部电源，则切断电池供电，保证有外供电情况下不损耗电池电量，通过上述方案可保证在3.3v电池供电的情况下，超声波流量计可以正常工作，且工作时长满足设计要求。
42.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
43.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。