山东龙润仪表有限公司
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超声波热量表（能量计）使用说明书
1、硬件设计框架
超声波热量表（能量计）硬件设计框架。在整个组件中起重要作用的模块除了主芯片和测量模块外，还有通信模块和显示模块等辅助模块。为了切实提高热力系统的性能，实现低功耗、高精度的最终目标，在主芯片和定时芯片选择上分别选择了超低功耗单。其他辅助附件的选择也遵循低功耗、高精度的原则，非常符合设计要求。
2、流量测量和温度测量电路
流量测量和温度测量是通过时差方法间接进行的，因此在设计发送电路和接收电路时非常重视时间。在发射电路的设计中，为了提高超声波热系统的电流驱动能力，设计者利用脉冲发生器制造激励脉冲，并将脉冲发生器的两个输出端口分别连接到驱动下游和逆流超声波转换器，产生了电流驱动能力。设计接收电路时，考虑到在传播过程中受到密度、温度、流量等多种因素的影响，超声波信号会大幅衰减。在这种情况下，可以使用OPA835放大信号，以提高接收信号的大小并成功完成传播操作。该芯片的增益带宽为30MHz，满足1MHz超声波转换器的频率响应要求。OPA835和TS5A3160在低功耗状态下的静态电流分别为0.5A和0.1A，可确保整个机器的低功耗性能。
3、通信模块电路
在超声波热计表上设计通信模块电路，主要是为了满足人工红外抄表需求。对于通信模块电路设计，为了满足性能，设计者在选择组件时，选择了ARM单片机内部计时器、红外发射二极管和红外接收芯片HS0038，实现了38kHz载波通信。从该模块的实际工作状态来看，芯片处于停止工作状态时，自身静态电流约为300A。通信模块电路比其他模块消耗更多的功能。为了最大限度地减少能源消耗，设计师增加了一个模拟开关，用于切断设备大气中的电源，减少能源消耗。采用这种设计方式后，芯片的电流为0.5A，证明大大降低了功耗。
4、超声波热量表软件设计
热力系统的软件设计部分需要实现的功能包括数据通信、液晶屏、按键处理、流量、温度和热量测量计算。软件设计和硬件设计都是互补的，提高了超声波热量表的准确度。软件设计时，热交换系统本身稳定性高，在特定设计和应用过程中，只要每5s测试一次，每次测量后，系统都会自动切换到低功耗模式。在此模式下，只有RTC和LCD正常工作，其余外围设备处于低功耗状态。CPU在大部分时间里保持低功耗状态，功耗也大大降低，超声波热计满足了成本低、功耗低、寿命长的要求。与此同时，通过硬件和软件的合作，测量精度也有了很大的提高，进一步提高了超声波热机的应用价值。
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