CN210005023U - 一种仪表计量信号采样结构 - Google Patents

Abstract

实用新型公开了一种仪表计量信号采样结构，包括主控板、计数器取样字轮、磁钢和磁性开关元件，主控板为片状电路板，所述磁钢为两个，同向贯通安装在计数器取样字轮的同一面，两个磁钢呈轴对称，对称轴为计数器取样字轮的中心轴；两个磁钢的S/N工作面分别对应于计数器取样字轮0、5位置且磁钢的工作面垂直于字轮的圆切边；磁性开关元件为两个，按相反方向固定在主控板上，磁性开关元件磁钢的最近距离为5毫米。该结构更加优化，制造成本低，同时具有采样高灵敏度、抗干扰能力极强特点。

Description

一种仪表计量信号采样结构

技术领域

本实用新型涉及仪表计量技术领域，具体涉及一种仪表计量信号采样结构。

背景技术

现在仪表(燃气表、电表、水表)机械辅助电子采样结构都是采用计数器字轮上安装一个磁钢，计数器上下两侧布置磁性开关元件(干簧管、全极霍尔、全极磁阻等)，开关元件制作在小取样PCB板上，取样板另外做三防处理(涂覆三防漆、或灌封)，与主控板采用导线或排线方式连接的结构。这种结构的缺点在于：除了主控板需要做三防处理，开关元件需要另外做三防处理。生产中，制作取样组件、计数器架上安装取样组件、取样件三防处理的生产过程费工时、费物料。而且磁性开关元件如干簧管还存在坏件率质量风险。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，本实用新型提供了新的仪表计量信号采样结构，整体构思是不在计数器上下两侧布置磁性开关元件，而将磁性开关元件布置在主控板上，节约了跨出主控板布置采样结构的成本；而且磁性开关元件在主控板上直接做主控板三防处理，节约另外做采样结构三防处理的成本。

本实用新型提供的仪表计量信号采样结构，包括主控板、计数器取样字轮、磁钢和磁性开关元件，所述主控板为片状电路板，所述磁钢为两个，同向贯通安装在计数器取样字轮的同一面，两个磁钢呈轴对称，对称轴为计数器取样字轮的中心轴；两个磁钢的S/N工作面分别对应于计数器取样字轮0、5位置且磁钢的工作面垂直于字轮的圆切边；

磁性开关元件为两个，按相反方向固定在主控板上，磁性开关元件与磁钢的最近距离为5毫米。磁性开关元件正向安装时，当对应的磁钢极性作用到磁性开关元件感应区时，将按照规格书描述的输出信号。而当磁性开关元件反向安装时，当对应磁钢作用到磁性开关元件感应区时，输出为相反的信号，正是本实用新型装置所需的。选择5mm的间距，其作用是该距离下磁性开关元件感应区的磁力强度为170高斯，磁性开关元件的灵敏度为35高斯，这样的距离满足性能要求。

优选的，所述磁性开关元件为干簧管、全极霍尔或全极磁阻。

优选的，所述磁性开关元件为双极锁存隧道磁阻传感器TMR。双极锁存隧道磁阻传感器是新型磁电阻效应传感器，其利用磁性多层膜材料的隧道磁电阻效应对磁场进行感应，通常用磁隧道结(Magnetic Tunnel Junction,MTJ)来代指TMR元件。当磁钢S极作用到磁性开关元件感应区时，输出信号为低电平，并且这个状态是保持不变的，只有当磁钢N极作用到磁性开关元件感应区时，输出信号才会改变为高电平。这种保持上次状态的特性即锁存特性，分别区分作用磁性的特性即双极性。

优选的，所述磁性开关元件采用SMT加工方式固定在主控板上，磁性开关元件与主动板电连接。

SMT(Surface Mounting Technology)即表面组装技术或称表面贴装技术，是将无引脚或短引线或球的矩阵排列封装的表面组装元器件(例如本实用新型的磁性开关元件)安装在印制电路板(例如本实用新型的主控板)的表面上，通过回流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。

优选的，所述主控板与磁性开关元件进行三防漆涂覆处理。三防漆是现有的一种涂料，用于保护电子线路板及其相关设备免受环境的侵蚀。三防漆具有良好的耐高低温性能；其固化后成一层透明保护膜，具有优越的绝缘、防潮、防漏电、防震、防尘、防腐蚀、防老化、耐电晕等性能。

可选或优选的，所述仪表为燃气表、水表或电表。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的仪表计量信号采样结构采用双磁钢，单侧采样结构，双采样传感器，双采样元件相反方向布置，双级计数冗余设计，结构更加优化，且成本低。级冗余设计，在一级部件故障后，进行报警，自动切换二级部件工作，继续计数工作，直至维修更换。

磁性开关元件采用SMT加工方式固定在主控板上，与主控板一起做三防处理，产品组装过程省去采样组件安装操作。

本实用新型的采样结构设计可以使系列化的产品进行通用设计，对产品结构设计来说更加方便。

该采样结构具有采样高灵敏度、抗干扰能力极强特点，可有效防止偷气、偷水或偷电的行为。当外界强磁干扰时，两个磁性开关元件同时输出相同的信号(开或关)，程序自动判定为窃气(水或电)，程序进行仪表关阀(断开)停止供应。

附图说明

图1为实施例1的仪表计量信号采样结构示意图；

图2为主控板平面上第一磁性开关和第二磁性开关相互位置示意图；

图3为实施例1的仪表计量信号采样结构工作原理图。

图中：

1.主控板2.计数器取样字轮3.第一磁钢4.第二磁钢5.第一磁性开关元件6.第二磁性开关元件。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型的结构及工作原理进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本实用新型并予以实施。

实施例1

请参考图1和图2，为本实用新型一种实施方式的仪表计量信号采样结构各部件位置示意图，包括：

主控板1，为片状电路板，用于控制器实现燃气表计费、显示用量、关阀、NB通信等功能。

计数器取样字轮2，其圆边表面均匀分布0-9共10个数字，用于计数。

两个磁钢，均为圆柱形结构且尺寸大小一样，磁钢为N38钕铁硼镀镍，2*4*5mm，表磁3800高斯。

和两个磁性开关元件，磁性开关元件本实施例中采用双极锁存隧道磁阻传感器TMR。

第一磁钢和第二磁钢同向贯通安装在计数器取样字轮的同一面，两个磁钢呈轴对称，对称轴为计数器取样字轮的中心轴；第一磁钢的S极工作面对应于计数器取样字轮0位置，第二磁钢的N极工作面对应于计数器取样字轮5位置，两工作面均垂直于字轮的圆切边。

两个磁性开关元件按相反方向固定在主控板上，磁性开关元件与磁钢的最近距离为5毫米。磁性开关元件感应方向水平X轴方向，当磁钢与磁性开关元件处于水平方向接近时，输出信号。

请参考图3，具体采样工作过程如下：

(1)计数器取样字轮上的第一磁钢S极工作面转到两磁性开关元件相对位置(感应区域)，由于第一次性开关元件和第二磁性开关元件相反设置，所以第一磁性开关元件输出信号(低电平、开、1)，此时第二磁性开关元件输出信号(高电平、关、0)。

(2)计数器取样字轮上的第二磁钢N极工作面转到两磁性开关元件相对位置(感应区域)，第一磁性开关元件输出信号(高电平、关、0)，第二磁性开关元件输出信号(低电平、开、1)。

(3)第一磁性开关元件为采样计数部件，第二磁性开关元件为仪表计数器转动监测部件，当有磁力感应时其中任何一个部件不能正常输出信号时，程序自动判定此部件故障，进行报错；自动切换另一部件为计数部件继续采样，直至维修更换。

(4)当外界强磁干扰时，第一磁性开关元件和第二磁性开关元件同时输出相同的信号(开或关)，程序自动判定为窃气，程序进行仪表关阀(断开)停止供应。

本文中应用了具体个例对发明构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种仪表计量信号采样结构，包括主控板、计数器取样字轮、磁钢和磁性开关元件，所述主控板为片状电路板，其特征在于，所述磁钢为两个，同向贯通安装在计数器取样字轮的同一面，两个磁钢呈轴对称，对称轴为计数器取样字轮的中心轴；两个磁钢的S/N工作面分别对应于计数器取样字轮0、5位置且磁钢的工作面垂直于字轮的圆切边；

磁性开关元件为两个，按相反方向固定在主控板上，磁性开关元件与磁钢的最近距离为5毫米。

2.根据权利要求1所述的仪表计量信号采样结构，其特征在于，所述磁性开关元件为干簧管、全极霍尔或全极磁阻。

3.根据权利要求1所述的仪表计量信号采样结构，其特征在于，所述磁性开关元件为双极锁存隧道磁阻传感器TMR。

4.根据权利要求1所述的仪表计量信号采样结构，其特征在于，所述磁性开关元件采用SMT加工方式固定在主控板上，磁性开关元件与主动板电连接。

5.根据权利要求1所述的仪表计量信号采样结构，其特征在于，所述主控板与磁性开关元件进行三防漆涂覆处理。

6.根据权利要求1所述的仪表计量信号采样结构，其特征在于，仪表为燃气表、水表或电表。

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