CN106768138A - 一种流量测量仪表采样装置及其采样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流量测量仪表采样装置，包括计量码盘、控制装置、第一信号发生器及第二信号发生器，所述控制装置包括主控单元、第一信号接收单元与第二信号接收单元，其特征在于：所述第一信号接收单元用于接收第一信号发生器发出的信号，并传输到主控单元；所述主控单元用于判断第一信号是否存在干扰，若是，则启动第二信号发生器检测计量码盘的位置状态，否则，根据接收的第一信号确定当前计量码盘的位置状态，并存储当前的位置状态。另外，本发明还公开了一种流量测量仪表采样方法。采用本发明，提高了流量测量检测仪表的采样装置的采样可靠性，避免了采样的中断。

Description

一种流量测量仪表采样装置及其采样方法

技术领域

本发明涉及流量测量仪表技术领域,特别涉及一种流量测量仪表采样装置及其采样方法。

背景技术

目前, 在流量测量仪表（如燃气表）采样技术领域中，通常采用单一的信号采样计量方式，比如，现有技术中有采用霍尔传感器采集磁信号用以采样技术流体的流量，具有功耗低的特点。但是，单一一种采样方式在收到干扰信号时会导致采样信号采样不准确，进而影响采样精度，甚至造成漏采或中断，导致流量计量不准确，同时单一采样方式不能实现采样信号的校准，可靠性低。

发明内容

本发明的目的是提供一种流量测量仪表采样装置及其采样方法，避免了采样的中断，提高了采样精度。

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种流量测量仪表采样装置，该装置包括：计量码盘、控制装置、第一信号发生器及第二信号发生器，所述控制装置包括主控单元、第一信号接收单元与第二信号接收单元，其特征在于：所述第一信号接收单元用于接收第一信号发生器发出的信号，并传输到主控单元；所述主控单元用于判断第一信号是否存在干扰，若是，则启动第二信号发生器检测计量码盘的位置状态，否则，根据接收的第一信号确定当前计量码盘的位置状态，并存储当前的位置状态。

另外，第一信号发生器为磁信号发生器，所述第二信号发生器为光信号发生器，所述磁信号发生器设置于所述计量码盘上，所述光信号发生器设置于控制装置上。

另外，所述第一信号接收单元为磁敏元件，所述第二信号接收单元为光敏元件，多个所述磁敏元件分布在同一圆周上，多个所述光敏元件分布在同一圆周。

另外，所述磁信号发生器为磁钢，所述磁敏元件为霍尔传感器，所述光信号发生器为红外光发射器，所述光敏元件为红外光接收器。

另外，多个所述磁敏元件与光敏元件分布在同一圆周上。

相应的，发明还提供一种流量测量仪表采样方法，该方法包括：

第一信号接收器接收来自第一信号发生器的第一信号并将所述第一信号传输至主控单元；

所述主控单元根据第一信号确定当前的计量码盘的位置状态；

当所述主控单元根据接收第一信号判断第一信号存在干扰时,控制第二信号发生器发出第二信号；

所述第二信号接收器将所述第二信号传输到主控单元，所述主控单元根据第二信号确定当前计量码盘的位置状态。

另外，所述第一信号接收单元为磁敏元件，所述第二信号接收单元为光敏元件，该控制方法还包括：

在磁敏元件检测计量码盘的位置状态时，周期性的启动光敏元件进行工作；

判断根据光敏元件的信号确定的计量码盘的位置状态与根据磁敏元件确定的计量码盘的位置状态是否一致，若是，则判定当前磁敏元件没有收到干扰，否则，判定当前磁敏元件收到干扰，同时启动光敏元件检测计量码盘的位置。

另外，还包括：所述主控单元在判定第一信号存在干扰时，发送报警信号。

另外，还包括：根据多个磁敏元件接收到第一信号的顺序确定计量码盘的旋转方向，并根据所述确定的计量码盘的旋转方向确定流体流向。

另外，还包括：所述主控单元根据多个磁敏元件接收到第一信号的顺序判断是否有漏采的数据，若是，并自动添加遗漏的数据进行采样。

本发明的流量测量检测仪表的采样装置设置两种采样方式，第一种采用方式采用第一信号发生器进行采样，第二种采样方式采用第二信号发生器进行采样；工作时，主控单元首先控制采样装置以第一种采样方式进行采样，并在判断第一种采样方式受到干扰时启动第二种采样方式进行采样，从而避免了因第一种采样方式受到干扰而影响连续的采样，提高了流量测量检测仪表的采样装置的采样可靠性，避免了采样的中断。

附图说明

图1是本发明一种流量检测仪表的采样方法的第一种实施例的流程示意图；

图2是本发明一种流量检测仪表的采样方法的第二种实施例的流程示意图；

图3时本发明一种流量检测仪表的采样方法的第三种实施例的流程示意图；

图4是本发明的流量测量仪表采样装置的一种实施例的示意图；

图5是本发明的流量测量仪表采样装置的光敏元件和磁敏元件的分布示意图；

图6是本发明的流量检测仪表采样装置的主控单元的第一种实施例的示意图；

图7是本发明的流量检测仪表采样装置的主控单元的第二种实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

参考图1，该图是本发明一种流量检测仪表的采样方法的第一种实施例的流程示意图，包括如下步骤：

步骤s1，第一信号接收器接收来自第一信号发生器的第一信号并将所述第一信号传输至主控单元；

步骤s2，主控单元根据第一信号确定当前的计量码盘的位置状态；

步骤s3，当主控单元根据接收第一信号判断第一信号存在干扰时,控制第二信号发生器发出第二信号；

步骤s4，第二信号接收器将所述第二信号传输到主控单元；

步骤s5，主控单元根据第二信号确定当前计量码盘的位置状态。

本技术方案的流量测量检测仪表的采样装置设置了两种采样方式分别为第一采样方式和第二采样方式，第一种采样方式采用第一信号发生器进行采样，第二种采样方式采用第二信号发生器进行采样；主控单元先控制第一种采样方式进行工作，并在第一种采样方式发生干扰时,启动第二种采样方式，从而避免了因第一种采样方式受到干扰而影响连续采样，提高了流量测量检测仪表的采样桩的采样可靠性，避免了采样的中断。

具体实现时，本实施例中的第一种采样方式可以为磁敏采样方式，第二种采样方式可以为光敏采样方式，相应的第一信号发生器为磁敏发生器，第二信号发生器为光敏发生器；第一信号接收单元为磁敏元件，第二信号接收单元为光敏元件。下面以第一采样方式采用磁敏采样方式，第二采样方式采用光敏采样方式为例对本发明的流量测量仪表的采样装置的控制装置控制采样的方法进行说明，参考图2所示，该方法包括：

步骤s11, 磁敏元件接收来自磁敏信号发生器的磁敏信号；

步骤s12,磁敏元件将接收的磁敏信号发送至主控单元；

步骤s13，主控单元根据所述接收的所有磁敏信号，判断磁敏元件是否受到干扰，若是，则执行步骤s14，否则，执行步骤s17；

步骤s14，主控单元控制光敏信号发生器发送光敏信号；

步骤s15，光敏元件接收来自光敏信号发生器的光敏信号，并将接收的光敏信号发送至主控单元；

步骤s16，主控单元根据来自光敏元件的光敏信号确定计量码盘的位置状态；

步骤s17，根据接收的磁敏信号确定当前计量码盘的位置状态，并存储当前的位置状态。

本实施例中的采样控制方法，首先启动低功耗的磁敏信号发生器进行工作，并在磁敏发生器受到干扰时，启动光敏信号发生器进行采样；避免了因磁敏发生器受到磁攻击不能正常工作而中断采样；另外，由于磁敏采样方式比光敏采样方式的功耗低，因此与只采用光敏进行采样的流量测量仪表相比，降低了功耗。

参考图3，该图是本发明一种流量测量仪表的采样方法的第三种实施例的流程示意图，与第二实施例不同的是本实施例在磁敏采样方式元件正常工作时，周期性的启动光敏采样方式对磁敏采样方式进行检测，本实施例还包括如下步骤：

步骤s21，光敏信号发生器产生光敏信号；

步骤s22，光敏元件接收来自光敏信号发生器的光敏信号，并将所述光敏信号发送至主控单元；

步骤s23，主控单元判断根据光敏信号确定的计量码盘的位置状态与根据磁敏信号确定的计量码盘的位置状态是否一致，若是，则执行步骤s24，否则，执行步骤s25；

步骤s24，判定当前磁敏信号没有受到干扰；

步骤s25，判定当前磁敏信号受到干扰，同时启动光敏发生器进行工作，以光敏方式检测计量码盘的位置。

本实施例应用于磁敏信号正常（即没有受到干扰）时，周期性的启动光敏发生器进行工作，具体实现时，可以先判断是否到达预设的时间间隔，并在判断为是时，启动光敏发生器进行工作。以便于对磁敏信号的进行监控，这样主控单元就可以根据收到的光敏信号还判断磁敏信号是否受到干扰，避免了采样的间断，保证了流量测量仪表采样的可靠性。

另外，在步骤S25之后还可以包括步骤S26;

步骤S26，主控单元发送报警信号；具体实现时，工作人员可以根据报警信号及时进行维修，排出磁敏信号的干扰源，然后使磁敏采样方式尽快重新投入使用，有助于降低流量测量仪表的能耗。

下面对本发明的另一方面进行说明。

参考图4该图是本发明流量测量仪表采样装置的一种实施例的示意图，该流量测量仪表采样装置包括：计量码盘1、控制装置2以及第一信号发生器14和第二信号发生器23；其中，控制装置2包括主控单元（图中不可见）、第一信号接收单元22和第二信号接收单元21；其中，第一信号接收单元用于接收第一信号发生器发出的第一信号，并传输到主控单元；所述主控单元用于判断第一信号是否存在干扰，若是，则启动第二信号发生器检测计量码盘的位置状态，否则，根据接收的第一信号确定当前计量码盘的位置状态，并存储当前的位置状态。

计量码盘1，包括码盘11和码盘轴12以及码盘扣13，码盘11沿着码盘轴进行转动。码盘11为圆盘状，圆环端面可以设置有第一反光区和第二反光区，第一反光区和第二反光区对半设置于码盘圆环面。其中，第一反光区设置有第一反光板111，第二反光区设置有第二反光板112,第一反光板111和第二反光板112通过码盘扣13进行卡扣连接。第一反光区设置有第一反光片，第二反光区设置有第二反光片，第一反光片和第二反光片进行卡接（码盘扣13）。

需要说明，该反射区和吸收区统称为反射区利用黑色反射介质和白色反射介质对称分布于计量码盘上，根据黑白反射介质对光信号的反射率的不同，其中黑色反射介质会吸收一部分光，白色反射介质对光的反射要强一些，因此黑反射介质的区域称为吸收区，白色发射介质的区域成为反射区。

控制装置2，包括印刷电路板24，以及安装在印刷电路板24上的第一信号接收单元22、第二信号接收单元21以及主控单元（图中未示出），其中第一信号接收单元22和第二信号接收单元21均与主控单元连接，主控单元对第一信号接收单元和第二信号接收单元进行控制。多个第一信号接收单元22安装在印刷电路板24上呈圆周均匀分布；第二信号接收单元21所在圆与第一信号接收单元22所在圆的半径相同或不相同；第二信号接收单元21与第一信号接收单元22在计量码盘的投影呈交替圆周分布。

第一信号接收单元22，可以为磁敏元件，例如霍尔传感器和磁阻传感器等磁敏元件；该磁敏元件（第一信号接收单元）的数量可以为3个，当为3个时，磁敏元件之间进行圆周分布，相互之间呈120度角，而且每个磁敏元件的中心位置对准计量码盘圆环中心位置。相应的，第一信号发生器14可以为磁钢，该磁钢的数量可以为一个，该磁钢可设置于计量码盘上，在计量码盘工作时，磁钢14随计量码盘一起进行旋转产生磁场。磁钢与反光片和吸光片进行卡扣连接，具体的连接部件也是码盘扣，因此不需要另外的部件进行连接，简化了结构。

第二信号发生器23，可以光敏发生器，该光敏发生器可为红外线发射管；相应的，第二信号接收单元也可以光敏元件，该光敏元件可为红外线接收管；该红外线发射管可以设置于计量码盘上，该红外线接收管可以设置于控制装置所在的印刷电路板上。另外，该红外线发射管和红外线接收管也可以是分体式的也可以一体式结构，均设置在控制装置所在的印刷电路板上，具体实现时，计量码盘上设置有发射介质，红外线发射管发射的红外光经计量码盘的反射介质的反射，被红外线接收管接收。该第二信号接收单元和第二信号发生器的数量可为3对，进行圆周均匀分布，相互之间的夹角呈120度，每个元件的中心位置对准计量码盘圆环的中心位置。

具体实现时，系统预先启动磁敏采样方式（即第一种采样方式），因为磁敏采样方式，具有能耗低，准确度高的优点，当外界磁干扰时，具体的检测方式为：当有两颗及以上磁敏元件同时感受到磁信号时，系统判为有外界磁干扰，此时系统自动切换为光敏采样方式（第二中采样方式），避免了采样装置因外界磁性信号干扰而不能正常工作，既可以实现采样装置的正常工作，又可以满足采样的需要。

本技术方案在工作过程中，在外界没有磁性干扰时，系统自动选用磁敏采样（第一种采样方式），在此过程中，光敏采样方式（第二中采样方式）会定期采样计量，将采样信号与磁敏采样信号进行比对，以用于对磁敏检测方式的校准。可以定期排查磁信号是否受到干扰，保证磁敏采样方式的精度及可靠性。

本技术方案，在一种采样方式失效时，另外一种采样方式替补工作，同时还会报警提示，方便工作人员的检修与及时更换。

本方案结合两种采样方式，解决了现有技术中，外界200mT的外界磁干扰的情况，以及电磁能耗标准时间要求，根据实际情况优选一种计量方式开启，进行工作，实现了计量精度高、抗干扰能力强、耗低的优点，且可以实现两种计量方式的相互校准，保证了计量准确度，同时一种计量方式受到干扰时，采用另外一种计量方式，不影响装置的正常工作，提升工作效率。

本发明实施例，采用光敏、磁敏两种采用方式，这两种采样计量方式，可以实现优势上的互补，比如光敏方式具有不受外界磁性干扰的优点，同时，磁敏具有可实现低能耗的优点，同时两者还具有相互校准，实现采样准确性自核查的优点。

另外，本发明实施例的控制方法还可以判断流量的方向，从而可以及时发现流量反向，及时记性纠正。具体实现时，根据接收的多个磁敏信号的顺序确定计量码盘的旋转方向，并根据所述确定的计量码盘的旋转方向确定流量流向；例如，当磁敏元件为3个，光敏元件为3个时；在流量采样过程中，计量码盘按顺序旋转，计量码盘上的磁钢依次经过3个磁敏元件，所以可以根据3个磁敏元件收到信号的顺序来判断采样盘的旋转方向，进而判断流量流向。预先可根据流量仪表的不同设定正向流的信号顺序（如1(2(3(1(2(3），仪表运行中程序将记录最近几次磁敏元件接收信号的顺序，若信号顺序与预先设定的顺序相反(如3(2(1(3(2(1)，则可判定流量反向。

此外，本发明实施例的控制方法还可以在磁敏采样中有任意一器件偶发性出现漏采或失效的情况下，系统可以将漏采的数据补上。具体实现时，根据多个磁敏信号的接收顺序判断是否有漏采的数据，并在判断为是后，判断有磁敏信号受到干扰，并自动添加遗漏的数据的和启动光敏元件进行采样；例如。当磁敏元件为3个，光敏元件也为3个时，正常采样到的信号顺序为1(2(3(1(2(3(1(2(3（计9个数），若3号磁敏元件失效，则实际采样到的信号顺序将是1(2(1(2(1(2，此时程序可判定为3号磁敏元件异常，将自动补上3号磁敏元件漏采的数据（最终总共也计9个数），然后切换到光敏采样并发出警告，以保证仪表的计量准确。

下面对本发明的采样发生装置的控制器进行说明。

参考图5是本发明的流量测量仪表采样装置的主控单元一种实施例的示意图，该主控单元包括：接收单元51和第一判断处理单元52，其中接收单元51用于接收磁敏元件发送的磁敏信号；第一判断处理单元52用于根据所述接收的磁敏信号，判断磁敏信号是否受到干扰，若是，则启动光敏元件检测计量码盘的位置状态，否则，根据接收的磁敏信号确定当前计量码盘的位置状态，并存储当前的位置状态。

具体实现时，首先由接收单元51接收磁敏元件发送的磁敏信号；然后由第一判断处理单元52根据所述接收的信号，判断磁敏信号是否受到干扰，若是，则启动光敏元件检测计量码盘的位置状态，否则，根据接收的磁敏信号确定当前燃气表计量码盘的位置状态，并存储当前的位置状态。

另外，在计量码盘开始工作时，主控单元首先会启动磁敏元件进行采样。

参考图6，该图是本发明一种流量测量仪表采样装置的主控单元第二种实施例的示意图，该主控单元的第二实施例与第一实施例的区别在于，本实施例中还包括：周期性监控单元61和第二判断处理单元62。其中，周期性监控单元61用于在磁敏元件检测计量码盘的位置状态时，周期性的启动光敏元件进行工作；第二判断处理单元62用于判断根据光敏元件的信号确定的计量码盘的位置状态与根据磁敏元件确定的计量码盘的位置状态是否一致，若是，则判定当前光敏信号没有受到干扰，否则，判定当前光敏信号受到干扰，同时启动光敏元件检测计量码盘的位置。

具体实现时，首先由周期性监控单元61在磁敏元件检测计量码盘的位置状态时，周期性的启动光敏元件进行工作；然后，由第二判断处理单元62判断根据光敏元件的光敏信号确定的计量码盘的位置状态与根据磁敏元件确定的计量码盘的位置状态是否一致，若是，则判定当前磁敏信号没有受到干扰，否则，判定当前磁敏信号受到干扰，同时启动光敏元件检测计量码盘的位置。

另外，主控单元还包括可以包括报警模块，该报警模块用于在判定第一信号存在干扰时，发送报警信号。另外，报警模块还可以包括外部灯风鸣器的外设部件。

此外，本实施例的主控单元还可以根据多个磁敏元件接收的第一信号的顺序确定计量码盘的旋转方向，并根据确定的计量码盘的旋转方向确定流体流向；也可以根据多个磁敏元件接收到的磁敏信号的顺序判断是否有漏采的数据，并在判断为是时，自动添加一楼的数据进行采样。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种流量测量仪表采样装置，包括计量码盘、控制装置、第一信号发生器及第二信号发生器，所述控制装置包括主控单元、第一信号接收单元与第二信号接收单元，其特征在于：所述第一信号接收单元用于接收第一信号发生器发出的信号，并传输到主控单元；所述主控单元用于判断第一信号是否存在干扰，若是，则启动第二信号发生器检测计量码盘的位置状态，否则，根据接收的第一信号确定当前计量码盘的位置状态，并存储当前的位置状态。

2.根据权利要求1所述的流量测量仪表采样装置，其特征在于：第一信号发生器为磁信号发生器，所述第二信号发生器为光信号发生器，所述磁信号发生器设置于所述计量码盘上，所述光信号发生器设置于控制装置上。

3.根据权利要求2所述的流量测量仪表采样装置，其特征在于：所述第一信号接收单元为磁敏元件，所述第二信号接收单元为光敏元件，多个所述磁敏元件分布在同一圆周上，多个所述光敏元件分布在同一圆周。

4.根据权利要求3所述的流量测量仪表采样装置，其特征在于：所述磁信号发生器为磁钢，所述磁敏元件为霍尔传感器，所述光信号发生器为红外光发射器，所述光敏元件为红外光接收器。

5.根据权利要求3或4所述的流量测量仪表采样装置，其特征在于：多个所述磁敏元件与光敏元件分布在同一圆周上。

6.一种流量测量仪表采样方法，其特征在于，所述采样方法应用于权利要求1-5中任一项所述的流量测量仪表采样装置，该方法包括：

第一信号接收器接收来自第一信号发生器的第一信号并将所述第一信号传输至主控单元；

所述主控单元根据第一信号确定当前的计量码盘的位置状态；

当所述主控单元根据接收第一信号判断第一信号存在干扰时,控制第二信号发生器发出第二信号；

所述第二信号接收器将所述第二信号传输到主控单元，所述主控单元根据第二信号确定当前计量码盘的位置状态。

7.根据权利要求6所述的流量测量仪表的采样方法，其特征在于，所述第一信号接收单元为磁敏元件，所述第二信号接收单元为光敏元件，该控制方法还包括：

在磁敏元件检测计量码盘的位置状态时，周期性的启动光敏元件进行工作；

判断根据光敏元件的信号确定的计量码盘的位置状态与根据磁敏元件确定的计量码盘的位置状态是否一致，若是，则判定当前磁敏元件没有收到干扰，否则，判定当前磁敏元件收到干扰，同时启动光敏元件检测计量码盘的位置。

8.根据权利要求6所述的流量测量仪表的采样方法，其特征在于，还包括：所述主控单元在判定第一信号存在干扰时，发送报警信号。

9.根据权利要求6所述的流量检测仪表的采样方法, 其特征在于，还包括：根据多个磁敏元件接收到第一信号的顺序确定计量码盘的旋转方向，并根据所述确定的计量码盘的旋转方向确定流体流向。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的流量测量仪表的采样方法，其特征在于，还包括：

所述主控单元根据多个磁敏元件接收到第一信号的顺序判断是否有漏采的数据，若是，并自动添加遗漏的数据进行采样。