CN206906536U - 超声水表pcb电路在线检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超声水表PCB电路在线检测装置。装置主要包括机械结构装置、测试系统电路。测量系统电路主要测量待测超声水表PCB主板的关键电路的工作电压及电流、待测M‑BUS电路PCB的工作电流等,测试系统将获得的数据通过485转USB串口发送到上位机,并且上位机利用M‑BUS主机及模块电路采集超声水表PCB流量测量模块的时差数据、温度测量模块信息、存储芯片信息,与预设在上位机里面的超声水表PCB电路正常工作的相关数据进行对比。本实用新型在使用时只需更换待测PCB板,即可快速、稳定的检测出待测板是否合格,简化了测试流程,提高了测试效率,满足工厂大批量生产的要求。
Description
技术领域
本实用新型属于流量自动检测技术领域,涉及一种超声水表PCB电路在线检测装置。
背景技术
随着智慧城市建设的进一步完善,智慧水务已经成为水流量计量领域的发展趋势。目前水流量计量行业,应用在智慧水务的水计量仪表主要是机械式水表,大部分产家在机械式水表上安装电子采集装置,实现远传自动抄表、在线监测用户用水量等功能。机械水表在使用的过程中,机械计量元件磨损大,长时间使用导致水表计量精度降低,并且不能测量小流量。
超声水表作为一种新型的智能化仪表,与其他水计量仪表相比,超声水表具有精度高、灵敏度高、重复性好、压损低、量程比大以及双向测量等特点,并且测量管道内无任何运动部件,对被测介质几乎无要求。超声水表作为一种智能水表,本身的优越性将极大的促进智慧水务的建设。超声水表的研发与生产,已经成为水计量行业的发展趋势,如果超声水表代替各家各户的机械式水表,其需求量将是巨大的。
超声水表的生产过程中,能否快速高效的检定超声水表电路板的好坏,也是超声水表生产过程中的一道重要检测工序。目前,大部分产家检测超声水表电路板是否合格的主要方法是:将超声波换能器连线焊接到待测的电路板上,换能器安装在充满水的管道上,待测电路板上电之后观察液晶是否正常显示,液晶显示是否报错,利用万用表测量待测电路板上不同模块的工作电压和电流,从而判断待测电路板是否合格。该检测方法操作复杂、效率低下,无法满足大批量超声水表的生产要求。待测电路板在以上检测的过程中,任何一个不合理的检测操作,都会引起后面连续的生产问题。整台超声水表安装完成之后,直到做实验标定时才能发现问题,影响了整个生产的效率,大大浪费了人力和物力,也增加了制造的成本。
发明内容
本实用新型针对现有超声水表电路板检测技术中操作复杂、效率低下等不足,提供了一种快速简单、高效、稳定的超声水表PCB电路在线检测装置。
本实用新型解决技术问题所采取的技术方案为:
本实用新型包括用于读取待测超声水表PCB主板工作电压和工作电流的测试系统电路模块;提供待测PCB主板与测试系统电路模块电源的开关电源模块;固定待测PCB主板的支撑架与压针;控制压针上下运动的手柄;连接待测PCB板中待测点的探针;所述探针与开关电源、测试系统电路模块、M-BUS模块连接;充满水的超声水表管道,超声水表管道上的换能器通过数据线与待测PCB主板上换能器安装的位置点连接以及上位机。
所述的测试系统电路模块包括430单片机最小系统、AD芯片处理模块电路、485通讯模块电路;具体是:
单片机U10的AVcc端与3.3V电源端、电容CD10的“+”端、电容C10的一端连接;单片机U10的DVcc端与3.3V电源端、电容CD10的“+”端、电容C10的一端连接;电容CD10的另一端与数字地DGND连接;电容C10的另一端与数字地DGND连接。
单片机U10的RST端与电阻R10的一端、电容C11的一端连接;电阻R10的另一端与电源3.3V连接;电容C11的另一端与数字地DGND端连接。
单片机U10的晶振XIN端与晶振的X10的一端、电容C12的一端连接;单片机U10的晶振XOUT端与晶振的X10的另一端、电容C13的一端连接;电容C12的另一端与数字地DGND端连接;电容C13的另一端与数字地DGND端连接。
单片机U10的P2.0端与485通讯芯片U16的/RE端、485通讯芯片U16的DE端连接;单片机U10的TXD0端与485通讯芯片U16的DI端连接;单片机U10的RXD0端与485通讯芯片U16的RO端连接。
单片机U10的P1.1端与AD芯片U11的/CS端连接;单片机U10的P1.2端与AD芯片U11的SCLK端、AD芯片U12的SCLK端连接;单片机U10的P1.3端与AD芯片U12的/CS端连接;单片机U10的P1.4端与U11的DIN端、AD芯片U12的DIN端连接;U10的P1.5端与AD芯片U11的DOUT端、AD芯片U12的DOUT端连接;
所述的单片机U10采用MSP430F437芯片;AD芯片U11、AD芯片U12采用AD7799芯片;485通讯模块芯片U16采用MAX3485芯片。
本实用新型的有益效果在于:本实用新型简化了现有超声水表电路板的检测流程,解决了原有检测技术复杂、效率低等问题,实现了快速、高效检测,一体化显示待测电路板是否合格等功能,提高了检测效率,降低了生产成本。
附图说明
图1是超声水表PCB电路在线检测装置电路整体框图;
图2是超声水表PCB电路在线测试系统模块具体电路图;
图3是超声水表PCB电路在线检测装置机械示意图。
具体实施方式
为更清晰地表达本实用新型,以下结合附图作进一步说明。
图1是超声水表PCB电路在线检测装置电路整体框图。结合图1简述该超声水表PCB电路在线检测装置的电路设计原理:该装置检测电路采用220V交流电源供电,电源通过开关电源模块(12)转化为5V直流电压,再通过稳压电路转化为3.3V的直流电压给待测超声水表PCB主板(15)与测试系统电路模块(13)供电,M-BUS模块(14)由M-BUS主机供电。测试系统电路模块(13)的核心控制芯片选用单片机MSP430F437,利用AD7799读取待测超声水表PCB主板(15)的工作电压、工作电流,待测主板上的CPU最小系统、流量测量模块、温度测量模块的工作电压以及M-BUS模块(14)的工作电流。将测试电路模块(13)获得的数据通过USB串口通讯传送给上位机(11),利用上位机(11)实时监测待测超声水表PCB主板(15)各关键模块的工作电压与工作电流以及M-BUS模块(14)的工作电流是否正常。此外,待测超声水表PCB主板(15)通过M-BUS主机及M-BUS模块(14)连接到上位机(11),上位机(11)实时采集超声换能器的时差、温度传感器信息,可监测流量测量模块、温度测量模块是否工作正常;上位机(11)读取待测超声水表PCB主板(15)的存储芯片信息,在线检测待测超声水表PCB主板的存储芯片是否工作正常。
图2是超声水表PCB电路在线测试系统模块具体电路图。其中区域1为430单片机最小系统电路连接示意图;区域2为AD芯片处理模块电路连接示意图;区域3为待测主板电路PCB、待测M-BUS电路PCB的检测点连接示意图;区域4为M-BUS主机模块连接示意图;区域5为485通讯模块电路连接示意图;区域6为上位机模块连接示意图。该在线测试系统模块的CPU最小系统的单片机U10采用MSP430F437;AD芯片U11、U12采用24位高精度的AD7799芯片;485通讯模块芯片U16采用MAX3485芯片。各区域模块具体连接方式如下:
如图2所示区域1中的单片机U10的AVcc端与3.3V电源端、电容CD10的“+”端、电容C10的一端连接;U10的DVcc端与3.3V电源端、电容CD10的“+”端、电容C10的一端连接;电容CD10的另一端与数字地DGND连接;电容C10的另一端与数字地DGND连接。
单片机U10的RST端与电阻R10的一端、电容C11的一端连接;电阻R10的的另一端与电源3.3V连接;电容C11的另一端与数字地DGND端连接。
单片机U10的晶振XIN端与晶振的X10的一端、电容C12的一端连接;U10的晶振XOUT端与晶振的X10的另一端、电容C13的一端连接;电容C12的另一端与数字地DGND端连接;电容C13的另一端与数字地DGND端连接。
单片机U10的P2.0端与485通讯芯片U16的/RE端、U16的DE端连接;U10的TXD0端与U16的DI端连接;U10的RXD0端与U16的RO端连接。
单片机U10的P1.1端与2区域的AD芯片U11的/CS端连接;U10的P1.2端与U11的SCLK端、U12的SCLK端连接;U10的P1.3端与U12的/CS端连接;U10的P1.4端与U11的DIN端、U12的DIN端连接;U10的P1.5端与U11的DOUT端、U12的DOUT端连接。
如图2所示区域2中的AD芯片U11的PSW端与U11的REF-端连接;U11的DVdd端与电源3.3V连接;U11的AVdd端与电源3.0V端连接;U11的REF+端与电源3.0V端连接;U11的GND端与DGND端、外接精密电阻R11的一端、U11的AIN3-端连接;AD芯片U11的AIN1+端与3区域待测主板电路PCB的DVCC1检测点连接;U11的AIN1-端与待测主板电路PCB板的DGND1检测点连接;U11的AIN2+端与待测主板电路PCB板的AVCC1检测点连接;U11的AIN2-端与待测主板电路PCB板的AGND1检测点连接;U11的AIN3+端与待测主板电路PCB板的DGND1检测点、外接精密电阻R11另一端连接。
如图2所示区域2中的AD芯片U12的PSW端与U12的REF-端连接;U12的DVdd端与电源3.3V连接;U12的AVdd端与电源3.0V端连接;U12的REF+端与电源3.0V端连接;U12的GND端与DGND端连接;AD芯片U12的AIN1+端与待测M-BUS电路PCB的M-端、外接精密电阻R12的一端连接;U12的AIN1-端与M-BUS主机的“-”端、外接精密电阻R12的另一端连接;
如图2所示区域3中的待测主板电路PCB的U1+检测点与换能器A的一端连接;待测主板电路PCB的U1-检测点与换能器A的另一端连接;待测主板电路PCB的U2+检测点与换能器B的一端连接;待测主板电路PCB的U2-检测点与换能器B的另一端连接;待测主板电路PCB的PT1000+检测点与外接电阻R13的一端连接;待测主板电路PCB的PT1000-检测点与外接电阻R13的另一端连接;待测主板电路PCB的TXD端与待测M-BUS电路PCB的TXD端连接;待测主板电路PCB的RXD端与待测M-BUS电路PCB的RXD端连接;待测主板电路PCB的3.3V检测点与电源3.3V连接。待测M-BUS电路PCB的M+端与M-BUS主机的“+”连接。
如图2所示区域4中的M-BUS主机通过两根USB通讯线与6区域的上位机连接。5区域的通讯芯片U16的VCC与电源3.3V连接;U16的GND与DGND地连接;U16的A端与B端分别通过485数据线转换成USB连接到6区域的上位机。
其中AD芯片U11主要读取待测主板电路PCB各检测点的电压值;通过外接精密电阻R11读取待测主板电路PCB的工作电流。待测主板电路PCB U1+、U1-检测点通过连接装在管道上的换能器A, U2+、U2-检测点连接装在管道上的换能器B,通过获取相关静态时差值,显示待测主板电路PCB的时间测量电路模块是否工作正常。待测主板电路PCB的PT1000+、PT1000-检测点通过连接外部固定电阻值的R13获得固定温度值,检测温度测量模块是否工作正常。
图3是超声水表PCB电路在线检测装置机械示意图。结合图3简述该超声水表PCB在线检测装置的原理:装置通过开关(21)接通220V交流电源,该交流电通过开关电源(22)转化为稳定输出的3.3V直流电源给待测超声水表PCB电路板与测试系统电路模块(23)供电。下压手柄(213),活动杆(210)带动活动压板(29)下压,压针(28)抵住PCB支撑板(26)以及放在支撑板上的待测PCB电路板,压针(28)与弹簧(24)将PCB支撑板(26)与待测PCB板固定,探针(25)从PCB支撑板(26)内部小孔穿出,连接到待测PCB板上的检测点,此时待测电路PCB板通电,测试电路模块(23)测得待测PCB板的各模块检测点的相关数据,并通过485转USB通讯电路将数据发送到上位机(214)。固定在装置一侧的超声水表管道(27)充满水,管道(27)上的换能器通过数据线与待测PCB电路板上换能器安装的位置点连接。上位机(214)通过M-BUS主机与待测M-BUS电路模块相连,上位机(214)通过M-BUS模块实时读取超声水表PCB电路上时间测量模块的时差数据,发送到上位机上显示;上位机(214)通过M-BUS模块读取待测电路PCB电路板上存储芯片内的相关信息,显示在上位机(214)上。上位机(214)实时采集的相关数据与预设在上位机(214)里面的超声水表PCB电路正常工作的相关数据进行对比,可实时一体化显示超声水表PCB各模块的工作情况以及自动判断显示待测PCB电路板是否合格。
相较于目前对超声水表电路板的检测技术,本超声水表PCB电路在线检测装置只需在测试时更换待测超声水表PCB主板及待测M-BUS电路PCB即可快速、稳定的检测出各PCB电路板是否合格,极大地节省了人力物力,提高了生产效率,可给工厂大批量生产超声水表提供了检测技术保障。
Claims (1)
1.超声水表PCB电路在线检测装置,其特征在于,包括用于读取待测超声水表PCB主板工作电压和工作电流的测试系统电路模块;提供待测PCB主板与测试系统电路模块电源的开关电源模块;固定待测PCB主板的支撑架与压针;控制压针上下运动的手柄;连接待测PCB板中待测点的探针;所述探针与开关电源、测试系统电路模块、M-BUS模块连接;充满水的超声水表管道,超声水表管道上的换能器通过数据线与待测PCB主板上换能器安装的位置点连接以及上位机;
所述的测试系统电路模块包括430单片机最小系统、AD芯片处理模块电路、485通讯模块电路;具体是:
单片机U10的AVcc端与3.3V电源端、电容CD10的“+”端、电容C10的一端连接;单片机U10的DVcc端与3.3V电源端、电容CD10的“+”端、电容C10的一端连接;电容CD10的另一端与数字地DGND连接;电容C10的另一端与数字地DGND连接;
单片机U10的RST端与电阻R10的一端、电容C11的一端连接;电阻R10的另一端与电源3.3V连接;电容C11的另一端与数字地DGND端连接;
单片机U10的晶振XIN端与晶振的X10的一端、电容C12的一端连接;单片机U10的晶振XOUT端与晶振的X10的另一端、电容C13的一端连接;电容C12的另一端与数字地DGND端连接;电容C13的另一端与数字地DGND端连接;
单片机U10的P2.0端与485通讯芯片U16的/RE端、485通讯芯片U16的DE端连接;单片机U10的TXD0端与485通讯芯片U16的DI端连接;单片机U10的RXD0端与485通讯芯片U16的RO端连接;
单片机U10的P1.1端与AD芯片U11的/CS端连接;单片机U10的P1.2端与AD芯片U11的SCLK端、AD芯片U12的SCLK端连接;单片机U10的P1.3端与AD芯片U12的/CS端连接;单片机U10的P1.4端与U11的DIN端、AD芯片U12的DIN端连接;U10的P1.5端与AD芯片U11的DOUT端、AD芯片U12的DOUT端连接;
所述的单片机U10采用MSP430F437芯片;AD芯片U11、AD芯片U12采用AD7799芯片;485通讯模块芯片U16采用MAX3485芯片。
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CN115877188A (zh) * | 2023-03-04 | 2023-03-31 | 大禹节水(天津)有限公司 | 一种超声波水表电路检测装置 |
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