CN114623888A - 计量检测系统及其计量方法、计量表具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种计量检测系统及其计量方法、计量表具,涉及计量表具技术领域,用于解决计量检测系统的测量精度低的技术问题。该计量检测系统包括旋转元件、转动信息采集电路以及处理器,转动信息采集电路包括激励线圈、感应线圈、开关晶体管、蓄电电路以及反相缓冲器,感应线圈与激励线圈电磁耦合;感应线圈相对旋转元件设置;反相缓冲器与激励线圈电连接;开关晶体管与感应线圈电连接;蓄电电路与开关晶体管电连接,用于通过开关晶体管控制蓄电电路的放电量,并产生第一电信号;处理器根据第一电信号算出流体流量。本发明提供的计量检测系统及其计量方法、计量表具用于提高计量检测系统的计量精度。
Description
技术领域
本发明涉及计量表具技术领域,尤其涉及一种计量检测系统及其计量方法、计量表具。
背景技术
计量表具通常用于测量流体的流量,计量表具一般包括壳体和计量检测系统,计量检测系统位于壳体内部。通过计量检测系统,可以测量出通过壳体内部的流体流量。计量检测系统一般包括旋转元件和磁性传感器,旋转元件上装有永磁体,当流体通过壳体时,会带动旋转元件转动,磁性传感器通过感应旋转元件上的永磁体,从而采集旋转元件的转动信息,从而得到流体流量。
然而,计量检测系统磁性传感器容易收到外部干扰,且永磁体可能会失磁,降低计量检测系统的测量精度。
发明内容
鉴于上述问题,本发明实施例提供一种计量检测系统及其计量方法、计量表具,用于提高计量检测系统的测量精度。
为了实现上述目的,本发明实施例提供如下技术方案:
本发明实施例提供一种计量检测装置,其中,所述计量检测装置包括旋转元件、转动信息采集电路以及处理器;所述旋转元件用于在流体流经所述旋转元件时转动;所述转动信息采集电路包括激励线圈、感应线圈、开关晶体管、蓄电电路以及反相缓冲器,所述感应线圈与所述激励线圈电磁耦合;所述感应线圈相对所述旋转元件设置,用于采集所述旋转元件的转动信息;所述反相缓冲器与所述激励线圈电连接,用于控制所述激励线圈产生激励磁场;所述开关晶体管与所述感应线圈电连接,用于根据所述感应线圈产生的感应电流,调整经过所述开关晶体管的电流大小;所述蓄电电路与所述开关晶体管电连接,用于通过所述开关晶体管控制所述蓄电电路的放电量,并产生第一电信号;所述处理器与所述蓄电电路信号连接,所述处理器根据所述第一电信号计算出所述流体的流量。
本发明实施例提供的计量检测系统具有如下优点:
本发明实施例提供的计量检测系统包括旋转元件、转动信息采集电路、以及处理器,转动信息采集电路包括激励线圈、感应线圈、开关晶体管、蓄电电路以及反相缓冲器。反相缓冲器控制激励线圈产生激励磁场,感应线圈感应到激励磁场后产生感应电流。当旋转元件转动时,感应线圈感应电流的大小会发生改变,从而采集旋转元件的转动信息,并通过感应电流的大小调整经过所述开关晶体管的电流大小,从而控制与开关晶体管电连接的蓄电电路的放电量,从而使蓄电电路产生第一电信号。处理器接收到第一电信号后可以计算出流体的流量,实现测量流量的功能。如此设置,可以实现无磁测量,从而提高计量检测系统的测量精度。
如上所述的计量检测系统,其中,所述开关晶体管包括第一三极管,所述第一三极管为NPN型三极管,所述第一三极管的第一基极电连接所述感应线圈,所述第一三极管的第一集电极电连接所述蓄电电路,所述第一三极管的第一发射极与所述反相缓冲器电连接。
如上所述的计量检测系统,其中,所述第一基极还电连接有限流电阻的一端,所述限流电阻的另一端接地。
如上所述的计量检测系统,其中,所述蓄电电路包括第一控制引脚以及第一电容,所述第一电容的一端接地,另一端电连接所述第一控制引脚以及所述第一集电极;所述第一控制引脚与所述处理器信号连接,所述第一控制引脚接收所述处理器发出的第一高电平信号,当所述第一控制引脚接收所述第一高电平信号时,所述第一控制引脚向所述第一电容充电;所述第一电容通过第一三极管放电后,所述第一控制引脚处产生所述第一电信号。
如上所述的计量检测系统,其中,所述反相缓冲器包括第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚以及第六引脚,所述第一引脚处的电压与所述第六引脚处的电压反相,所述第三引脚处的电压与所述第四引脚处的电压反相;
所述第一引脚与所述第一发射极电连接,所述第三引脚电连接有第二控制引脚,所述第四引脚与所述第一引脚电连接,所述第一引脚还电连接有所述第一发射极,所述第六引脚与所述激励线圈的一端电连接,所述激励线圈的另一端接地;所述第二控制引脚接收来自所述处理器的激励信号;所述第二引脚接地,所述第五引脚电连接有供电引脚,所述供电引脚电连接第一供电电源。
如上所述的计量检测系统,其中,所述第三引脚电连接有第二电容的一端,所述第二电容的另一端电连接所述第二控制引脚;所述第三引脚还电连接有第一电阻的一端,所述第一电阻的另一端接地。
如上所述的计量检测系统,其中,所述第一引脚与所述第四引脚电连接有第三电容的一端,所述第三电容的另一端电连接所述第一发射极;所述第六引脚电连接有第四电容的一端,所述第四电容的另一端电连接所述激励线圈的一端,所述激励线圈的另一端接地。
如上所述的计量检测系统,其中,所述第三电容与所述第一发射极之间电连接有第二电阻与第三电阻,所述第二电阻的一端与所述第三电容电连接,所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端电连接,所述第三电阻的另一端与所述第一发射极电连接;所述第三电容与所述第二电阻电连接的一端还电连接有第四电阻的一端,所述第四电阻的另一端接地。
本发明实施例还提供了一种计量表具,包括如上所述的计量检测系统。由于该计量表具包括上述计量检测系统,因此该计量表具也具有上述计量检测系统的优点,具体可以参考上述计量检测系统的相关描述。
本发明实施例还提供了一种计量检测系统的计量方法,其中,计量检测系统的计量方法包括:
获取第一电信号,所述第一电信号由转动信息采集电路根据一个感应线圈采集的旋转元件的转动信息生成,所述第一电信号包括在设定的取样时间内并按照取样时间点的先后顺序采集的多个电压采样值;根据所述多个电压采样值的大小以及所述取样时间点的先后顺序,获得流体流量。
本发明实施例提供的一种计量检测系统的计量方法具有如下优点:
本发明实施例提供的计量检测系统的计量方法,只需转动信息采集电路通过一个感应线圈对旋转元件进行感应测得的第一电信号,根据第一电信号中的多个电压采样值的大小及取样时间点的先后顺序,即可测得流体的流量。无需将转动信息采集电路通过多个感应线圈分别测得的第一电信号进行比较,即处理器可以省去一个比较的过程,减小了处理器的处理难度。并且由于计量检测系统的计量方法无需将转动信息采集电路通过多个感应线圈分别测得的第一电信号进行比较,使得多个感应线圈的结构可以不相同,即无需制造结构完全相同的感应线圈,减小了加工难度。
如上所述的计量检测系统的计量方法,其中,根据所述多个电压采样值的大小以及取样时间点的先后顺序,获得流体流量的步骤包括:
根据所述多个电压采样值的大小以及取样时间点的先后顺序,生成周期性变化的电压采样曲线,所述电压采样曲线的一个周期小于所述第一电信号的所述取样时间;根据所述电压采样曲线,获得所述电压采样曲线的总周期数;根据所述总周期数得到所述第一电信号对应的所述旋转元件的转数;根据所述旋转元件的转数获得流体流量。
如上所述的计量检测系统的计量方法,其中,根据所述电压采样曲线,获得所述电压采样曲线的总周期数的步骤包括:获取所述电压采样曲线中多个电压采样值中的电压极大值和电压极小值;根据所述电压极大值与所述电压极小值得到电压中间值;
当所述电压采样曲线中的所述电压采样值首次由大于所述电压中间值变为小于所述电压中间值时,开始第一个计数周期;当所述电压采样值再次由大于所述电压中间值变为小于所述电压中间值,结束所述第一个计数周期,同时开始第二个计数周期,依次循环,直至所述电压采样值不再由大于所述电压中间值变为小于所述电压中间值;每个所述计数周期的开始和结束表示所述旋转元件旋转一周。
如上所述的计量检测系统的计量方法,其中,根据所述电压采样曲线,获得所述电压采样曲线的总周期数的步骤包括:获取所述电压采样曲线中多个电压采样值中的电压极大值和电压极小值;根据所述电压极大值与所述电压极小值得到电压中间值;
当所述电压采样曲线中的所述电压采样值首次由小于所述电压中间值变为大于所述电压中间值时,开始第一个计数周期;当所述电压采样值再次由小于所述电压中间值变为大于所述电压中间值,结束所述第一个计数周期;同时开始第二个计数周期,依次循环,直至所述电压采样值不再由小于所述电压中间值变为大于所述电压中间值;每个计数周期的开始和结束对应所述旋转元件旋转一周。
如上所述的计量检测系统的计量方法,其中,所述电压采样曲线为正弦曲线或余弦曲线。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的计量检测系统的结构示意图;
图2为本发明实施例中的旋转元件的结构示意图;
图3为本发明实施例中的感应线圈、激励线圈以及异物检测线圈在印制电路板上的一种分布示意图;
图4为图3中感应线圈的结构示意图;
图5为图3中激励线圈与异物检测线圈的结构示意图;
图6为本发明实施例中的感应线圈、激励线圈以及异物检测线圈在印制电路板上的另一种分布示意图;
图7为图6中感应线圈与异物检测线圈的结构示意图;
图8为图6中激励线圈的结构示意图;
图9为本发明实施例提供的转动信息采集电路的电路图;
图10为图9中反相缓冲器的放大图;
图11为本发明实施例提供的异物检测电路的电路图;
图12为本发明实施例提供的一种电压采样曲线的示意图。
附图标记说明:
1:旋转元件; 101:转动盘;
1011:盘面; 102:转动轴;
103:金属元件; 2:转动信息采集电路;
201:感应线圈; 202:激励线圈;
203:公共圆形线圈; 204:开关晶体管;
2041:第一三极管; 205:蓄电电路;
2051:第一电容; 2052:第一控制引脚;
206:反相缓冲器; 2061:第一引脚;
2062:第二引脚; 2063:第三引脚;
2064:第四引脚; 2065:第五引脚;
2066:第六引脚; 207:限流电阻;
208:第二控制引脚; 209:第二电容;
210:第一电阻; 211:第三电容;
212:第四电容; 213:第二电阻;
214:第三电阻; 215:第四电阻;
216:供电引脚; 3:处理器;
4:异物检测电路; 401:LC振荡单元;
4011:异物检测线圈; 4012:第三三极管;
4013:第五电容; 402:二极管;
403:第二三极管; 404:第四控制引脚;
405:上拉电阻; 406:第三控制引脚;
407:放电电阻; 408:基极限流单元;
4081:第六电阻; 4082:第七电容;
409:信号维持单元; 4091:第六电容;
4092:第五电阻; 410:第四三极管;
411:输出引脚; 5:报警器;
6:印制电路板; 601:底部走线层;
602:中间走线层; 603:顶部走线层;
7:第一供电电源; 8:第二供电电源;
9:电压采样曲线; 901:第一电压采样值;
902:第二电压采样值; 903:第三电压采样值;
904:第四电压采样值; 10:中间值线。
具体实施方式
计量检测系统一般包括旋转元件和磁性传感器,旋转元件上装有永磁体,当流体通过壳体时,会带动旋转元件转动,磁性传感器通过感应旋转元件上的永磁体,从而采集旋转元件的转动信息,得到流体流量。然而,计量检测系统磁性传感器容易收到外部干扰,且永磁体可能会失磁,降低计量检测系统的测量精度。
针对上述问题,本发明实施例设置有旋转元件、转动信息采集电路以及处理器,转动信息采集电路包括激励线圈、感应线圈、开关晶体管、蓄电电路以及反相缓冲器。反相缓冲器控制激励线圈产生激励磁场,感应线圈感应到激励磁场后产生感应电流。当旋转元件转动时,感应线圈感应电流的大小会发生改变,从而采集旋转元件的转动信息,并通过感应电流的大小调整经过开关晶体管的电流大小,从而控制与开关晶体管电连接的蓄电电路的放电量,从而使蓄电电路产生第一电信号。处理器接收到第一电信号后可以计算出流体的流量,实现测量流量的功能。如此设置,可以实现无磁测量,从而提高计量检测系统的测量精度。
为了使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,均属于本发明保护的范围。
如图1-图10所示,本发明实施例提供的计量检测系统包括旋转元件1、转动信息采集电路2、处理器3,其中,转动信息采集电路2包括激励线圈202、感应线圈201、开关晶体管204、蓄电电路205以及反相缓冲器206。感应线圈201与激励线圈202电磁耦合;感应线圈201相对旋转元件1设置,用于采集旋转元件1的转动信息;反相缓冲器206与激励线圈202电连接,用于控制激励线圈202产生激励磁场;开关晶体管204与感应线圈201电连接,用于根据感应线圈201产生的感应电流,调整经过开关晶体管204的电流大小;蓄电电路205与开关晶体管204电连接,用于通过开关晶体管204控制蓄电电路205的放电量,并产生第一电信号;处理器3与蓄电电路205信号连接,处理器3可根据第一电信号计算出流体的流量。
这样设置,反相缓冲器206控制激励线圈202产生激励磁场,感应线圈201感应到激励磁场后产生感应电流。当旋转元件1转动时,感应线圈201感应电流的大小会发生改变,从而采集旋转元件1的转动信息,并通过感应电流的大小调整经过开关晶体管204的电流大小,从而控制与开关晶体管204电连接的蓄电电路205的放电量,从而使蓄电电路205产生第一电信号。处理器3接收到第一电信号后可以计算出流体的流量,实现测量流量的功能。如此设置,可以实现无磁测量,避免了由于磁性传感器受外界干扰以及永磁体失磁而导致的计量检测系统测量精度下降,从而提高了计量检测系统的测量精度。且采用反相缓冲器206控制激励线圈202产生激励磁场,可以使激励磁场更为稳定,从而进一步提高测量的准确性。
如图1所示,本发明实施例提供的计量检测系统还包括异物检测电路4,异物检测电路4用于输出第二电信号,异物检测电路4可以设置在旋转元件1旁,或者与旋转元件1相对设置,以便于采集金属异物插入计量表具的信息。
处理器3与异物检测电路4信号连接,处理器3根据第二电信号的持续时间,判断是否有异物插入计量表具中。
具体应用时,但有流体流经旋转元件1时,旋转元件1转动,此时转动信息采集电路2可以采集旋转元件1的转动信息,并根据转动信息生成第一电信号,处理器3根据第一电信号计算出流体的流量。
当没有金属异物插入计量表具时,异物检测电路4发出的第二电信号的持续时间正常,即第二电信号不受到影响,此时第二电信号的持续时间为第一时间;当有金属异物插入计量表具时,金属异物会影响异物检测电路4的能量耗散,导致第二电信号的持续时间变短,即当有金属异物插入计量表具时,此时第二电信号的持续时间小于第一时间。处理器3测量第二电信号的持续时间,当第二电信号的持续时间小于第一时间时,处理器3发出报警信号;报警器5与处理器3信号连接,当报警器5接收到报警信号时,报警器5报警。
这样设置,使得计量检测系统除了可以测量通过计量表具流体的流量,还可以在有金属异物插入计量表具时报警,提醒使用者取走金属异物,防止金属异物干扰计量检测系统的计量功能。
如图2所示,旋转元件1包括转动盘101和转动轴102,转动盘101固设在转动轴102的一端,转动盘101的中心轴线可以与转动轴102的中心轴线重合,转动盘101的盘面1011上设置有金属元件103。金属元件103沿与转动盘101的盘面1011平行的截面面积小于盘面1011的面积,且金属元件103沿与转动盘101的盘面1011平行的截面的几何中心不经过转动盘101的中心轴线。
当流体流经转动轴102时,流体推动转动轴102转动,转动轴102带动转动盘101转动,使得转动盘101上的金属元件103也随之转动起来,产生周期性的转动信息。
需要说明的是,此处金属元件103沿与转动盘101平行的截面可以为半圆形、扇形、矩形等不同形状;金属元件103的结构可以为片状、凸台状、金属镀层等不同结构。例如,本实施例中,金属元件103为在转动盘101盘面1011上的金属镀层,金属镀层的形状为半圆形且均匀的覆盖盘面1011一半的面积。金属元件103的形状还可以根据感应线圈201的形状对应设计,具体情况根据实际需要选定,感应线圈201将在下文介绍。
如图1所示,本发明实施例提供的计量检测系统还包括转动信息采集电路2,转动信息采集电路2采集转动元件1的转动信息,并输出第一电信号。上述转动信息可以为旋转元件1的转速、转数等,具体情况根据实际需要选定,例如,本实施例中,转动信息为旋转元件1的转数。
如图3和图4所示,转动信息采集电路2包括感应线圈201与激励线圈202,感应线圈201与激励线圈202电磁耦合,感应线圈201与激励线圈202设置在印制电路板6上。具体的,感应线圈201与激励线圈202设置在印制电路板6的不同走线层上。感应线圈201相对旋转元件1设置,具体的,感应线圈201相对转动盘101设置。其中,走线层为印制电路板6上用于布线的层。
当转动信息采集电路2工作时,激励线圈202产生激励磁场,感应线圈201感应到激励磁场时,感应线圈201内会产生电动势并形成电流,感应线圈201内的电流会产生感应磁场。当转动盘101上的金属元件103接收到感应磁场时会产生涡流,涡流会产生与感应磁场相反的反向磁场,反向磁场会削弱感应线圈201内部的电动势。
随着金属元件103的转动,金属元件103的相对感应线圈201的位置发生改变,金属元件103内产生的涡流对感应线圈201内部电动势的削弱程度随之改变,感应线圈201内部的电动势发生改变。从而可以通过感应线圈201内部的电动势表征旋转元件1的位置,得到旋转元件1的转动信息。
激励线圈202与感应线圈201设置在印制电路板6的不同走线层上,提高了可用于布置激励线圈202与感应线圈201的面积,从而增加了激励线圈202的圈数和感应线圈201的圈数,提高了激励线圈202可激发的激励磁场强度以及感应线圈201的感应磁场强度,旋转元件1旋转时金属元件103内产生的涡流相应增强,由涡流导致的感应线圈201内电动势的变化也会增大,从而提高了转动信息采集电路2采集转动信息的精度。
印制电路板6可以位于转动盘101的正上方或斜上方等不同位置,具体情况根据实际需要选定,例如,在本实施例中,印制电路板6位于转动盘101的正上方。在不影响转动信息采集电路2采集转动信号的精度的情况下,印制电路板6与转动盘101之间的距离可以设置在12mm以内,包括12mm,在本实施例中,印制电路板6与转动盘101之间的距离为10mm。
印制电路板6可以为两层电路板、三层电路板、四层电路板等,具体情况根据实际需要选定。例如,本实施例中,印制电路板6为四层电路板,即印制电路板6有四个间隔设置的走线层。
如图3所示,本发明实施例提供的印制电路板6包括间隔设置的底部走线层601、顶部走线层603以及两个中间走线层602,底部走线层601靠近旋转元件1,顶部走线层603远离旋转元件1,两个中间走线层602位于底部走线层601与顶部走线层603之间。感应线圈201设置在底部走线层601上,激励线圈202可以设置于顶部走线层603或者两个中间走线层602中的一层。
这样设置,可以减小感应线圈201与旋转元件1之间的距离,增大了旋转元件1中的金属元件103接收到感应磁场的强度,提高了金属元件103内部产生的涡流强度,增大了涡流产生的反向磁场强度,提高了感应线圈201产生的电动势的变化量,从而提高了转动信息采集电路2采集转动信息的精度。
同时,将激励线圈202设置于顶部走线层603或两个中间走线层602中的一层,而不是设置于底部走线层601,这样设置也减小了激励线圈202产生的磁场对金属元件103的影响,进一步提高了转动信息采集电路2采集转动信息的精度。
感应线圈201的数量可以为1个、2个、3个、4个、5个等,具体情况根据实际需要选定。在一种实施例中,感应线圈201的数量至少为两个,如图4所示,各感应线圈201的一端的相交点位于同一点,该点为中心点,各感应线圈201的另一端位于以上述相交点为圆心的虚拟圆形上且均匀分布。这样设置,使得上述至少两个感应线圈201之间电动势的变化更为均匀。
如图4所示,感应线圈201为扇形线圈,扇形线圈为具有扇形外轮廓的平面回转线圈,且扇形线圈的外轮廓内的线圈一圈又一圈逐渐增大或缩小循环盘绕。感应线圈201的数量为3个,3个感应线圈201围绕中心点周向布置。
通过设置3个感应线圈201,转动信息采集电路2可以相应的输出三个第一电信号,随着转动元件1中金属元件103的转动,3个感应线圈201中的电动势交替变化,三个第一电信号也交替变化,处理器3通过三个第一电信号交替变化的顺序,可以判断出旋转元件1的转动方向,从而获得流体的流向。
在一种具体的实施例中,感应线圈201为具有120°圆心角的扇形线圈,这样设置,可以提高感应线圈201所对应的扇形面的面积,从而提高感应线圈201产生的感应磁场的强度,进而提高计量检测系统的计量精度。
感应线圈201的形状还可以是除扇形外的其它形状,例如扇环形、圆形、长方形、五角星形等,具体情况根据实际需要选择。如图6和图7所示,在一种可能的实施例中,感应线圈201为扇环形线圈,具体的,扇环形线圈为具有扇环形外轮廓的平面回转线圈,处于扇环形线圈的外轮廓内的线圈一圈又一圈逐渐增大或缩小循环盘绕。感应线圈201的数量为3个,3个感应线圈201的一端连接在公共圆形线圈203上,公共圆形线圈203为3个感应线圈201的公共端。
如图5和图8所示,在一种具体的实施例中,激励线圈202为圆环形,圆环形的中轴线经过3个感应线圈201的相交点。具体的,激励线圈202为圆环形线圈,圆环形线圈为平面螺旋线圈,处于平面螺旋线圈的外轮廓内的线圈一圈又一圈的逐渐增大或缩小循环盘绕。
如图9所示,本发明实施例提供的转动信息采集电路2还包括开关晶体管204,开关晶体管204与感应线圈201电连接,当感应线圈201内产生电动势,感应线圈201会产生感应电流,开关晶体管204可根据上述感应电流调整经过开关晶体管204的电流大小。
开关晶体管204可以为高频率开关晶体管,也可以为低频率开关晶体管,具体情况根据实际需要选定。例如,本实施例中,开关晶体管204为高频率开关晶体管,相较于低频率开关晶体管,高频率开关晶体管在较大流体流量的应用场景中效果更好。
开关晶体管204内设置有第一控制开关,第一控制开关可以为三极管也可以为MOS管,具体情况根据实际需要选定。例如,本实施例中,第一控制开关为三极管。
开关晶体管204的数量可以为1个、2个、3个、4个、5个等,每个开关晶体管204可以包括1个三极管、2个三极管、3个三极管、4个三极管、5个三极管等,具体情况可以根据感应线圈201的数量与实际情况相应设置,例如,本实施例中,开关晶体管204的数量为两个,每个开关晶体管204包括两个三极管,其中一个开关晶体管204中的一个三极管没有与开关晶体管204外部电路连接。
如图9所示,开关晶体管204中与开关晶体管204外部电路连接的三极管为第一三极管2041,第一三极管2041为NPN型三极管,第一三极管2041的第一基极电连接感应线圈201,第一三极管2041的第一集电极电连接蓄电电路205,第一三极管2041的第一发射极与反相缓冲器206电连接。蓄电电路205与反相缓冲器206将在后文进行介绍。
这样设置,当金属元件103旋转导致感应线圈201内产生的电动势发生变化时,与感应线圈201电连接的第一基极处的电压改变,使得从第一集电极流向第一发射极的电流相应变化。即经过开关晶体管204的电流大小可以根据感应线圈201产生的电动势变化,使得蓄电电路205通过第一发射极的放电量发生改变,从而形成第一电信号。
第一三极管2041的第一基极还电连接有限流电阻207的一端,限流电阻207的另一端接地。这样设置,可以在激励周期结束时快速释放掉感应线圈201中的残余能量,防止感应线圈201中的残余能量影响下一个激励周期中感应线圈201内的电动势。限流电阻207的阻值可以根据实际需要进行调整,此处的激励周期将在后文进行介绍。
本发明实施例提供的转动信息采集电路2还包括蓄电电路205,蓄电电路205与开关晶体管204电连接,通过开关晶体管204控制蓄电电路205的放电量,并产生第一电信号。具体的,蓄电电路205中的第一电容2051经过开关晶体管204中的第一三极管2041、第三电阻214、第二电阻213、第四电阻215的路径进行放电,蓄电电路205中的第一控制引脚2052产生第一电信号。
蓄电电路205包括第一控制引脚2052以及第一电容2051,第一电容2051的一端接地,另一端电连接第一控制引脚2052以及第一集电极。第一控制引脚2052与处理器3信号连接,具体的,第一控制引脚2052与处理器3的一个具有数字输出和模拟输入功能的I/O接口信号连接。这样设置,使得处理器3既能向第一控制引脚2052发送第一高电平信号,又能接收第一控制引脚2052产生的第一电信号。
当第一控制引脚2052接收第一高电平信号时,第一控制引脚2052向第一电容2051充电,充电时间可根据第一电容2051的容值大小确定。如图9所示,第一电容2051的数量为三个,三个第一电容2051的容值可以相同也可以不同,在本实施例中,三个第一电容2051的容值相同。
当第一电容2051完成充电后,第一电容2051通过第一三极管2051的第一集电极放电,随着金属元件103的转动,感应线圈201内产生的电动势发生变化,从第一基极流向第一发射极的电流发生变化。使得第一电容2051通过第一集电极的放电量发生变化,第一控制引脚2052的电压值也相应变化,从而使得第一控制引脚2052处产生表征旋转元件1的转动信息的电压信号。
如图9和图10所示,本发明实施例提供的转动信息采集电路2还包括反相缓冲器206,反相缓冲器206包括第一引脚2061、第二引脚2062、第三引脚2063、第四引脚2064、第五引脚2065以及第六引脚2066。第二引脚2062接地,第五引脚2065电连接有供电引脚216,供电引脚216电连接第一供电电源7。这样设置,可以为反相缓冲器206提供能量。
第一引脚2061处的电压与第六引脚2066处的电压反相,第三引脚2063处的电压与第四引脚2064处的电压反相;第一引脚2061与第一发射极电连接,第三引脚2063电连接有第二控制引脚208,第四引脚2064与第一引脚2061电连接,第一引脚2061还电连接有第一发射极,第六引脚2066与激励线圈202的一端电连接,激励线圈202的另一端接地;第二控制引脚208与处理器3信号连接,第二控制引脚208接收来自处理器3的激励信号。
计量检测系统开始工作时,处理器3先通过第一控制引脚2052向第一电容2051充电,充电完成后,处理器3向第二控制引脚208发送周期性的激励信号,每个激励信号包括数个脉冲方波信号,每个激励信号持续的时间为激励周期。
当第二控制引脚208接收到激励信号时,会将该激励信号传递给第三引脚2063,在第四引脚2064处输出与激励信号的电压反相的第一反相信号。第四引脚2064将第一反相信号传送给第一引脚2061,使得与第一引脚2061电连接的第一发射极保持负电位。并且在第六引脚2066处输出与第一反相信号的电压反相的第二反相信号,使得与第六引脚2066电连接的激励线圈202产生激励磁场。
感应线圈201在激励磁场作用下产生电动势和感应磁场,转动盘101上的金属元件103在感应磁场作用下产生涡流,涡流产生与感应磁场相反的第一反向磁场,第一反向磁场削弱感应线圈201内部的电动势。
随着金属元件103的转动,金属元件103的相对感应线圈201的位置发生改变,金属元件103内产生的涡流对感应线圈201内部电动势的削弱程度随之改变,感应线圈201内部的电动势也随之改变,使得感应线圈201从第一基极流向第一发射极的电流随之变化,使得从第一集电极流向第一发射极的电流相应变化。第一电容2051的放电量随之变化,第一控制引脚2052处的电压值也相应变化。
处理器3在每次激励周期结束时对第一控制引脚2052处的电压值采样,得到随时间变化的多个电压采样值,通过上述多个电压采样值可以表征旋转元件1的转动信息的电压信号。
当处理器3周期性发送激励信号的次数达到第一预设值时,此时处理器3采集到的多个电压采样值组成与第一周期相应的第一电信号。第一预设值可以根据第一电容2051的容值、以及每个激励信号所对应的第一电容2051的放电量来进行设置。处理器3开始发送激励信号与处理器3发出激励信号的次数达到第一预设值之间的时间段为第一周期。
同时,处理器3向第一电容2051充电,此时,由于处理器3向第一电容2051充电的时间极短,因此处理器3在第一电容2051充电时可以继续发出激励信号,也可以停止发出激励信号。在本实施例中,处理器3在第一电容2051充电时停止发出激励信号。
当第一电容2051再次充电完成后,处理器3再次周期性的发出激励信号,依次循环上述过程,得到与第二周期对应的第一电信号。处理器3再次开始发出激励信号、与处理器3再次发出激励信号的次数达到第一预设值之间的时间段为第二周期。通过不同时期的第一电信号,得到旋转元件1的转动信息,从而获得流体的流量。
在一种具体的实施例中,第三引脚2063电连接有第二电容209的一端,第二电容209的另一端电连接第二控制引脚208。这样设置,可以减小方波脉冲信号的持续时间,优化激励线圈202产生的振荡波。第三引脚2063还连接有第一电阻210的一端,第一电阻210的另一端接地。第一电阻210起到下拉电阻的作用,在转动信息采集电路2没有收到激励信号时,可以使第三引脚2063处保持低电位,第一电阻210的阻值可以根据实际需要进行调整。
第一引脚2061与第四引脚2064电连接有第三电容211的一端,第三电容211的另一端电连接第一发射极;第六引脚2066电连接有第四电容212的一端,第四电容212的另一端电连接激励线圈202的一端,激励线圈202的另一端接地。通过设置第四电容212,可以使激励线圈202产生振荡的激励磁场。
第三电容211与第一发射极之间电连接有第二电阻213与第三电阻214,第二电阻213的一端与第三电容211电连接,第二电阻213的另一端与第三电阻214的一端电连接,第三电阻214的另一端与第一发射极电连接;第三电容211与第二电阻213电连接的一端还电连接有第四电阻215的一端,第四电阻215的另一端接地。
第一引脚2061处的第一反相信号经过第三电容211后持续时间会缩短,从而减小第一发射极处负电位的持续时间,减小每个激励周期蓄电电路205的放电量,节约能耗。第二电阻213与第三电阻214可以控制每个激励周期蓄电电路205的放电量,进一步节约能耗。第四电阻215可以起到下拉电阻的作用,在转动信息采集电路2没有收到激励信号时,可以使第一发射极处保持低电位。第二电阻213、第三电阻214以及第四电阻215的阻值可以根据实际需要进行调整。
本发明实施例提供的处理器3还包括流量显示装置以及流量显示电路,流量显示电路将测得的流体流量信息传递给流量显示装置,流量显示装置将流体流量显示出来。流量显示装置可以为液晶显示装置等,流量显示电路可以为液晶显示电路、无线数据上传电路等。
如图1所示,本发明实施例提供的计量检测系统还包括异物检测电路4、处理器3以及报警器5,异物检测电路4用于输出第二电信号,当没有金属异物插入计量表具时,第二电信号的持续时间为第一时间;当金属异物插入计量表具时,第二电信号的持续时间小于第一时间;处理器3与异物检测电路4信号连接,处理器3测量第二电信号的持续时间,当第二电信号的持续时间小于第一时间时,处理器3向报警器5发出报警信号;当报警器5接收到报警信号时,报警器5报警。报警器5可以为发光二极管,蜂鸣器等不同种类的报警器。
这样设置,可以提醒使用者取走金属异物,防止金属异物在感应磁场的作用下产生涡流,干扰转动信息采集电路2采集旋转元件1的转动信息。
如图11所示,本发明实施例提供的异物检测电路4包括LC振荡单元401,LC振荡单元401用于吸收与释放能量,LC振荡单元401可以产生逐渐衰减的振荡电压。
LC振荡单元401电连接第二供电电源8以及二极管402的正极,具体的,LC振荡单元401中的异物检测线圈4011的第一端电连接二极管402的正极,异物检测线圈4011的第二端电连接第二供电电源8。第二供电电源8用于为LC振荡单元401提供能量。异物检测线圈4011将在下文介绍。
二极管402的负极电连接第二控制开关,第二控制开关可以为三极管与MOS管中的一种,具体情况根据实际需要选定,例如,本实施例中,第二控制开关为第二三极管403,第二三极管403为NPN型三极管。第二三极管403的第二集电极电连接二极管402的负极,第二三极管403的第二发射极接地,第二三极管402的第二基极电连接第四控制引脚404,第四控制引脚404与处理器3信号连接,第四控制引脚404接收来自处理器3的第二高电平信号。
当处理器3向第四控制引脚404发送第二高电平信号时,第二三极管403导通,此时异物检测线圈4011充能,即LC振荡单元401开始充能。当异物检测线圈4011中储存的能量达到第一预设值时,处理器3向第四控制引脚404发送低电平信号,第二三极管403断开,异物检测线圈4011停止充能,此时异物检测线圈4011充能完成,亦即LC振荡单元401充能完成。
第一预设值的具体数值根据实际需要调整,即当计量检测系统的精度要求较高时,可相应调高第一预设值,使得异物检测线圈4011储能增多,从而产生更强的感应磁场,增强异物检测电路4对金属异物的检测能力。当计量检测系统的精度要求较低时,可相应减小第一预设值,使得异物检测线圈4011储能减少,减小电能耗散。
异物检测线圈4011的第二端还电连接有上拉电阻405的一端,上拉电阻405的另一端电连接第三三极管4012的第三基极,上拉电阻405的阻值可以根据实际需要进行调整。这样设置,可以使第三基极保持一定的电压,提高第三三极管4012的稳定性。第三三极管4012将在下文介绍。
如图11所示,LC振荡单元401包括异物检测线圈4011,异物检测线圈4011可以吸收和释放能量。异物检测线圈4011可以产生异物感应磁场,当有金属异物接近异物检测线圈4011时,金属异物在异物感应磁场作用下可以产生涡流,涡流会产生与异物感应磁场4011相反的第二反向磁场,第二反向磁场会削弱异物检测线圈4011内部的电动势,加快异物检测线圈4011的能量耗散,从而缩短LC振荡单元401释放能量的时间。
异物检测线圈4011可以为圆形线圈、矩形线圈、三角形线圈、正方形线圈、五角星形线圈等不同形状的线圈中的一种,具体情况根据实际需要选定,如图5和图7所示,本实施例中,异物检测线圈4011为圆形线圈,具体的,异物检测线圈4011为圆形外轮廓的平面螺旋线圈;异物检测线圈4011可以设置在印制电路板6上也可以不设置在印制电路板6上,具体情况根据实际需要选定。
如图3所示,在本实施例中,异物检测线圈4011设置在印制电路板6上,且异物检测线圈4011与激励线圈202设置在印制电路板6的同一走线层,异物检测线圈4011位于激励线圈202内部;异物检测线圈4011与感应线圈201设置在印制电路板6的不同走线层。这样设置,可以防止异物检测线圈4011产生的异物感应磁场干扰转动信息采集电路2采集旋转元件1的转动信息。
在另一种具体的实施例中,如图6所示,异物检测线圈4011与感应线圈201设置在印制电路板6的同一走线层,异物检测线圈4011与激励线圈202设置在印制电路板6的不同走线层,异物检测线圈4011位于公共圆形线圈203内。
LC振荡单元401还包括第三控制开关,第三控制开关与异物检测线圈4011电连接,第三控制开关用于导通与断开LC振荡单元401。第三控制开关可以为三极管与MOS管中的一种,具体情况根据实际需要选定,例如,本实施例中,第一开关为第三三极管4012,第三三极管4012为PNP型三极管。
LC振荡单元401还包括第五电容4013,第五电容4013的一端电连接异物检测线圈4011的第一端,第五电容4013的另一端电连接第三三极管4012的第三集电极,异物检测线圈4011的第二端电连接第三三极管4012的第三发射极,第三三极管4012的第三基极电连接第三控制引脚406,第三控制引脚406与处理器3信号连接,第三控制引脚406接收来自处理器3的低电平信号。
当异物检测线圈4011充能完成,亦即LC振荡单元401充能完成时,处理器3向第三控制引脚406发送低电平信号,此时第三三极管4012导通,LC振荡单元401开始释放能量,同时产生逐渐衰减的振荡电压。
如图11所示,第三三极管4012的第三集电极还电连接有放电电阻407的一端,放电电阻407的另一端接地,放电电阻407的阻值可以根据实际需要进行调整;这样设置,可以将第三集电极流出的电流分流。
本发明实施例提供的异物检测电路4还包括第四控制开关,第四控制开关可以为三极管与MOS管中的一种,具体情况根据实际需要选定,例如,本实施例中,第四控制开关为第四三极管410,第四三极管410为PNP型三极管。
第四三极管410的第四发射极电连接第三三极管4012的第三集电极,第四三极管410的第四基极电连接基极限流单元408,第四三极管410的第四集电极电连接信号维持单元409以及输出引脚411;输出引脚411与处理器3信号连接,输出引脚411向处理器3输出第二电信号。
信号维持单元409包括第六电容4091和第五电阻4092,第六电容4091和第五电阻4092并联,第五电阻4092的一端电连接第四三极管410的第四集电极,第五电阻4092的另一端接地。当第四三极管410导通时,第六电容4091开始储能,亦即信号维持单元409开始储能;当第四三极管410断开时,第六电容4091中储存的能量经过第五电阻4092耗散,通过改变第五电阻4092的阻值,可以调节第六电容4091中储存能量的耗散速率,因此,第五电阻4092的阻值可以根据实际需要进行选定。
基极限流单元408包括第六电阻4081与第七电容4082,第六电阻4081的阻值可以根据实际需要选定。第六电阻4081与第七电容4082并联,第六电阻4081的一端电连接第四三极管410的第四基极,第六电阻4081的另一端电连接异物检测线圈4011的第一端。基极限流单元408用于限制通过第四三极管410的第四基极的电流大小,并且可以使第四基极处的电流更为稳定。通过改变第六电阻4081的阻值,可以调节第四基极处的电流大小;通过设置第七电容4082,可以防止第七电容4082两端的电路中电压发生突变,从而稳定第四基极处的电流。
LC振荡单元401释放能量时,在第三三极管4012的第三集电极处会产生逐渐衰减的振荡电压。当第三三极管4012的第三集电极处电压强度高于第四三极管410的导通电压时,第四三极管410导通。由于第三三极管4012的第三集电极处产生的是逐渐衰减的振荡电压,第四三极管410将保持间歇导通的状态直至第三集电极处的振荡电压衰减至无法导通第四三极管410。
当第四三极管410的第四基极处的振荡电压还未衰减至无法导通第四三极管410时,若第四三极管410处于导通状态,则与第四三极管410的第四集电极电连接的第二输出引脚411向处理器3输出第二电信号;同时与第四三极管410的第四集电极电连接的信号维持单元409开始储能,具体的,信号维持单元409中的第六电容4091开始储能。
当第四三极管410的第四基极处的振荡电压还未衰减至无法导通第四三极管410时,若第四三极管410处于断开状态,则此时信号维持单元409中的第六电容4091储存的电能可以使第二输出引脚411在短时间内保持一个较高的电位,从而使得第二输出引脚411持续向处理器3输出第二电信号。
当第四三极管410的第四基极处的振荡电压衰减至无法导通第四三极管410时,第四三极管410处于断开状态,此时信号维持单元409中的第六电容4091储存的能量在极短的时间内通过第五电阻4092耗散,第二输出引脚411不再保持较高的电位,第二输出引脚411停止向处理器3输出第二电信号。
处理器3接收来自第二输出引脚411的第二电信号并且测量第二电信号的持续时间。当没有金属异物插入计量表具时,第二电信号的持续时间为第一时间。
当有金属异物插入计量表具时,金属异物在异物检测线圈4011产生的异物感应磁场作用下可以产生涡流,涡流会产生与异物感应磁场相反的第二反向磁场,第二反向磁场会削弱异物检测线圈4011内部的电动势,加快异物检测线圈4011的能量耗散速率,从而缩短LC振荡单元401释放能量的时间,进而缩短第三集电极处的振荡电压衰减至无法导通第四三极管410所需的时间,使得第二电信号的持续时间缩短。
因此,当处理器3测量到的电信号的持续时间小于第一时间时,则表示有金属异物插入计量表具,此时,处理器3向报警器5发送报警信号。报警器5接收到报警信号时,报警器5报警,提醒使用者及时取走金属异物,从而防止金属异物影响转动信息采集电路2采集旋转元件1的转动信息,干扰计量检测系统的计量功能。
本发明实施例还提供了一种计量表具,包括上述实施例中的计量检测系统。由于该计量表具包括上述计量检测系统,因此该计量表具也具有上述计量检测系统的优点,具体可以参考上述计量检测系统的相关描述。
本发明实施例还提供了一种计量检测系统的计量方法,本发明实施例提供的计量检测系统的计量方法首先获取第一电信号。
第一电信号由转动信息采集电路2根据一个感应线圈201采集的旋转元件1的转动信息生成。如图9所示的电路中,上述步骤获取的第一电信号为三个第一控制引脚2052中的任意一个引脚输出的第一电信号。第一电信号包括在设定的取样时间内按照时间点的先后顺序采集的多个电压采样值。
其次根据多个电压采样值的大小以及取样时间点的先后顺序,获得流体流量。这一步骤包括:根据多个电压采样值的大小以及取样时间点的先后顺序,生成周期性变化的电压采样曲线,其中,电压采样曲线的一个周期小于第一电信号的取样时间;根据电压采样曲线,获得电压采样曲线的总周期数;根据总周期数得到第一电信号对应的旋转元件1的转数;根据旋转元件1的转数获得流体流量。
由于旋转元件1转动时,金属元件103做圆周运动,使得金属元件103产生的涡流对感应线圈201内部电动势的削弱是周期性变化的,进而使得电压采样值的大小也是随时间周期性变化的,且电压采样值的大小随时间变化的周期与旋转元件1转动的周期相同,因次,电压采样曲线9的总周期数即为旋转元件1转动的圈数。
根据电压采样曲线,获得电压采样曲线的总周期数这一步骤包括:
获取电压采样曲线中的电压极大值与电压极小值,根据电压极大值与电压极小值得到电压中间值;
电压采样曲线可以为正弦曲线或余弦曲线等周期性曲线,如图12所示,在一种具体的实施例中,当电压采样曲线9中的电压采样值首次由大于电压中间值变为小于电压中间值时,开始第一个计数周期,即电压采样曲线9由大到小跨过电压中间值所在中间值线10时,开始第一个计数周期。具体的,可以将电压采样曲线9由大到小跨过中间值线10的前一个电压采样值对应的时间节点为第一个计数周期的起点,即图12中第一电压采样值901对应的时间节点。
当电压采样曲线9中的电压采样值再次由大于电压中间值变为小于电压中间值时,结束第一个计数周期,同时开始第二个计数周期。即电压采样曲线9由大到小再次跨过电压中间值所在中间值线10时,结束第一个计数周期,同时开始第二个计数周期,依次循环,直至电压采样值不再由大于电压中间值变为小于电压中间值。每个计数周期的开始和结束表示旋转元件1旋转一周。
具体的,可以将电压采样曲线9由大到小再次跨过中间值线10的前一个电压采样值对应的时间节点为第一个计数周期的终点,即图12中第二电压采样值902对应的时间节点。
在另一种具体的实施例中,当电压采样曲线9中的电压采样值首次由小于电压中间值变为大于电压中间值时,开始第一个计数周期,即电压采样曲线9由小到大跨过电压中间值所在中间值线10时,开始第一个计数周期。具体的,可以将电压采样曲线9由小到大跨过中间值线10的前一个电压采样值对应的时间节点为第一个计数周期的起点,即图12中第三电压采样值903对应的时间节点。
当电压采样曲线9中的电压采样值再次由小于电压中间值变为大于电压中间值时,结束第一个计数周期,同时开始第二个计数周期。即电压采样曲线9由小到大再次跨过电压中间值所在中间值线10时,结束第一个计数周期,同时开始第二个计数周期,依次循环,直至电压采样值不再由小于电压中间值变为大于电压中间值。每个计数周期的开始和结束表示旋转元件1旋转一周。
具体的,可以将电压采样曲线9由小到大再次跨过中间值线10的前一个电压采样值对应的时间节点为第一个计数周期的终点,即图12中第四电压采样值904对应的时间节点。
上述计量检测系统的计量方法,只需转动信息采集电路2通过一个感应线圈201对旋转元件1进行感应测得的第一电信号,即可测得流体的流量。无需将转动信息采集电路2通过多个感应线圈201分别测得的第一电信号进行比较,即处理器3可以省去一个比较的过程,减小了处理器3的处理难度。且上述计量检测系统的计量方法无需将转动信息采集电路2通过多个感应线圈201分别测得的第一电信号进行比较,使得多个感应线圈201的结构可以不相同,即无需制造结构完全相同的感应线圈,减小了加工难度。
本说明书中各实施例或实施方式采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。
在本说明书的描述中,参考术“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (14)
1.一种计量检测系统,其特征在于,包括旋转元件、转动信息采集电路以及处理器;
所述旋转元件用于在流体流经所述旋转元件时转动;
所述转动信息采集电路包括激励线圈、感应线圈、开关晶体管、蓄电电路以及反相缓冲器,
所述感应线圈与所述激励线圈电磁耦合;所述感应线圈相对所述旋转元件设置,用于采集所述旋转元件的转动信息;
所述反相缓冲器与所述激励线圈电连接,用于控制所述激励线圈产生激励磁场;
所述开关晶体管与所述感应线圈电连接,用于根据所述感应线圈产生的感应电流,调整经过所述开关晶体管的电流大小;所述蓄电电路与所述开关晶体管电连接,用于通过所述开关晶体管控制所述蓄电电路的放电量,并产生第一电信号;
所述处理器与所述蓄电电路信号连接,所述处理器根据所述第一电信号计算出所述流体的流量。
2.根据权利要求1所述的计量检测系统,其特征在于,所述开关晶体管包括第一三极管,所述第一三极管为NPN型三极管,所述第一三极管的第一基极电连接所述感应线圈,所述第一三极管的第一集电极电连接所述蓄电电路,所述第一三极管的第一发射极与所述反相缓冲器电连接。
3.根据权利要求2所述的计量检测系统,其特征在于,所述第一基极还电连接有限流电阻的一端,所述限流电阻的另一端接地。
4.根据权利要求2所述的计量检测系统,其特征在于,所述蓄电电路包括第一控制引脚以及第一电容,所述第一电容的一端接地,另一端电连接所述第一控制引脚以及所述第一集电极;
所述第一控制引脚与所述处理器信号连接,所述第一控制引脚接收所述处理器发出的第一高电平信号,当所述第一控制引脚接收所述第一高电平信号时,所述第一控制引脚向所述第一电容充电;
所述第一电容通过第一三极管放电后,所述第一控制引脚处产生所述第一电信号。
5.根据权利要求2所述的计量检测系统,其特征在于,所述反相缓冲器包括第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚以及第六引脚,所述第一引脚处的电压与所述第六引脚处的电压反相,所述第三引脚处的电压与所述第四引脚处的电压反相;
所述第一引脚与所述第一发射极电连接,所述第三引脚电连接有第二控制引脚,所述第四引脚与所述第一引脚电连接,所述第一引脚还电连接有所述第一发射极,所述第六引脚与所述激励线圈的一端电连接,所述激励线圈的另一端接地;
所述第二控制引脚接收来自所述处理器的激励信号;
所述第二引脚接地,所述第五引脚电连接有供电引脚,所述供电引脚电连接第一供电电源。
6.根据权利要求5所述的计量检测系统,其特征在于,所述第三引脚电连接有第二电容的一端,所述第二电容的另一端电连接所述第二控制引脚;
所述第三引脚还电连接有第一电阻的一端,所述第一电阻的另一端接地。
7.根据权利要求5所述的计量检测系统,其特征在于,所述第一引脚与所述第四引脚电连接有第三电容的一端,所述第三电容的另一端电连接所述第一发射极;
所述第六引脚电连接有第四电容的一端,所述第四电容的另一端电连接所述激励线圈的一端,所述激励线圈的另一端接地。
8.根据权利要求7所述的计量检测系统,其特征在于,所述第三电容与所述第一发射极之间电连接有第二电阻与第三电阻,所述第二电阻的一端与所述第三电容电连接,所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端电连接,所述第三电阻的另一端与所述第一发射极电连接;
所述第三电容与所述第二电阻电连接的一端还电连接有第四电阻的一端,所述第四电阻的另一端接地。
9.一种计量表具,其特征在于,包括权利要求1-8中任一项所述的计量检测系统。
10.一种计量检测系统的计量方法,其特征在于,包括:
获取第一电信号,所述第一电信号由转动信息采集电路根据一个感应线圈采集的旋转元件的转动信息生成,所述第一电信号包括在设定的取样时间内并按照取样时间点的先后顺序采集的多个电压采样值;
根据所述多个电压采样值的大小以及所述取样时间点的先后顺序,获得流体流量。
11.根据权利要求10所述的计量检测系统的计量方法,其特征在于,根据所述多个电压采样值的大小以及所述取样时间点的先后顺序,获得流体流量的步骤包括:
根据所述多个电压采样值的大小以及所述取样时间点的先后顺序,生成周期性变化的电压采样曲线,所述电压采样曲线的一个周期小于所述第一电信号的所述取样时间;
根据所述电压采样曲线,获得所述电压采样曲线的总周期数;
根据所述总周期数得到所述第一电信号对应的所述旋转元件的转数;
根据所述旋转元件的转数获得所述流体流量。
12.根据权利要求11所述的计量检测系统的计量方法,其特征在于,根据所述电压采样曲线,获得所述电压采样曲线的总周期数的步骤包括:
获取所述电压采样曲线中所述多个电压采样值中的电压极大值和电压极小值;
根据所述电压极大值与所述电压极小值得到电压中间值;
当所述电压采样曲线中的所述电压采样值首次由大于所述电压中间值变为小于所述电压中间值时,开始第一个计数周期;当所述电压采样值再次由大于所述电压中间值变为小于所述电压中间值,结束所述第一个计数周期,同时开始第二个计数周期,依次循环,直至所述电压采样值不再由大于所述电压中间值变为小于所述电压中间值;每个所述计数周期的开始和结束表示所述旋转元件旋转一周。
13.根据权利要求11所述的计量检测系统的计量方法,其特征在于,根据所述电压采样曲线,获得所述电压采样曲线的总周期数的步骤包括:
获取所述电压采样曲线中所述多个电压采样值中的电压极大值和电压极小值;
根据所述电压极大值与所述电压极小值得到电压中间值;
当所述电压采样曲线中的所述电压采样值首次由小于所述电压中间值变为大于所述电压中间值时,开始第一个计数周期;当所述电压采样值再次由小于所述电压中间值变为大于所述电压中间值,结束所述第一个计数周期;同时开始第二个计数周期,依次循环,直至所述电压采样值不再由小于所述电压中间值变为大于所述电压中间值;每个所述计数周期的开始和结束对应所述旋转元件旋转一周。
14.根据权利要求12或13所述的计量检测系统的计量方法,其特征在于,所述电压采样曲线为正弦曲线或余弦曲线。
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CN202011440088.0A CN114623888A (zh) | 2020-12-10 | 2020-12-10 | 计量检测系统及其计量方法、计量表具 |
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CN115508576A (zh) * | 2022-11-22 | 2022-12-23 | 天津赛恩能源技术股份有限公司 | 一种旋转检测电路、异物检测方法、励磁调整方法 |
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