CN112414494A - 一种智能水表正、反转计量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种智能水表正、反转计量的方法，含有机械水表、电子采样模块、单片机系统，其特征是：所述机械水表为新型旋翼式叶轮结构；所述电子采样模块为两个双极性带锁存功能的磁阻器件；所述采样模块得到的计量信号传输给单片机系统，通过镶嵌在水表叶轮上磁钢转动，磁阻器件输出采样波形产生相位差，叶轮正向转动和反向转动时，会产生不同相位差的采样波形，单片机通过识别不同相位差的采样波形判断水表正、反转，做到了机械部分和电子部分读数的一致，避免了用户缴纳水费时因电子部分和机械部分不一致产生的纠纷。
Description
技术领域
本发明涉及到智能水表领域，具体地说涉及到一种智能水表正、反转计量的方法。
背景技术
智能水表的采样：对机械信号的采样为单磁感应或双磁感应方式，信号转换原理是在水表基表内的某个齿轮上安装一个磁铁，当磁铁转动一圈，内置传感器获得一个或一对脉冲开关信号，通过信号线传输给电子计量模块进行累加并计算出通过水表的水体积，这种采样方式鉴别不了水流方向所以无论水表是正转还是反转，电子计量模块都会确定为有效信号进行累加，当水表出现反转情况时，机械水表为负计量，而电子计量部分仍为正计量，这样便会导致机电误差，即机电读数不一致，且该误差为水表反向使用量的两倍，水表反向使用越多，计量误差就越大，用户缴费时会产生一定的纠纷。市场上现有磁阻采样水表产品，往往在机械式水表基础上，安装带磁性的指针，由外置的磁阻器件识别指针转动，从而实现固定流量的计算。这种方式由于磁阻外置，容易收到外界磁干扰，导致电子计量不准确。表计量误差完全由机械部分决定，无法通过软件修正提高表的计量精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过在机械水表叶轮上设置磁钢、结合采样模块的磁阻器件和单片机系统，实现水表正、反转计量的方法，该方法可解决现有磁阻采样水表正、反转计量问题。
本发明的技术方案如下所述：
一种智能水表正、反转计量方法，含有机械水表、电子采样模块、单片机系统，其特征是：所述机械水表为新型旋翼式叶轮结构；所述电子采样模块为两个双极性带锁存功能的磁阻器件；所述采样模块得到的计量信号传输给单片机系统；
进一步的方案是：所述机械水表叶轮上镶嵌4个磁钢、N、S极交替安装；
进一步的方案是：所述两个磁阻器件安装位置圆心夹角为120度；
水表正、反向计量 的方法如下所述：
S1：机械水表叶轮上镶嵌4个磁钢，N、S极交替安装，随着叶轮转动，磁钢在水表固定位置产生磁场的交替变化；
S2：采样模块的磁阻采样器件感知上述磁场变化，从而输出高、低信号变化；
S3：单片机系统通过端口采集上述信号变化；
S4：叶轮转动时，磁钢经过两个磁阻器件的时间不同，两个磁阻器件输出采样波形产生相位差，叶轮正向转动和反向转动时，会产生不同相位差的采样波形；
S5：水表单片机系统通过识别不同相位差的采样波形，可判断叶轮的转动方向，实现正、反向计量。
本发明的有益效果是：
（1）本发明一种智能水表正、反转计量方法，解决了磁阻采样方式的智能水表正、反计量问题，提高智能水表的计量精度。
（2）本发明一种智能水表正、反转计量方法，通过镶嵌在水表叶轮上磁钢转动，磁阻器件输出采样波形产生相位差，叶轮正向转动和反向转动时，会产生不同相位差的采样波形，单片机通过识别不同相位差的采样波形判断水表正、反转，做到了机械部分和电子部分读数的一致，避免了用户缴纳水费时因电子部分和机械部分不一致产生的纠纷。
附图说明
附图1为本发明中机械水表叶轮磁钢安装位置示意图。
附图2为本发明中采样模块中磁阻器件安装位置示意图。
附图3为本发明中智能水表正向计量波形采样示意图。
附图4为本发明中智能水表反向计量波形采样示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和附图说明对本发明的技术方案作进一步详细的描述。
一种智能水表正、反转计量方法，含有机械水表、电子采样模块、单片机系统，其特征是：所述机械水表为新型旋翼式叶轮结构；所述电子采样模块为两个双极性带锁存功能的磁阻器件；所述采样模块得到的计量信号传输给单片机系统；
如附图1所示：所述机械水表叶轮上镶嵌4个磁钢（1）、N、S极交替安装；
如附图2所示：所述磁阻器件A（2）、磁阻器件B（3）安装位置圆心夹角为120度；
判断水表正、反向计量 的方法如下所述：
S1：机械水表叶轮上镶嵌4个磁钢，N、S极交替安装，随着叶轮转动，磁钢在水表固定位置产生磁场的交替变化；
S2：采样模块的磁阻采样器件感知上述磁场变化，从而输出高、低信号变化；
S3：单片机系统通过端口采集上述信号变化；
S4：叶轮转动时，磁钢经过两个磁阻器件的时间不同，两个磁阻器件输出采样波形产生相位差，叶轮正向转动和反向转动时，会产生不同相位差的采样波形；
S5：水表单片机系统通过识别不同相位差的采样波形，可判断叶轮的转动方向，实现正、反向计量。
单片机系统通过测量相邻两个采样波形下降沿（或上升沿）的时间值，可以得出当
前叶轮的转速，根据水表流量曲线计算出当前脉冲的流量参数，通过积分算法将所有时间
点的流量参数累加，即可得出水表的累积流量，
，
为t0-t1时间段累计
流量，f(x)是根据水表流量曲线计算出的流量参数.
如附图3并结合附图4所示：（2）为磁阻A，（3）为磁阻B ，单片机系统测量到采样波形的下降沿（或上升沿）时，由于两个磁阻采样器件输出的采样波形存在相位差，因此当磁阻A采样到下降沿（或上升沿）时，磁阻B可能是高电平或低电平；当单片机系统检测到磁阻B是高电平时，认为当前水流方向为正向，当检测到磁阻B是低电平时，则认为当前水流方向为反向。
磁阻采样器件位于表计内部中心位置，抗磁干扰能力强，通过加装防磁装置，可有效杜绝磁干扰引入的计量误差。
8段流量修正功能，水表出厂前，可通过校准不同流量点的流量参数，可实现水表在每个流量点下都能精准计量。
Claims (4)
1.一种智能水表正、反转计量方法，含有机械水表、电子采样模块、单片机系统，其特征是：所述机械水表为新型旋翼式叶轮结构；所述电子采样模块为两个双极性带锁存功能的磁阻器件；所述采样模块得到的计量信号传输给单片机系统。
2.根据权利要求1所述的一种智能水表正、反转计量方法，其特征是：所述机械水表叶轮上镶嵌4个磁钢、N、S极交替安装。
3.根据权利要求1所述的一种智能水表正、反转计量方法，其特征是：所述两个磁阻器件安装位置圆心夹角为120度。
4. 根据权利要求1所述的一种智能水表正、反转计量方法，其特征是：判断水表正、反向计量 的方法如下所述：
S1：机械水表叶轮上镶嵌4个磁钢，N、S极交替安装，随着叶轮转动，磁钢在水表固定位置产生磁场的交替变化；
S2：采样模块的磁阻采样器件感知上述磁场变化，从而输出高、低信号变化；
S3：单片机系统通过端口采集上述信号变化；
S4：叶轮转动时，磁钢经过两个磁阻器件的时间不同，两个磁阻器件输出采样波形产生相位差，叶轮正向转动和反向转动时，会产生不同相位差的采样波形；
S5：水表单片机系统通过识别不同相位差的采样波形，可判断叶轮的转动方向，实现正、反向计量。
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