CN102538881A - 一种水表及计量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水表及计量装置，该计量装置用于计量指针的转数，计量装置包括控制元件及两个霍尔元件，两个霍尔元件分别设置在指针转动所形成的第一圆周的外围，每个霍尔元件的磁感应区域均仅覆盖指针上的磁头转动所形成的第二圆周的一部分，且两个霍尔元件的磁感应区域覆盖第二圆周的部分有且不完全重叠，在指针转动时，控制元件交替检测两个霍尔元件输出的有效脉冲，并将其中一个霍尔元件输出的有效脉冲作为计量信号，当检测到其中一个霍尔元件输出计量信号时，检测另一个霍尔元件，并根据另一个霍尔元件输出的高低电平判断指针的转动方向。实施本发明的技术方案，使用两个霍尔元件即可判断磁头的转动方向，也即指针的转动方向。
Description
技术领域
本发明涉及计量技术，尤其涉及一种水表及计量装置。
背景技术
为了对计量表，例如水表，进行抄表，通常使用计量装置对水表指针的转数进行计数，进而确定用户所使用的水量。目前，现有的双霍尔计量装置只能计量在常规水流方向状况下通过水表的流量，而无法发现水表倒装时的窃水现象，也即，现有的双霍尔计量装置不能判定水表指针是正转还是反转。目前通常的做法是，采用三霍尔或其它磁性传感器来判断计量装置的正反转，这种方法的缺点是成本高，功耗大，安装不方便。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述双霍尔计量装置不能判定水表指针转动方向或三霍尔计量装置成本高、功耗大、安装不方便的缺陷，提供一种计量装置，能判定指针转动方向，且成本低、功耗小、安装方便。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种计量装置，用于计量指针的转数，其中，指针上设置有磁头，所述计量装置包括控制元件及两个霍尔元件，所述两个霍尔元件分别设置在指针转动所形成的第一圆周的外围，每个霍尔元件的磁感应区域均仅覆盖指针上的磁头转动所形成的第二圆周的一部分，且所述两个霍尔元件的磁感应区域覆盖所述第二圆周的部分有且不完全重叠，在指针转动时，所述控制元件交替检测两个霍尔元件输出的有效脉冲，并将其中一个霍尔元件输出的有效脉冲作为计量信号，当检测到所述其中一个霍尔元件输出计量信号时，检测另一个霍尔元件，并根据所述另一个霍尔元件输出的高低电平判断指针的转动方向。
在本发明所述的计量装置中，所述两个霍尔元件在所述第二圆周内的磁感应区域的边界线所成的夹角的范围为30°～150°。
在本发明所述的计量装置中，所述夹角为90°。
在本发明所述的计量装置中，至少一个霍尔元件在所述第二圆周内的磁感应区域的边界线通过所述第二圆周的圆心。
本发明还构造一种水表，包括指针和用于计量指针转数的计量装置，其中，指针上设置有磁头，所述计量装置包括控制元件及两个霍尔元件，所述两个霍尔元件分别设置在指针转动所形成的第一圆周的外围，每个霍尔元件的磁感应区域均仅覆盖指针上的磁头转动所形成的第二圆周的一部分，且所述两个霍尔元件的磁感应区域覆盖所述第二圆周的部分有且不完全重叠，在指针转动时，所述控制元件交替检测两个霍尔元件输出的有效脉冲，并将其中一个霍尔元件输出的有效脉冲作为计量信号，当检测到所述其中一个霍尔元件输出计量信号时，检测另一个霍尔元件，并根据所述另一个霍尔元件输出的高低电平判断指针的转动方向。
在本发明所述的水表中，所述两个霍尔元件在所述第二圆周内的磁感应区域的边界线所成的夹角的范围为30°～150°。
在本发明所述的水表中，所述夹角为90°。
在本发明所述的水表中，至少一个霍尔元件在所述第二圆周内的磁感应区域的边界线通过所述第二圆周的圆心。
在本发明所述的水表中，所述两个霍尔元件上方分别设置有屏蔽罩。
实施本发明的技术方案，控制元件交替检测两个霍尔元件有效脉冲，并将其中一个霍尔元件的有效脉冲作为计量信号，当检测到该霍尔元件出现计量信号时，检测另一个霍尔元件，根据另一个霍尔元件输出的高低电平即可判断磁头的转动方向，也即指针的转动方向，而且，这种计量装置相比三霍尔计量装置，成本低、功耗小、安装方便。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明水表实施例一的示意图；
图2A是水表的指针在逆时针转动时的水表的示意图；
图2B是水表的指针在逆时针转动时两个霍尔元件的时序图；
图3A是水表的指针在顺时针转动时的水表的示意图；
图3B是水表的指针在顺时针转动时两个霍尔元件的时序图。
具体实施方式
如图1所示的本发明水表实施例一的示意图，该水表包括指针20及用于计量指针转数的计量装置，其中，指针20上设置有磁头21，计量装置包括控制元件（未示出）及两个霍尔元件H1、H2，该两个霍尔元件H1、H2分别设置在指针20转动所形成的圆周的外围。应当说明的是，由于霍尔元件磁感应的方向性，每个霍尔元件均有其对应的磁感应区域，因此在该实施例中，通过调整该两个霍尔元件H1、H2的安装位置，使每个霍尔元件的磁感应区域均仅覆盖指针上的磁头转动所形成的第二圆周的一部分（即，磁感应区域的其中一条边界线与第二圆周无交点，另一条边界线与第二圆周有两个交点），且两个霍尔元件H1、H2的磁感应区域覆盖第二圆周的部分有且不完全重叠。如图1所示，霍尔元件H1的磁感应区域的两条边界线为L11、L12，霍尔元件H2的磁感应区域的两条边界线为L21、L22，且霍尔元件H1的边界线L11通过圆心O，霍尔元件H2的边界线L21通过圆心O。霍尔元件H1的磁感应区域与第二圆内区域重叠的部分为区域A1及区域A2，霍尔元件H2的磁感应区域与第二圆内区域重叠的部分为区域A3及区域A2。而且，两个霍尔元件H1、H2的磁感应区域在第二圆周内重叠的部分为区域A2，不重叠的区域为区域A1和区域A3，区域A4均不在两个霍尔元件H1、H2的磁感应区域内。若磁头21在转动的过程中落入区域A1和区域A2内，则能被霍尔元件H1感应到，此时霍尔元件H1输出高电平，反之，若磁头21不在区域A1或区域A2内时，霍尔元件H1输出低电平。同样地，若磁头21在转动的过程中落入区域A2和区域A3内时，能被霍尔元件H2感应到，此时霍尔元件H2输出高电平，反之，若磁头21不在区域A2或区域A3内时，霍尔元件H2输出低电平。
下面说明该水表的计量装置是如何判断指针转动方向的，指针的转动方向有顺时针和逆时针两种，假设将霍尔元件H1的有效脉冲作为计量信号。当指针转动时，控制元件交替检测两个霍尔元件输出的有效脉冲，并将其中一个霍尔元件输出的有效脉冲作为计量信号，当检测到所述其中一个霍尔元件输出计量信号时，检测另一个霍尔元件，并根据所述另一个霍尔元件输出的高低电平判断指针的转动方向。在一个具体例子中，控制元件在检测到霍尔元件H1出现计量信号时，例如，由低电平跳变为高电平，指针20的位置有两种可能，分别如图2A和图3A所示，在图2A中，磁头21由区域A3跨入区域A2；在图3A中，磁头21由区域A4跨入区域A1。然后，进一步检测霍尔元件H2，当检测到霍尔元件H2输出高电平时，结合图2B所示的t1时刻，则说明此时磁头21也在霍尔元件H2的磁感应区域内，对应于图2A所示的位置，即该磁头21是从区域A3跨入区域A2的，进而可判断此时指针20的转动方向为逆时针。相反地，若在检测到霍尔元件H1由低电平跳为高电平时，同时检测到霍尔元件H2为低电平，如图3B所示的t2时刻，则说明此时磁头21没有在霍尔元件H2的磁感应区域内，对应于图3A所示的位置，即该磁头21是从区域A4跨入区域A1的，进而可判断此时指针的转动方向为顺时针。因此，通过上述交替检测霍尔元件H1、H2可判断出指针转动的方向，而且可防止磁头在两个霍尔元件的磁感应区域的边界处时出现的抖动所引起的误差。
应当说明的是，以上实施例仅是以磁头位于霍尔元件的磁感应区域内时输出高电平，离开霍尔元件的磁感应区域内时输出低电平为例来进行说明的，应当理解，对于另一种属性的霍尔元件，磁头位于霍尔元件的磁感应区域内时输出低电平，离开霍尔元件的磁感应区域内时输出高电平，这也在本发明的保护范围内。还应当说明的是，以上实施例是以霍尔元件H1在第二圆周内的磁感应区域的边界线L11通过第二圆周的圆心o，霍尔元件H2在第二圆周内的磁感应区域的边界线L21通过第二圆周的圆心o为例来进行说明的，但本领域技术人员应能理解，霍尔元件在第二圆周内的磁感应区域的边界线不通过第二圆周的圆心也在本发明的保护范围内。
在一个具体实施例中，两个霍尔元件H1、H2在第二圆周内的磁感应区域的边界线所成的夹角的范围为30°～150°。该夹角优选为90°。
在另一个优选实施例中，为防止干扰，可分别在两个霍尔元件H1、H2上方分别设置屏蔽罩。
应当说明的是，上述水表实施例中的计量装置还可用于热量表等装置。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (9)
1.一种计量装置，用于计量指针的转数，其中，指针上设置有磁头，其特征在于，所述计量装置包括控制元件及两个霍尔元件，所述两个霍尔元件分别设置在指针转动所形成的第一圆周的外围，每个霍尔元件的磁感应区域均仅覆盖指针上的磁头转动所形成的第二圆周的一部分，且所述两个霍尔元件的磁感应区域覆盖所述第二圆周的部分有且不完全重叠，在指针转动时，所述控制元件交替检测两个霍尔元件输出的有效脉冲，并将其中一个霍尔元件输出的有效脉冲作为计量信号，当检测到所述其中一个霍尔元件输出计量信号时，检测另一个霍尔元件，并根据所述另一个霍尔元件输出的高低电平判断指针的转动方向。
2.根据权利要求1所述的计量装置，其特征在于，所述两个霍尔元件在所述第二圆周内的磁感应区域的边界线所成的夹角的范围为30°～150°。
3.根据权利要求2所述的计量装置，其特征在于，所述夹角为90°。
4.根据权利要求1所述的计量装置，其特征在于，至少一个霍尔元件在所述第二圆周内的磁感应区域的边界线通过所述第二圆周的圆心。
5.一种水表，包括指针和用于计量指针转数的计量装置，其中，指针上设置有磁头，其特征在于，所述计量装置包括控制元件及两个霍尔元件，所述两个霍尔元件分别设置在指针转动所形成的第一圆周的外围，每个霍尔元件的磁感应区域均仅覆盖指针上的磁头转动所形成的第二圆周的一部分，且所述两个霍尔元件的磁感应区域覆盖所述第二圆周的部分有且不完全重叠，在指针转动时，所述控制元件交替检测两个霍尔元件输出的有效脉冲，并将其中一个霍尔元件输出的有效脉冲作为计量信号，当检测到所述其中一个霍尔元件输出计量信号时，检测另一个霍尔元件，并根据所述另一个霍尔元件输出的高低电平判断指针的转动方向。
6.根据权利要求5所述的水表，其特征在于，所述两个霍尔元件在所述第二圆周内的磁感应区域的边界线所成的夹角的范围为30°～150°。
7.根据权利要求6所述的水表，其特征在于，所述夹角为90°。
8.根据权利要求5所述的水表，其特征在于，至少一个霍尔元件在所述第二圆周内的磁感应区域的边界线通过所述第二圆周的圆心。
9.根据权利要求5所述的水表，其特征在于，所述两个霍尔元件上方分别设置有屏蔽罩。
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