基于溫差發(fā)電的改進W型反射式超聲波熱量表設計

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1、2016?8?15?現(xiàn)代電子技術(shù)Aug.201639?16?ModernElectronicsTechniqueVol.39No.16163doi：10.16652/j.issn.1004?373x.2016.16.043???????W????????????11121李世光，吳嬈，高正中，桑志峰，王文文（1.山東科技大學電氣與自動化工程學院，山東青島266590；2.青島盤古電氣有限公司，山東青島266200）摘要：隨著超聲波熱量表在市場上應用的增多，對超聲波熱量表的運行穩(wěn)定性以及測量精度的要求也越來越高。從節(jié)約能源的角度出發(fā)，設計選取高精度時間轉(zhuǎn)換芯片TDC?GP22，配合

2、具有超低功耗特點的MSP430系列單片機作為MCU，同時采用超聲波換能器和Pt1000溫度傳感器形成流量溫度測量系統(tǒng)，并采用改進W型反射式基表結(jié)構(gòu)提高流量測量精度。為了延長超聲波熱量表的使用周期，設計基于TEG1?241系列溫差芯片的發(fā)電裝置，并實現(xiàn)剩余電量為鋰離子電池充電?？紤]到環(huán)境中電磁干擾對測溫精度影響較大，采用均值濾波的方法減小因干擾帶來的誤差。最后在A類環(huán)境下對多組熱量表進行測試，實驗結(jié)果表明，該熱量表準確度高，靜態(tài)工作電流低，性能穩(wěn)定，具有廣闊的應用前景。關(guān)鍵詞：超聲波熱量表；TDC?GP22；改進W型反射式結(jié)構(gòu)；溫差發(fā)電中圖分類號：TN?61；TH701文獻標識碼：

3、A文章編號：1004?373X（2016）16?0163?04DesignofimprovedW?typereflectiveultrasonicheatmeterbasedonthermoelectricpowergenerationLIShiguang1，WURao1，GAOZhengzhong1，SANGZhifeng2，WANGWenwen1（1.CollegeofElectricalEngineeringandAutomation，ShandongUniversityofScienceandTechnology，Qingdao266590，China；2.Qingdao

4、PanguElectricalCo.，Ltd.，Qingdao266200，China）Abstract：Withtheapplicationincreaseoftheultrasonicheatmetersinthemarket，therequirementsforhigherrunningstabilityandmeasuringaccuracyoftheultrasonicheatmeterarepresented.Proceedingfromtheenergysaving，thehigh?preci?siontimeconversionchipTDC?GP22matchi

5、ngwiththeultra?lowpowerconsumptionMSP430serialmicrocontrollerisselectedastheMCU，theultrasonictransducerandPt1000temperaturesensorareadoptedtoformtheflowandtemperaturemeasure?mentsystem，andtheimprovedW?typereflectivebasicmeterstructureisusedtoimprovethemeasuringaccuracyofflow.Inor?dertoprolong

6、theusecycleoftheultrasonicheatmeter，apowergeneratingsetbasedonTEG1?241seriestemperaturedifferencechipwasdesigned，bywhichthelithium?ionbatterycanbechargedupwithitsremainingcapacitance.Inconsiderationthattheelectromagericinterferenceinsurroundingenvironmentcanaffectonthetemperaturemeasurementac

7、curacygreatly，themeanfilteringmethodisadoptedtoreducetheerrorcausedbyinterference.ThemultigroupultrasonicheatmetersweretestedinAclassenvironment.Theresultsshowthattheheatmeterhasthecharacteristicsofhighaccuracy，lowstaticworkingcurrent，goodsta