CN110375817B - 一种可预测水流量变化的线圈感应式水表 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可预测水流量变化的线圈感应式水表。其预测水流量变化的方法包括以下步骤：读取感应电压差历史数据、统计感应电压差数据变化周期的数量、统计各周期内感应电压差数据变化次数及变化前的采样间隔数量、建立周期长度模型、判断当前感应电压差数据的采样时间间隔数量、将采样时间间隔数量预测为当前周期内数据变化前的采样间隔数量、根据周期长度模型计算预测周期、根据预测周期计算水流预测变化量。本发明的方法及系统解决了现有线圈感应式水表灵敏度低的技术问题。

Description

一种可预测水流量变化的线圈感应式水表

技术领域

本发明属于水表技术领域，特别是涉及一种可预测水流量变化的线圈感应式水表。

背景技术

目前水表计量多是采用干簧管、霍尔元件、韦根传感器，但由于干黄管固有的机械特性、使用寿命及抗振性受到影响，而霍尔元件是电流太大，也存在低或高流速的频率响应问题；韦根传感器存在磁阻大的缺点，极易吸附住叶轮增加始动流量，且价格昂贵。因此现有远传水表采用无线圈感应的原理将机械表齿轮转动或指针的转动转化为电脉冲信号，例如中国专利CN201810125788.7公开了一种无磁远传水表，专利CN100535603C公开了一种感应式角位传感器，如图1所示，其在水表基表的转动轴(A)上设置半圆形钢片(4a)或部分金属化的圆盘(4)，水表本体玻璃上方(与圆盘平行)设置外部电感线圈以及均匀设置在外部电感线圈内的4个电感线圈(2)，通过检测成对电感线圈的电压差计量水流量。

线圈感应式水表的灵敏度是指对水流量变化的敏感程度，在工业用水、生活用水领域，由于水质等外部环境对线圈及电路元器件等精密部件的影响，会降低水表的灵敏度。因此需要一种能够可预测水流量变化的的线圈感应式水表。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有线圈感应式水表灵敏度低的问题，提出一种可预测水流量变化的线圈感应式水表。

本发明采用背景技术中描述的线圈感应式水表，包括本体、安装在表盘内与表盘内的指针同轴转动的非圆金属片和位于非圆金属片正上方的计量模块；所述计量模块包括单片机和与单片机电连接的用于脉冲信号收发的电感线圈以及用于检测感应电压差的电路；所述电感线圈包括用于脉冲信号发射的初级线圈和用于脉冲信号接收的多对次级线圈；单片机根据每个采样时刻每对次级线圈的感应电压差数据计算水流量。本发明在上述单片机中加入预测水流量变化的程序。

本发明的线圈感应式水表可预测水流量变化的计量方法，包括以下步骤：

读取事先设置的时间段T内采集的次级线圈对的感应电压差数据，其中数据采样时间间隔事先设置，记为T₀；所述事先设置的数据采样时间间隔T₀小于非圆金属片的转动半圈所用的时间；

统计时间段T内感应电压差数据变化周期的数量，用m表示，对周期进行编号，记为i，1≤i≤m；

统计各周期内感应电压差数据发生变化的次数，记为n_i，获取每次感应电压差数据变化前持续的采样时间间隔数量，用变量x_ij表示，其中j是感应电压差数据变化的编号，1≤j≤n_i；

根据各周期内感应电压差数据发生变化的次数n_i、采样时间间隔数量x_ij及采样时间间隔T₀计算周期长度模型，记为p_i；所述周期长度模型

获取当前时刻次级线圈对的感应电压差数据，根据历史采样数据判断当前感应电压差数据持续的采样时间间隔数量，用变量y表示；

将采样时间间隔数量y作为当前周期内所有感应电压差数据变化前持续的采样时间间隔数量，即令采样时间间隔数量x_ij＝y；

根据周期长度模型p_i、采样时间间隔数量y及采样时间间隔T₀计算预测周期，用变量q表示；所述预测周期

获取前一周期的长度及其对应的水流量，分别用p_b和v_b表示；

根据当前预测周期q、前一周期p_b及前一周期对应的水流量v_b计算水流预测变化量，用变量h表示；所述水流预测变化量

本发明的一种线圈感应式水表，包括：

水表本体；

一个或多个处理器；

可读存储介质；以及

一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在可读存储介质中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行上述方法。

本发明的方法具有的优点是：

(1)通过感应电压差历史数据建立周期长度模型，可以快速有效地对后续周期长度进行预测。

(2)通过预测周期的变化来预测水流量的变化，可以有效提高水表对水流量变化的反应灵敏度。

附图说明

图1是背景技术中线圈感应式水表结构图；

图2是本发明实施例的线圈感应式水表可预测水流量变化的计量方法流程图。

具体实施方式

下面对本发明优选实施例作详细说明。

本发明采用背景技术中描述的线圈感应式水表，包括本体、安装在表盘内与表盘内的指针同轴转动的非圆金属片和位于非圆金属片正上方的计量模块；所述计量模块包括单片机和与单片机电连接的用于脉冲信号收发的电感线圈以及用于检测感应电压差的电路；所述电感线圈包括用于脉冲信号发射的初级线圈和用于脉冲信号接收的多对次级线圈；单片机根据每个采样时刻每对次级线圈的感应电压差数据计算水流量。本发明在上述单片机中加入预测水流量变化的程序。本实施例中，次级线圈对的数量与提可预测水流量变化的的方法不相关，从各次级线圈对中任选一对进行数据计算。

本实施例的线圈感应式水表可预测水流量变化的计量方法，包括以下步骤：

S01、读取事先设置的时间段T内采集的次级线圈对的感应电压差数据，其中数据采样时间间隔事先设置，记为T₀；所述事先设置的数据采样时间间隔T₀小于非圆金属片的转动半圈所用的时间；本实施例中，事先设置的采样时间间隔T₀＝0.1秒，时间段T为10秒。

S02、统计时间段T内感应电压差数据变化周期的数量，用m表示，对周期进行编号，记为i，1≤i≤m；本实施例中，统计最近10秒内感应电压差数据变化周期的数量m＝10，对周期进行编号，记为i，1≤i≤10。

S03、统计各周期内感应电压差数据发生变化的次数，记为n_i，获取每次感应电压差数据变化前持续的采样时间间隔数量，用变量x_ij表示，其中j是感应电压差数据变化的编号，1≤j≤n_i；本实施例中，统计各周期内感应电压差数据发生变化的次数分别为n₁＝8，n₂＝7，n₃＝8，n₄＝8，n₅＝9，n₆＝8，n₇＝8，n₈＝8，n₉＝8，n₁₀＝6；获取每次感应电压差数据变化前持续的采样时间间隔数量分别为x_1j＝1(1≤j≤8)，x_2j＝2(1≤j≤7)，x_3j＝1(1≤j≤8)，x_4j＝2(1≤j≤8)，x_5j＝1(1≤j≤9)，x_6j＝3(1≤j≤8)，x_7j＝1(1≤j≤8)，x_8j＝2(1≤j≤8)，x_9j＝4(1≤j≤8)，x_10j＝1(1≤j≤6)。

S04、根据各周期内感应电压差数据发生变化的次数n_i、采样时间间隔数量x_ij及采样时间间隔T₀计算周期长度模型，记为p_i；所述周期长度模型

本实施例中，周期长度模型

由于同一周期内每次感应电压差数据变化前持续的采样时间间隔数量都相同，所以周期长度模型

S05、获取当前时刻次级线圈对的感应电压差数据，根据历史采样数据判断当前感应电压差数据持续的采样时间间隔数量，用变量y表示；本实施例中，根据历史采样数据判断当前感应电压差数据持续的采样时间间隔数量y＝2。

S06、将采样时间间隔数量y作为当前周期内所有感应电压差数据变化前持续的采样时间间隔数量，即令采样时间间隔数量x_ij＝y；本实施例中，将采样时间间隔数量y作为当前周期内所有感应电压差数据变化前持续的采样时间间隔数量，即

S07、根据周期长度模型p_i、采样时间间隔数量y及采样时间间隔T₀计算预测周期，用变量q表示；所述预测周期

本实施例中，计算预测周期

S08、获取前一周期的长度及其对应的水流量，分别用p_b和v_b表示；本实施例中，获取前一周期的长度及其对应的水流量，分别为p_b＝0.8秒，v_b＝1立方分米/秒。

S09、根据当前预测周期q、前一周期p_b及前一周期对应的水流量v_b计算水流预测变化量，用变量h表示；所述水流预测变化量

本实施例中，计算水流预测变化量

立方分米/秒(其中，h为正值，表示水流量的增加值，h为负值，表示水流量的减小值)。

本发明实施例的一种线圈感应式水表，包括：

水表本体；

一个或多个处理器；

可读存储介质；以及

一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在可读存储介质中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行实施例一所述的方法。

当然，本技术领域中的普通技术用户应当认识到，以上实施例仅是用来说明本发明的，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的范围内，对以上实施例的变化、变型都将落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种线圈感应式水表预测水流量变化方法，其特征在于包括以下步骤：

读取事先设置的时间段T内采集的次级线圈对的感应电压差数据，其中数据采样时间间隔事先设置，记为T₀；所述事先设置的采样时间间隔T₀小于非圆金属片的转动半圈所用的时间；

统计时间段T内感应电压差数据变化周期的数量，用m表示，对周期进行编号，记为i，1≤i≤m；

统计各周期内感应电压差数据发生变化的次数，记为n_i，获取每次感应电压差数据变化前持续的采样时间间隔数量，用变量x_ij表示，其中j是感应电压差数据变化的编号，1≤j≤n_i；

根据各周期内感应电压差数据发生变化的次数n_i、采样时间间隔数量x_ij及采样时间间隔T₀计算周期长度模型，记为p_i；所述周期长度模型

获取当前时刻次级线圈对的感应电压差数据，根据历史采样数据判断当前感应电压差数据持续的采样时间间隔数量，用变量y表示；

将采样时间间隔数量y作为当前周期内所有感应电压差数据变化前持续的采样时间间隔数量，即令采样时间间隔数量x_ij＝y；

根据周期长度模型p_i、采样时间间隔数量y及采样时间间隔T₀计算预测周期，用变量q表示；所述预测周期

获取前一周期的长度及其对应的水流量，分别用p_b和v_b表示；

根据当前预测周期q、前一周期p_b及前一周期对应的水流量v_b计算水流预测变化量，用变量h表示；所述水流预测变化量

2.线圈感应式水表，包括：

水表本体；

一个或多个处理器；

可读存储介质；以及

一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在可读存储介质中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行如权利要求1所述的方法。

Images