CN111089624A - 一种实现双向计量的仪表及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及仪表计量领域，尤其涉及一种实现双向计量的仪表及方法，该仪表包括：基表及设置在基表上的控制板，基表内设有信号发射组件，控制板上设有传感器组件，传感器组件电连接控制模块，传感器组件用于感应信号发射组件发出的信号，传感器组件包括第一传感器组件及第二传感器组件，信号发射组件运动过程中依次靠近所述第一传感器组件及第二传感器组件，第一传感器组件与第二传感器组件存在感应重合区；控制模块根据第一传感器组件及第二传感器组件感应到的感应信号进行处理进而对介质的流量及流向信息作出判断。本发明通过第一传感器组件和第二传感器组件两个传感器组件即可实现对介质流向进行判断，从而实现正反向流量的计量。

Description

一种实现双向计量的仪表及方法
技术领域
本发明涉及仪表计量领域，尤其涉及一种实现双向计量的仪表及方法。
背景技术
水表属于低功耗产品领域，而且民用级水表对成本比较敏感。同时，民用级水表目前最常用为机械式水表，水表本身不具备防逆功能。在不带正反向计量的水表中，主要通过安装止回阀防止水的逆流，但是止回阀的压损较大，对供水的影响较大，而且需要额外增加配件成本。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种实现双向计量的仪表及方法。
一种实现双向计量的仪表，包括：基表及设置在基表上的控制板，所述基表内设有信号发射组件，所述控制板上设有传感器组件，所述传感器组件电连接控制模块，所述传感器组件用于感应信号发射组件发出的信号，所述传感器组件包括第一传感器组件及第二传感器组件，所述信号发射组件运动过程中依次靠近所述第一传感器组件及第二传感器组件，所述第一传感器组件与第二传感器组件存在感应重合区；所述控制模块根据第一传感器组件及第二传感器组件感应到的感应信号进行处理进而对介质的流量及流向信息作出判断。
优选的，所述第一传感器组件包括：电阻R1、电容C1以及用于感应信号发射组件发出的感应信号的第一传感器U1，所述第二传感器组件包括：电阻R2、电容C2以及用于感应信号发射组件发出的感应信号的第二传感器U2。
优选的，所述第一传感器U1的一端连接电源端，输出端连接电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端连接电容C1的另一端以及脉冲信号输出端，所述电容C1的另一端连接公共地GND，所述第一传感器U2的一端连接电源端，输出端连接电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端连接电容C2的另一端以及脉冲信号输出端，所述电容C2的另一端连接公共地GND。
优选的，所述控制模块根据第一传感器组件及第二传感器组件感应到的感应信号进行处理进而对介质的流向信息作出判断包括：
所述信号发射组件运动一周期，所述第一传感器组件会输出第一信号，所述第一传感器组件会输出第二信号；
所述第一信号包括第一触发信号及第一闭合信号；
所述第二信号包括第二触发信号及第二闭合信号；
所述第一触发信号及第二触发信号时序上存在重合区，该重合区的信号为重合信号；
所述控制模块根据接受到的第一信号及第二信号及重合信号的顺序，判断介质为正向流动还是反向流动。
优选的，当控制模块顺序接收到第一触发信号、重合信号、第二触发信号时，判断介质为正向流动；
当控制模块顺序接收到第二触发信号、重合信号、第一触发信号时，判断介质为反向流动。
优选的，还包括：与控制模块连接的存储模块，用于存储控制模块的计量数据。
优选的，还包括：与控制模块连接的按键模块，用于感应外部信号，并根据外部信号触发对应的控制指令。
优选的，还包括：与第一传感器组件、第二传感器组件、控制单元、存储模块、按键模块、本地通信模块、远程通信模块连接的供电模块，用于对第一传感器组件、第二传感器组件、控制单元、存储模块、按键模块、本地通信模块、远程通信模块进行供电。
一种实现双向计量的方法，包括：
通过传感器组件感应信号发射组件发出的信号，所述传感器组件包括第一传感器组件及第二传感器组件，所述信号发射组件运动过程中依次靠近所述第一传感器组件及第二传感器组件，所述第一传感器组件与第二传感器组件存在感应重合区；
根据第一传感器组件及第二传感器组件感应到的感应信号进行处理进而对介质的流量及流向信息作出判断。
优选的，所述根据第一传感器组件及第二传感器组件感应到的感应信号进行处理进而对介质的流向信息作出判断包括：
所述信号发射组件运动一周期，所述第一传感器组件会输出第一信号，所述第一传感器组件会输出第二信号；
所述第一信号包括第一触发信号及第一闭合信号；
所述第二信号包括第二触发信号及第二闭合信号；
所述第一触发信号及第二触发信号时序上存在重合区，该重合区的信号为重合信号；
所述控制模块根据接受到的第一信号及第二信号及重合信号的顺序，判断介质为正向流动还是反向流动。
本发明具备以下有益效果：
1.通过传感器组件感应信号发射组件发出的信号，信号发射组件运动过程中依次靠近所述第一传感器组件及第二传感器组件，第一传感器组件与第二传感器组件存在感应重合区，根据第一传感器组件及第二传感器组件感应到的感应信号进行处理进而对介质的流量及流向信息作出判断，通过第一传感器组件和第二传感器组件两个传感器组件即可实现对介质流向进行判断，从而实现正反向流量的计量；
2.第一传感器组件输出第一信号，第一传感器组件输出第二信号，第一信号及第二信号时序上存在重合区，该重合区的信号为重合信号，控制模块根据接受到的第一信号及第二信号及重合信号的顺序，判断介质为正向流动还是反向流动；
3.通过存储模块存储控制模块的计量数据，避免了数据的丢失；
4.通过按键模块感应外部信号，并根据外部信号触发对应的控制指令。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明一实施例一种实现双向计量的仪表的模块连接示意图；
图2是本发明一实施例一种实现双向计量的仪表的结构示意图；
图3是本发明一实施例一种实现双向计量的仪表中第一传感器组件和第二传感器组件的电路图；
图4是本发明一实施例一种实现双向计量的仪表中当介质正向流经仪表时，第一传感器组件和第二传感器组件发出的脉冲信号图；
图5是本发明一实施例一种实现双向计量的仪表中当介质反向流经仪表时，第一传感器组件和第二传感器组件发出的脉冲信号图；
图6是本发明另一实施例一种实现双向计量的仪表的模块连接示意图；
图7是本发明一实施例一种实现双向计量的方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
本发明实施例一的基本思想是通过第一传感器组件和第二传感器组件感应信号发射组件在运动过程中发出的感应信号，所述第一传感器组件与第二传感器组件存在感应重合区；根据第一传感器组件及第二传感器组件感应到的感应信号进行处理进而对介质的流量及流向信息作出判断。
可以理解的是，本方案中提及的介质可以是水、天然气、油等，其对应的仪表可以是水表、燃气表、油表等。
基于上述构想，本发明实施例一提出一种实现双向计量的仪表，如图1～2所示，包括：基表1及设置在基表上的控制板2，所述基表内设有信号发射组件3，所述控制板1上设有传感器组件4，所述传感器组件4电连接控制模块，所述传感器组件4用于感应信号发射组件3发出的信号，所述传感器组件4包括第一传感器组件41及第二传感器组件42，所述信号发射组件3运动过程中依次靠近所述第一传感器组件41及第二传感器组件42，所述第一传感器组件41与第二传感器组件42存在感应重合区；所述控制模块根据第一传感器组件41及第二传感器组件42感应到的感应信号进行处理进而对介质的流量及流向信息作出判断。
信号发射组件设置在基表内，当有介质流经仪表时，信号发射组件会根据介质的流向而围绕码盘进行转动，第一传感器组件和第二传感器组件设置在信号发射组件运行轨迹的上方，当信号发射组件靠近时，能够感应到信号发射组件发出的感应信号。在本实施例中，在设置第一传感器组件和第二传感器组件时需要相对靠近，使得当信号发射组件在某一位置时，第一传感器组件和第二传感器组件均能感应到发出的感应信号。可以理解的是，本实施例中的信号发射组件可以是磁钢，而第一传感器组件和第二传感器组件所采用的是能够磁感应的霍尔组件，需要说明的是，本实施例中的信号发射组件可以是其他信号发射装置，第一传感器组件和第二传感器组件所采用的可以是能够感应对应感应信号的其他传感器。
在一实施例中，如图3所示，第一传感器组件包括：电阻R1、电容C1以及用于感应信号发射组件发出感应信号的第一传感器U1，所述第二传感器组件包括：电阻R2、电容C2以及用于感应信号发射组件发出感应信号的第二传感器U2，所述第一传感器U1的一端连接电源端，输出端连接电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端连接电容C1的另一端以及脉冲信号输出端，所述电容C1的另一端连接公共地GND，所述第一传感器U2的一端连接电源端，输出端连接电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端连接电容C2的另一端以及脉冲信号输出端，所述电容C2的另一端连接公共地GND。
当第一传感器U1感应到信号发射组件发出的感应信号时，其发出的高电平信号经过电容C1滤波，电阻R1限流后到脉冲信号输出端。同理，当第二传感器U2感应到信号发射组件发出的感应信号时，其发出的高电平信号经过电容C2滤波，电阻R2限流后到脉冲信号输出端。控制模块连接脉冲信号输出端，根据第一传感器组件和第二传感器组件发出的连续的脉冲信号对介质的流向信息进行判断。
根据第一传感器组件和第二传感器组件发出的连续的脉冲信号对介质流向进行判断方法为：所述信号发射组件运动一周期，所述第一传感器组件会输出第一信号，所述第一传感器组件会输出第二信号；所述第一信号包括第一触发信号及第一闭合信号；所述第二信号包括第二触发信号及第二闭合信号；所述第一触发信号及第二触发信号时序上存在重合区，该重合区的信号为重合信号；所述控制模块根据接受到的第一信号及第二信号及重合信号的顺序，判断介质为正向流动还是反向流动。
本实施例中，第一触发信号指的是第一传感器组件感应到信号发射组件而触发的高电平信号，第一闭合信号指的是第一传感器组件没有感应到信号发射组件而输出的低电平信号。同理，第二触发信号指的是第二传感器组件感应到信号发射组件而触发的高电平信号，第二闭合信号指的是第二传感器组件没有感应到信号发射组件而输出的低电平信号。重合信号指的是第一传感器组件和第二传感器组件均能感应到信号发射组件而触发的高电平信号。
当控制模块顺序接收到第一触发信号、重合信号、第二触发信号时，判断介质为正向流动；当控制模块顺序接收到第二触发信号、重合信号、第一触发信号时，判断介质为反向流动。
具体的，当介质正向流经仪表时，第一传感器组件和第二传感器组件所发出的脉冲信号如图4所示，由于存在第一传感器组件和第二传感器组件均能感应到发出的感应信号的情况，因此存在三种信号时序的情况：第一传感器组件单独感应到感应信号时产生的信号时序a区，第一传感器组件和第二传感器组件同时感应到感应信号时产生的信号时序b区，第二传感器组件单独感应到感应信号时产生的信号时序c区。当介质反向流经仪表时，第一传感器组件和第二传感器组件所发出的脉冲信号如图5所示。
当第一传感器组件和第二传感器组件发出的脉冲信号所对应的时序为a-b-c时，说明该脉冲信号符合介质正向流动所对应的脉冲信号，则判断此时的介质流向为正向。反之，当第一传感器组件和第二传感器组件发出的脉冲信号所对应的时序为c-b-a时，说明该脉冲信号符合介质反向流动所对应的脉冲信号，则判断此时的介质流向为反向。需要说明的是，本发明实施例中只采用第一传感器组件和第二传感器组件两个传感器组件即可实现对介质流向进行判断。
第一传感器组件和第二传感器组件每感应到一个脉冲信号，即对应码盘上的信号发射组件旋转一圈，而信号发射组件旋转一圈所对应的介质的流量是固定的，因此控制模块根据介质流向不同方向所产生的脉冲信号，即可计算得到介质往不同方向的流量，还可以计算得到介质流入或流出的总流量。
在一实施例中，如图6所示，一种实现双向计量的仪表还包括：与控制模块连接的存储模块，用于存储控制模块的计量数据。
存储模块可以实现数据掉电不丢失，表端的关键参数如：计量数据、电池电量、配置参数等，通过写入到存储模块中，系统复位或掉电重新上电后可以恢复正常运行。
在一实施例中，一种实现双向计量的仪表还包括：与控制模块连接的按键模块，用于感应外部信号，并根据外部信号触发对应的控制指令。
外部信号可以是磁信号，当按键模块感应到磁信号时能够吸合，从而输出不同的脉冲信号，不同的脉冲信号也对应不同的控制指令，因此根据所需要的控制指令，通过输入对应的感应信号，从而触发相应的功能。例如：当按键模块感应到外部信号时间为3秒时，也就是按键模块吸合3秒时，其触发的功能是实现计量数据的传输。
在一实施例中，一种实现双向计量的仪表还包括：与控制模块连接的本地通信模块，用于实现计量数据的本地传输。
本地通信模块可以采用近红外的发射电路与接收电路，通过近红外的发射电路与接收电路与本地终端通信，实现底数的设置和表内参数的抄读。
在一实施例中，一种实现双向计量的仪表还包括：与控制模块连接的远程通信模块，用于实现计量数据的远程传输。
远程通信模块可以采用NB-IoT无线远传模块，通过NB-IoT无线远传模块把计量数据发送到服务器或智能终端。
在一实施例中，一种实现双向计量的仪表还包括：与第一传感器组件、第二传感器组件、控制单元、存储模块、按键模块、本地通信模块、远程通信模块连接的供电模块，用于对第一传感器组件、第二传感器组件、控制单元、存储模块、按键模块、本地通信模块、远程通信模块进行供电。
本发明还提出一种实现双向计量的方法，如图7所示，包括以下步骤：
S1：通过传感器组件感应信号发射组件发出的信号，所述传感器组件包括第一传感器组件及第二传感器组件，所述信号发射组件运动过程中依次靠近所述第一传感器组件及第二传感器组件，所述第一传感器组件与第二传感器组件存在感应重合区；
S2：根据第一传感器组件及第二传感器组件感应到的感应信号进行处理进而对介质的流量及流向信息作出判断。
其中，根据第一传感器组件及第二传感器组件感应到的感应信号进行处理进而对介质的流向信息作出判断的方法为：所述信号发射组件运动一周期，所述第一传感器组件会输出第一信号，所述第一传感器组件会输出第二信号；所述第一信号包括第一触发信号及第一闭合信号；所述第二信号包括第二触发信号及第二闭合信号；所述第一触发信号及第二触发信号时序上存在重合区，该重合区的信号为重合信号；所述控制模块根据接受到的第一信号及第二信号及重合信号的顺序，判断介质为正向流动还是反向流动。
需要说明的是，本方法实施例的工作原理及过程已经在上述实施例一种实现双向计量的仪表中详细说明，因此在方法实施例中不再赘述。
本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种实现双向计量的仪表，包括：基表及设置在基表上的控制板，所述基表内设有信号发射组件，所述控制板上设有传感器组件，所述传感器组件电连接控制模块，其特征在于，
所述传感器组件用于感应信号发射组件发出的信号，所述传感器组件包括第一传感器组件及第二传感器组件，所述信号发射组件运动过程中依次靠近所述第一传感器组件及第二传感器组件，所述第一传感器组件与第二传感器组件存在感应重合区；
所述控制模块根据第一传感器组件及第二传感器组件感应到的感应信号进行处理进而对介质的流量及流向信息作出判断。
2.根据权利要求1所述的一种实现双向计量的仪表，其特征在于，所述第一传感器组件包括：电阻R1、电容C1以及用于感应信号发射组件发出的感应信号的第一传感器U1，所述第二传感器组件包括：电阻R2、电容C2以及用于感应信号发射组件发出的感应信号的第二传感器U2。
3.根据权利要求2所述的一种实现双向计量的仪表，其特征在于，所述第一传感器U1的一端连接电源端，输出端连接电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端连接电容C1的另一端以及脉冲信号输出端，所述电容C1的另一端连接公共地GND，所述第一传感器U2的一端连接电源端，输出端连接电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端连接电容C2的另一端以及脉冲信号输出端，所述电容C2的另一端连接公共地GND。
4.根据权利要求1所述的一种实现双向计量的仪表，其特征在于，所述控制模块根据第一传感器组件及第二传感器组件感应到的感应信号进行处理进而对介质的流向信息作出判断包括：
所述信号发射组件运动一周期，所述第一传感器组件会输出第一信号，所述第一传感器组件会输出第二信号；
所述第一信号包括第一触发信号及第一闭合信号；
所述第二信号包括第二触发信号及第二闭合信号；
所述第一触发信号及第二触发信号时序上存在重合区，该重合区的信号为重合信号；
所述控制模块根据接受到的第一信号及第二信号及重合信号的顺序，判断介质为正向流动还是反向流动。
5.根据权利要求4所述的一种实现双向计量的仪表，其特征在于，当控制模块顺序接收到第一触发信号、重合信号、第二触发信号时，判断介质为正向流动；
当控制模块顺序接收到第二触发信号、重合信号、第一触发信号时，判断介质为反向流动。
6.根据权利要求1所述的一种实现双向计量的仪表，其特征在于，还包括：与控制模块连接的存储模块，用于存储控制模块的计量数据。
7.根据权利要求1所述的一种实现双向计量的仪表，其特征在于，还包括：与控制模块连接的按键模块，用于感应外部信号，并根据外部信号触发对应的控制指令。
8.根据权利要求1～7任一项所述的一种实现双向计量的仪表，其特征在于，还包括：与第一传感器组件、第二传感器组件、控制单元、存储模块、按键模块、本地通信模块、远程通信模块连接的供电模块，用于对第一传感器组件、第二传感器组件、控制单元、存储模块、按键模块、本地通信模块、远程通信模块进行供电。
9.一种实现双向计量的方法，其特征在于，包括：
通过传感器组件感应信号发射组件发出的信号，所述传感器组件包括第一传感器组件及第二传感器组件，所述信号发射组件运动过程中依次靠近所述第一传感器组件及第二传感器组件，所述第一传感器组件与第二传感器组件存在感应重合区；
根据第一传感器组件及第二传感器组件感应到的感应信号进行处理进而对介质的流量及流向信息作出判断。
10.根据权利要求9所述的一种实现双向计量的方法，其特征在于，所述根据第一传感器组件及第二传感器组件感应到的感应信号进行处理进而对介质的流向信息作出判断包括：
所述信号发射组件运动一周期，所述第一传感器组件会输出第一信号，所述第一传感器组件会输出第二信号；
所述第一信号包括第一触发信号及第一闭合信号；
所述第二信号包括第二触发信号及第二闭合信号；
所述第一触发信号及第二触发信号时序上存在重合区，该重合区的信号为重合信号；
所述控制模块根据接受到的第一信号及第二信号及重合信号的顺序，判断介质为正向流动还是反向流动。
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