本實用新型屬于自動控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種供暖管道流量速率監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)：

在寒冷的冬天，供暖是少不了的。埋地管道是減少寒冷地區(qū)冬季凍害的常用鋪設(shè)方式，深入認(rèn)識埋地管道的水溫變化規(guī)律可以為減小管道埋設(shè)深度、降低管道凍害。管道水溫隨輸送距離的增加而下降。首先，隨著含水量的增加，管道的降溫速率不斷減小并具有先快后慢的特點；其次，隨著管徑的減小、流速的降低，管道降溫速率增大，且降溫速率和流速之間具有近似的倒數(shù)關(guān)系。同時，熱水從供暖管道流出，進入供暖終端，供暖管道也受到流量速率和壓力的影響。研究控制流量速率尤為重要。目前，供暖管道流量速率控制有以下幾種：一是，由人手工撥動控制開關(guān)來實現(xiàn)的；二是，由PLC控制外圍執(zhí)行機構(gòu)來實現(xiàn)的；三是，由MCU控制外圍執(zhí)行機構(gòu)來實現(xiàn)的?，F(xiàn)有圓形供暖管道流量速率控制存在一些不足：結(jié)構(gòu)尺寸大，攜帶不方便；電路復(fù)雜，每一種平臺的功能多，需要元器件較多；設(shè)計集成度不夠，一個控制終端可以有多種實現(xiàn)電路，未整合；設(shè)計成本較高，浪費設(shè)計材料，整合電路成本少于獨立電路成本和；調(diào)試不方便，不能在線調(diào)試，需要借助其它手段。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有供暖管道流量速率控制裝置的缺點，提供一種電路簡單、集成度高、成本低的供暖管道流量速率檢測綜合裝置。

解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案它具有：對整個裝置進行控制的FPGA電路；信號調(diào)理采樣電路，該電路的輸出端接FPGA電路；PCI電路，該電路與FPGA電路相連；控制電路，該電路與FPGA電路相連；信號激勵電路，該電路的輸入端接FPGA電路。

本實用新型的FPGA電路為：集成電路U1的1腳通過電阻R6接電容C7的另一端，集成電路U1的62～60腳、58～55腳、51腳接集成電路U2的55～48腳， 集成電路U1的3腳、15腳、16腳、18～25腳、2腳、4腳、6～9腳、13腳、14腳、65～67腳、69～72腳、76腳接集成電路U3的45腳、44腳、24腳、63腳、1腳、33腳、32腳、56～58腳、64腳、34～41腳、55～48腳，集成電路U1的50腳接晶體振蕩器Y1的4腳、73腳接按鍵S1的一端并通過電阻R20接3V電源、12腳接按鍵S2的一端并通過電阻R21接3V電源、31腳接按鍵S3的一端并通過電阻R22接3V電源，集成電路U1的43腳、44腳、27腳、45腳接插座J1的1～4腳，集成電路U1的80腳、59腳、38腳、17腳接5V電源，集成電路U1的74腳、53腳、5腳、26腳、47腳、68腳接地，集成電路U1的37腳通過電阻R1接插座J2的1腳，晶體振蕩器Y1的1腳接3V電源、3腳接地，按鍵S1～S3的另一端接地，插座J1的5腳接地；集成電路U1的型號為EPF8636ALI84-4，集成電路U2的型號為C8051F023，集成電路U3的型號為CH367L，集成電路U6的型號為OPA690。

本實用新型外圍元器件較少，電路簡單，將不同平臺整合到一塊，集成度高，元器件都是常用的，成本較低，配套調(diào)整方便，使用方便，具有PCI接口，便于與外圍設(shè)備高速傳輸數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)不同接口對接，擴展能力強，采用硬件實現(xiàn)算法，數(shù)據(jù)處理速度快，調(diào)試方便，可在線調(diào)試，具有多種控制手段，方便，快捷。

附圖說明

圖1是本實用新型的電氣原理方框圖。

圖2是圖1中FPGA電路和信號激勵電路的電子原理線路圖。

圖3是圖1中PCI電路和信號調(diào)理采樣電路以及控制電路的電子原理線路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細(xì)說明，但本實用新型不限于下述的實施方式。

在圖1、2、3中，本實施例的一種供暖管道流量速率檢測綜合裝置由FPGA電路、信號激勵電路、PCI電路、信號調(diào)理采樣電路、控制電路連接構(gòu)成，信號調(diào)理采樣電路的輸出端接FPGA電路，PCI電路與FPGA電路相連，控制電路與FPGA電路相連，信號激勵電路的輸入端接FPGA電路。

本實施例的信號調(diào)理采樣電路由集成電路U6、電阻R5～R9、電容C6～C9、插座J3連接構(gòu)成，集成電路U6的型號為OPA690。集成電路U6的2腳接電阻R5 的一端和電容C6的一端以及通過電阻R7接電容C8的一端、3腳通過電阻R9接5V電源和電容C9的一端以及通過電阻R8接地、6腳接電阻R5的另一端和電容C6的另一端以及電容C7的一端、7腳和8腳接5V電源、4腳接地，電容C7的另一端通過電阻R6接FPGA電路，電容C9的另一端接地，電容C8的另一端接插座J3的一端，插座J3的另一端接地。

本實施例的PCI電路由集成電路U3、集成電路U4、集成電路U5、連接器P1、電阻R3、電阻R4、電容C3～C5連接構(gòu)成，集成電路U3的型號為CH367L，集成電路U4和集成電路U5的型號為AT24C02。集成電路U3的11腳通過電阻R3接地、2腳通過電阻R4接地、3腳接電容C3的一端和連接器P1的26腳、20腳和21腳依次接集成電路U4的6腳和5腳，集成電路U3的6腳、7腳、16腳、15腳依次接連接器P1的24腳、23腳、14腳、15腳，集成電路U3的12腳接電容C4的一端、13腳接電容C5的一端、22腳接集成電路U5的2腳和5腳、23腳接集成電路U6的1腳、61腳接集成電路U6的6腳，集成電路U3的18腳、31腳、47腳、59腳接3V電源，集成電路U3的5腳、29腳、42腳、8腳、14腳接1.8V電源，集成電路U3的4腳、9腳、10腳、17腳、19腳、30腳、43腳、46腳、60腳接地，集成電路U3的45腳、44腳、24腳、63腳、1腳、33腳、32腳、56～58腳、64腳、34～41腳、55～48腳接FPGA電路，連接器P1的1腳、2腳、34腳、35腳接12V電源，連接器P1的10腳、8腳、27腳、28腳、接3V電源，連接器P1的25腳、33腳、4腳、7腳、13腳、16腳、18腳、19腳、22腳接地，連接器P1的17腳接36腳、30腳接31腳、21腳接電容C4的另一端、20腳接電容C5的另一端，集成電路U4的1～4腳和7腳接地、8腳接3V電源，集成電路U5的3腳、7腳、8腳接3V電源，集成電路U5的4腳接地，電容C3的另一端接地。

本實施例的控制電路由集成電路U2、電容C2、電阻R2連接構(gòu)成，集成電路U2的型號為C8051F023。集成電路U2的55～48腳接FPGA電路、集成電路U2的62腳接電容C2的一端并通過電阻R2接3V電源，電容C2的另一端接地，集成電路U2的19腳、41腳、57腳、24腳、6腳接3V電源，集成電路U2的5腳、56腳、56腳、40腳、25腳接地。

本實施例的FPGA電路由集成電路U1、晶體振蕩器Y1、按鍵S1～S3、電阻R10～R12、電容C1、插座J1連接構(gòu)成，集成電路U1的型號為EPF8636ALI84-4。 集成電路U1的1腳通過電阻R6接電容C7的另一端，集成電路U1的62～60腳、58～55腳、51腳接集成電路U2的55～48腳，集成電路U1的3腳、15腳、16腳、18～25腳、2腳、4腳、6～9腳、13腳、14腳、65～67腳、69～72腳、76腳接集成電路U3的45腳、44腳、24腳、63腳、1腳、33腳、32腳、56～58腳、64腳、34～41腳、55～48腳，集成電路U1的50腳接晶體振蕩器Y1的4腳、73腳接按鍵S1的一端并通過電阻R20接3V電源、12腳接按鍵S2的一端并通過電阻R21接3V電源、31腳接按鍵S3的一端并通過電阻R22接3V電源，集成電路U1的43腳、44腳、27腳、45腳接插座J1的1～4腳，集成電路U1的80腳、59腳、38腳、17腳接5V電源，集成電路U1的74腳、53腳、5腳、26腳、47腳、68腳接地，集成電路U1的37腳接信號激勵電路，晶體振蕩器Y1的1腳接3V電源、3腳接地，按鍵S1～S3的另一端接地，插座J1的5腳接地。

本實施例的信號激勵電路由插座J2、電阻R1、電容C1連接構(gòu)成，插座J2的1腳通過電阻R1接集成電路U1的37腳并接電容C1的一端、插座J2的2腳接5V電源、3腳接地、電容C1的另一端接地。

本實用新型的工作原理如下：

系統(tǒng)上電，電路開始初始化工作。此后，系統(tǒng)正常工作。集成電路U1定時產(chǎn)生水壓力檢測的激勵控制時序邏輯，信號從集成電路U1的引腳37輸出，經(jīng)電阻R1，輸出到插座J2；集成電路U1實時采集水壓力數(shù)據(jù)，信號從插座J3輸入，經(jīng)電容C8，電阻R7，集成電路U6，電容C7，電阻R6的濾波，放大，整形處理，輸入到集成電路U1的引腳1。

當(dāng)按下開關(guān)S1，不按下開關(guān)S2和開關(guān)S3，控制器電路被選用。此時,用控制器進行供暖管道流量速率檢測?？刂茢?shù)據(jù)信號從集成電路U2的引腳55～48輸出到集成電路U1。集成電路U1產(chǎn)生總線的邏輯控制時序，接收從集成電路U2發(fā)送的數(shù)據(jù)；此后，集成電路U6對水壓力數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)進行處理，并計算出流量速率，并將流量速率數(shù)據(jù)發(fā)送出去，信號從集成電路U1的引腳62～60，58～55，51輸出，輸入到集成電路U2的引腳55～48。

當(dāng)按下開關(guān)S2，不按下開關(guān)S1和開關(guān)S3，PCI電路被選用。此時，用PCI電路進行供暖管道流量速率檢測。PCI的控制數(shù)據(jù)從連接器P1輸入，由連接器P1的引腳14，15輸出到集成電路U3，經(jīng)集成電路U3的PCI數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榫植靠偩€數(shù)據(jù)， 控制數(shù)據(jù)從U3的引腳34～41輸出，輸入到集成電路U1，集成電路U1啟動局部總線控制邏輯，接收從連接器P1發(fā)送的控制數(shù)據(jù)；此后，集成電路U6對水壓力數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)進行處理，并計算出流量速率，并將流量速率數(shù)據(jù)發(fā)送出去，信號從集成電路U1的引腳14，13，9～6，4，2輸出到集成電路U3，經(jīng)集成電路U3的協(xié)議變換處理，從集成電路U3的引腳6，7輸出到連接器P1。

當(dāng)按下開關(guān)S3，不按下開關(guān)S1和開關(guān)S2，F(xiàn)PGA電路被選用。此時，用FPGA電路進行供暖管道流量速率檢測。集成電路U1對水壓力數(shù)據(jù)處理，并計算出流量速率，并對流量速率數(shù)據(jù)進行處理。一是，將流量速率數(shù)據(jù)存入內(nèi)部緩沖區(qū)；二是，將流量速率數(shù)據(jù)通過調(diào)試接口發(fā)送出去，信號從集成電路U1的引腳45，27，44，43輸出，輸入到插座J1的引腳4～1，從插座J1輸出流量速率數(shù)據(jù)。