新型无磁热量表的研究与开发

摘要

集中供热是我国北方城市生活中的大事，其大规模实施为提高城市的现代化水平，改善城市的空气质量做出了突出贡献。但城市集中供热的能源浪费以及按住宅面积收费不合理的问题日益突出，已经制约了城市集中供热的进一步发展。随着人们节能意识地提高和供热收费体制的改革，采取按供热用户所用热量收费，取代按采暖面积均摊供热费的方法也成为供热收费发展的趋势。而热量表是测量、计算并显示热交换系统所释放或吸收热量值的仪表，所以采用热量表计量是实施城市供热体制改革，推行按热量计量收费的关键仪器。本课题研究的目的就是为人们提供一种快速、准确测量热量消耗的仪器，以此来解决供热过程中按热量计量收费难的问题。 本文介绍的新型无磁热量表由电源模块、温度检测模块、流量检测模块、液晶显示模块等组成。系统采用LC振荡器作为流量传感器，Pt1000热敏电阻作为温度传感器，分别将流量信号和温度信号经比较、放大、A/D转换成电信号输出；利用德州仪器生产的超低功耗MSP430FW427单片机测量数据，计算流量、热量。根据系统开发的整体原则和对热量表的要求，该系统采用先进的无磁流量测量设计了流量采集模块；利用单片机内部的比较器实现的斜边A/D转换功能设计了温度测量模块；利用单片机内部集成的驱动模块设计了液晶驱动模块，并分别给出了相应的硬件结构和软件程序。 本文研究的新型无磁热量表实现了对供热系统中流量、温度、热量的实时测量，并根据用户的取暖情况测量显示用户实际消耗的热量数值，以此测量数据作为供热收费依据。真正实现了按用户实际消耗的热量进行计量收费的目的。实际应用表明本热量表与其它类型的热量表相比具有更高的抗干扰性，丝毫不受各类水锈、杂质的影响；硬件和软件方面都进行了进一步简化，降低了功耗；稳定性和精度大大提高。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1开发热量表的现实意义和应用前景

1.2国内外热量表发展过程及现状

1.3本课题的研究内容

2热量表的设计原理、结构

2.1热量表的设计原理及热量计算基础

2.2热量表的结构及相关参数

3无磁热量表总体方案的确定

4热量表的硬件选择

4.1单片机的选择

4.2温度传感器的选择

5温度采集模块设计

5.1用单片机内置比较器实现A／D转换的原理

5.2温度采集模块程序设计

5.3斜边A／D转换程序设计

6流量采集模块设计

6.1单片机自带SCAN IF模块的简介

6.2用SCAN IF模块实现流量测量

6.3用SCAN IF模块测量流量的可行性

7液晶显示模块设计

7.1显示器的原理和发展简介

7.2 MSP430FW427单片机自带液晶驱动模块简介

7.3液晶显示程序设计

8数据保存

8.1数据保存的重要性

8.2存储器的分类

8.3数据保存的实现方法

8.4数据保存程序设计

9系统软件设计

9.1主程序

9.2定时器A中断程序

9.3看门狗定时器中断程序

9.4温度测量子程序

9.5软件的低功耗设计

10结论与展望

10.1结论

10.2展望

参考文献

附录

致谢