CN111765932A

CN111765932A - 一种超声波水表防干扰装置

Info

Publication number: CN111765932A
Application number: CN202010422823.9A
Authority: CN
Inventors: 赵润鑫; 闫克华
Original assignee: Linyi Dongfang Instrument Co ltd
Current assignee: Linyi Dongfang Instrument Co ltd
Priority date: 2020-05-19
Filing date: 2020-05-19
Publication date: 2020-10-13

Abstract

本发明公开了一种超声波水表防干扰装置，包括MCU核心控制单元，电源模块，超声波收发控制器以及超声波换能器，MCU核心控制单元、电源模块以及超声波收发控制器位于水表上部的密封盒体内，超声波换能器位于水表下部的走水端内，走水端的中间通过一横向隔离板结构使得走水端形成第一、第二走水通道，第一走水通道内设有第一、第二超声波换能器；第二走水通道内设有第三、第四超声波换能器；第一走水通道上端的内壁设有第一滤波装置，第二走水通道上端的内壁，设有第二滤波装置，该超声波水表防干扰装置可屏蔽多个方面的干扰，防干扰效果好，且结构简单。

Description

一种超声波水表防干扰装置

技术领域

本发明涉及一种超声波水表，尤其涉及一种超声波水表防干扰装置，属于超声波水表结构技术领域。

背景技术

随着互联网科技的发展，秉承物联万家的理念，互联网水表也逐渐得到普及，并逐渐进入千家万户，互联网水表不同于常规的机械水表，其内部带有许多控制电子元件，可远程实现抄表和监控，极大地方便了广发老百姓的用水，互联网水表的种类也很多，其中较有代表性的是超声波水表，超声波水表是通过检测超声波声束在水中顺流逆流传播时因速度发生变化而产生的时差，分析处理得出水的流速从而进一步计算出水的流量的一种新式水表。特点:始动流速低，量程比宽，测量精度高工作稳定。内部无活动部件无阻流元件，不受水中杂质的影响，使用寿命长。输出通讯功能齐全，满足各类通讯和无线组网要求，具有优秀的小流量检测能力，能解决众多传统水表的问题，更加适合水费梯度收费，更加适合水资源的节约和合理利用，具有广阔的市场和使用前景。但超声波水表也有不足之处，即容易受同频、水流以及外界电磁波的干扰，导致超声波反射形成的数据不精确，直接影响水表的测量精度，目前虽然也有水表厂家针对这个问题，实施了多套防干扰方案，如设置滤波器，设置屏蔽层等，但滤波器种类多样，每个种类、型号以及滤波的场合、效果都不同；而设置屏蔽层，由于不可避免地会在水表的水管和连接水管之间留有间隙，因此还是比较影响屏蔽效果。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提出一种超声波水表防干扰装置，该超声波水表防干扰装置可屏蔽多个方面的干扰，防干扰效果好，且结构简单。

为达到上述技术目的，本发明采用了一种超声波水表防干扰装置，包括MCU核心控制单元，电源模块，超声波收发控制器以及超声波换能器，所述MCU核心控制单元、电源模块以及超声波收发控制器位于水表上部的密封盒体内，所述MCU核心控制单元和电源模块形成电性连接，所述超声波收发控制器和MCU核心控制单元、电源模块、超声波换能器分别形成控制连接、电性连接以及控制连接；所述超声波换能器位于水表下部的走水端内，所述走水端的中间通过一横向隔离板结构使得走水端形成第一走水通道和第二走水通道，所述第一走水通道上端的内壁，设有第一超声波换能器，所述第一走水通道下端的内壁，设有和第一超声波换能器处于同一中轴线的第二超声波换能器；所述第二走水通道上端的内壁，设有第三超声波换能器，所述第二走水通道下端的内壁，设有和第三超声波换能器处于同一中轴线的第四超声波换能器；同时，所述第一走水通道上端的内壁，设有第一滤波装置，所述第二走水通道上端的内壁，设有第二滤波装置。

作为本发明之优选，所述第一滤波装置和第二滤波装置均为一集合低通、高通、带通、带阻滤波器的组合式滤波器。

进一步的，所述横向隔离板结构上端面的左侧和右侧，设有朝向左下倾斜和右下倾斜的第一弧形过渡片和第二弧形过渡片，所述横向隔离板结构下端面的左侧和右侧，设有朝向左下倾斜和右下倾斜的第三弧形过渡片和第四弧形过渡片。

更进一步的，所述第一超声波换能器、第二超声波换能器的频率相同；所述第三超声波换能器、第四超声波换能器的频率相同；且所述第一超声波换能器的频率高于第三超声波换能器的频率，或第一超声波换能器的频率低于第三超声波换能器的频率。

更进一步的，所述走水端的外壁以及走水端左侧、右侧和连接水管的连接处，均包覆有一层电磁屏蔽层。

采用上述技术和结构后，本发明具有如下优点：

1、本发明采用双层水流结构，并将两对超声波换能器分别设置在不同的水流层内，防止了多对换能器设置于一个水流层内的互相干扰，提高了超声波换能器使用的精度；

2、本发明的两对超声波换能器采用不同的频率，极大地防止了换能器因为频率相同而发生互相干扰；

3、本发明采用两个集合低通、高通、带通、带阻滤波器的组合式滤波器，可过滤掉多个频段通过的信号，极大地提高了水表的防干扰等级；

4、本发明在连接水管的连接处，也包覆有一层电磁屏蔽层，进一步提高了电磁屏蔽的效果。

附图说明

图1所示的是本发明的结构示意图；

1、其中，1、MCU核心控制单元；2、电源模块；3、超声波收发控制器；4、密封盒体；5、走水端；6、横向隔离板结构；7、第一走水通道；8、第二走水通道；9、第一超声波换能器；10、第二超声波换能器；11、三超声波换能器；12、第四超声波换能器；13、第一滤波装置；14、第二滤波装置；15、第一弧形过渡片；16、第二弧形过渡片；17、第三弧形过渡片；18、第四弧形过渡片；19、电磁屏蔽层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

由图1可知，一种超声波水表防干扰装置，包括MCU核心控制单元1，电源模块2，超声波收发控制器3以及超声波换能器。

上述部件中，MCU核心控制单元1、电源模块2以及超声波收发控制器3位于水表上部的密封盒体4内，其中，MCU核心控制单元1和电源模块2形成电性连接，超声波收发控制器3和MCU核心控制单元1、电源模块2、超声波换能器分别形成控制连接、电性连接以及控制连接。

在本发明中，超声波换能器位于水表下部的走水端5内，在走水端5的中间通过一横向隔离板结构6使得走水端5形成第一走水通道7和第二走水通道8。

在第一走水通道7上端的内壁，设有第一超声波换能器9，在第一走水通道7下端的内壁，设有和第一超声波换能器9处于同一中轴线的第二超声波换能器10；在第二走水通道8上端的内壁，设有第三超声波换能器11，在第二走水通道8下端的内壁，设有和第三超声波换能器11处于同一中轴线的第四超声波换能器12。

上述结构采用双层水流结构，并将两对超声波换能器分别设置在不同的水流层内（第一走水通道7和第二走水通道8），防止了多对换能器设置于一个水流层内的互相干扰，提高了超声波换能器使用的精度。

在第一走水通道7上端的内壁，设有第一滤波装置13，在第二走水通道8上端的内壁，设有第二滤波装置14，在本发明中，优选的第一滤波装置13和第二滤波装置14均为一集合低通、高通、带通、带阻滤波器的组合式滤波器。滤波器按所通过信号的频段分为低通、高通、带通、带阻和全通滤波器五种。低通滤波器：它允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声；高通滤波器：它允许信号中的高频分量通过，抑制低频或直流分量；带通滤波器：它允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声；带阻滤波器：它抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过，又称为陷波滤波器。全通滤波器：全通滤波器是指在全频带范围内，信号的幅值不会改变，也就是全频带内幅值增益恒等于1。一般全通滤波器用于移相，也就是说，对输入信号的相位进行改变，理想情况是相移与频率成正比，相当于一个时间延时系统。本发明采用两个集合低通、高通、带通、带阻滤波器的组合式滤波器，可过滤掉多个频段通过的信号，极大地提高了水表的防干扰等级。

在横向隔离板结构6上端面的左侧和右侧，设有朝向左下倾斜和右下倾斜的第一弧形过渡片15和第二弧形过渡片16，在横向隔离板结构6下端面的左侧和右侧，设有朝向左下倾斜和右下倾斜的第三弧形过渡片17和第四弧形过渡片18，设置四个弧形过渡片，主要是便于水流更加顺利地通过管道。

在本发明中，第一超声波换能器9、第二超声波换能器10的频率相同；第三超声波换能器11、第四超声波换能器12的频率相同；且第一超声波换能器9的频率高于第三超声波换能器11的频率，或者说，第一超声波换能器9的频率低于第三超声波换能器11的频率。上述结构中，两对超声波换能器采用不同的频率，极大地防止了换能器因为频率相同而发生互相干扰。

在走水端5的外壁以及走水端5左侧、右侧和连接水管的连接处，均包覆有一层电磁屏蔽层19。

本发明尤其在连接水管的连接处，也包覆有一层电磁屏蔽层19，进一步提高了电磁屏蔽的效果。

以上所述仅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，在不脱离本发明的技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种超声波水表防干扰装置，包括MCU核心控制单元，电源模块，超声波收发控制器以及超声波换能器，所述MCU核心控制单元、电源模块以及超声波收发控制器位于水表上部的密封盒体内，所述MCU核心控制单元和电源模块形成电性连接，所述超声波收发控制器和MCU核心控制单元、电源模块、超声波换能器分别形成控制连接、电性连接以及控制连接；所述超声波换能器位于水表下部的走水端内，其特征在于，所述走水端的中间通过一横向隔离板结构使得走水端形成第一走水通道和第二走水通道，所述第一走水通道上端的内壁，设有第一超声波换能器，所述第一走水通道下端的内壁，设有和第一超声波换能器处于同一中轴线的第二超声波换能器；所述第二走水通道上端的内壁，设有第三超声波换能器，所述第二走水通道下端的内壁，设有和第三超声波换能器处于同一中轴线的第四超声波换能器；同时，所述第一走水通道上端的内壁，设有第一滤波装置，所述第二走水通道上端的内壁，设有第二滤波装置。

2.如权利要求1所述的一种超声波水表防干扰装置，其特征在于，所述第一滤波装置和第二滤波装置均为一集合低通、高通、带通、带阻滤波器的组合式滤波器。

3.如权利要求1所述的一种超声波水表防干扰装置，其特征在于，所述横向隔离板结构上端面的左侧和右侧，设有朝向左下倾斜和右下倾斜的第一弧形过渡片和第二弧形过渡片，所述横向隔离板结构下端面的左侧和右侧，设有朝向左下倾斜和右下倾斜的第三弧形过渡片和第四弧形过渡片。

4.如权利要求1所述的一种超声波水表防干扰装置，其特征在于，所述第一超声波换能器、第二超声波换能器的频率相同；所述第三超声波换能器、第四超声波换能器的频率相同；且所述第一超声波换能器的频率高于第三超声波换能器的频率，或第一超声波换能器的频率低于第三超声波换能器的频率。

5.如权利要求1所述的一种超声波水表防干扰装置，其特征在于，所述走水端的外壁以及走水端左侧、右侧和连接水管的连接处，均包覆有一层电磁屏蔽层。