CN210346797U - 一种水表霍尔计量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水表霍尔计量装置，通过在电路板的同一侧平面设置三只霍尔开关，将三只霍尔开关在同一圆周上等距设置，并使霍尔开关被磁体触发的导通角与霍尔开关输出信号的低电平占空比之间的关系符合α＝360°×D，本装置工作时，三只霍尔开关状态组合共有八种，当装置正常运行时，不会出现三只霍尔开关同时为导通或同时为断开的情况，当状态组合为全部断开时表示计量装置与水表分离，当状态组合为全部导通时表示计量装置受到磁干扰，由此可以准确地分辨出本计量装置是否受到磁干扰和是否与水表分离，便于维修人员采取针对性的维修操作，提高了工作效率。

Description

一种水表霍尔计量装置

技术领域

本实用新型涉及智能抄表技术领域，特别是指一种水表霍尔计量装置。

背景技术

智能水表是一种能够对用水量进行计量并进行用水数据传递及结算交易的新型水表，传统的智能水表是将水表控制器、字轮组和电子计数器集成于智能水表内部，通过光电传感器检测指针的转动从而实现用水量计量，但其控制元件和传感器组件都需要集成于水表内部，无法使用现有的机械式水表进行改进升级；

针对这一问题，中国实用新型专利CN201420706315.3公开了一种智能电子水表，实际上是在机械水表上增加一种双霍尔传感器计量装置，通过在水表的指针上设置磁性体，在磁性体转动的圆周上设置第一霍尔传感器和第二霍尔传感器，通过霍尔传感器检测并计算出水表计量值，但发明人在实际使用这种智能电子水表时发现如下问题：用逻辑“1”表示霍尔传感器断开，逻辑“0”表示霍尔传感器导通，则该双霍尔传感器的检测结果共有4种状态组合，其中“10”和“01”出现的顺序可用来表示正向流量和反向流量的计量，但是由于两只霍尔传感器的导通角范围要么重叠，要么留有空隙，无法做到无缝连接，“10”和“01”状态不能保证连续出现，在这两个状态之间会出现“00”或“11”的状态组合，可见，实现正向流量和反向流量的计量将使用3个连续状态组合，即“10”“00”“01”或“10”“11”“01”，只剩下1个组合状态，当该剩下的状态组合要么为可表示装置受到磁干扰的“00”，要么为表示装置与基表分离的“11”，不能同时检测计量装置是否受到磁干扰和是否与基表分离。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种水表霍尔计量装置。

基于上述目的本实用新型提供的一种水表霍尔计量装置，包括：

磁体，安装在水表的表针上，可随所述表针转动；

电路板，安装于所述水表上方，所述电路板靠近所述水表的一侧平面与水表表针的回转面平行；

三只霍尔开关，固定在所述电路板靠近所述水表的同一侧平面上，且三只所述霍尔开关位于同一个圆周上，相对于所述圆周，相邻各所述霍尔开关之间均以弧心角120°为间隔，各所述霍尔开关被所述磁体触发的导通角与所述霍尔开关输出信号的低电平占空比之间的关系符合：α＝360°×D

其中α为霍尔开关被所述磁体触发的导通角，D为霍尔开关输出信号占空百分比；

针脚，设置在所述电路板的另一侧平面上，所述针脚包括供电电源脚、地脚，以及三只所述霍尔开关的输出脚；

采样芯片，通过所述输出脚与各所述霍尔开关连接，用于对各所述霍尔开关的断开或导通状态进行采样。

优选地，各霍尔开关被所述磁体触发的导通角均大于120°且小于240°。

优选地，各霍尔开关被所述磁体触发的导通角均为180°，各所述霍尔开关的输出信号占空比为50％。

优选地，还包括安装壳体，安装壳体可固定于水表上，安装壳体上开设有安装槽，安装槽的位置与水表的表针位置相对应；

电路板的形状尺寸与安装槽内缘的形状尺寸相匹配，使电路板能够卡合在安装槽内。

优选地，电路板上方连接有控制板，控制板通过针脚与电路板电连接。

优选地，控制板的尺寸与安装壳体内缘的尺寸相匹配，使控制板能够卡合在安装壳体内。

从上面所述可以看出，本实用新型提供的水表霍尔计量装置，通过在电路板的同一侧平面设置三只霍尔开关，将三只霍尔开关在同一圆周上等距设置，并使霍尔开关被磁体触发的导通角与霍尔开关输出信号的低电平占空比之间的关系符合α＝360°×D，本装置工作时，三只霍尔开关状态组合共有八种，当装置正常运行时，不会出现三只霍尔开关同时为导通或同时为断开的情况，当状态组合为全部断开时表示计量装置与水表分离，当状态组合为全部导通时表示计量装置受到磁干扰，由此可以准确地分辨出本计量装置是否受到磁干扰和是否与水表分离，便于维修人员采取针对性的维修操作，提高了工作效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例的计量装置安装结构示意图；

图2为本实用新型实施例的表针结构示意图；

图3为本实用新型实施例的控制板侧视结构示意图；

图4为本实用新型实施例的电路板侧视结构示意图；

图5为本实用新型实施例的电路板底部结构示意图；

图6为本实用新型实施例的电路连接示意图；

其中H1,H2,H3为霍尔开关，J1为针脚，A为采样芯片。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

需要说明的是，本实用新型实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本实用新型实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

一种水表霍尔计量装置，如图1所示，包括磁体1，用于安装在水表101的表针102上，可随表针102转动，还包括安装于水表101上方的电路板2，电路板2靠近水表101的一侧平面与水表101表针102的回转面平行，电路板2靠近水表101的同一侧平面上固定有三只霍尔开关3，三只霍尔开关3位于同一个圆周上，相对于该圆周，相邻各霍尔开关3之间均以弧心角120°为间隔，各霍尔开关3被磁体1触发的导通角与霍尔开关3输出信号的低电平占空比之间的关系符合：α＝360°×D，其中α为霍尔开关3被所述磁体1触发的导通角，D为霍尔开关3输出信号占空百分比；电路板2的另一侧平面上设置有针脚4，针脚4包括供电电源脚、地脚，以及三只霍尔开关3的输出脚，各霍尔开关3通过输出脚连接有采样芯片，采样芯片用于对各霍尔开关3的断开或导通状态进行采样。

本实用新型通过在电路板2的同一侧平面设置三只霍尔开关3，将三只霍尔开关3在同一圆周上等距设置，并使霍尔开关3被磁体1触发的导通角与霍尔开关3输出信号的低电平占空比之间的关系符合α＝360°×D，用逻辑“1”表示霍尔传感器断开，逻辑“0”表示霍尔传感器导通，本装置工作时，三只霍尔开关3状态组合共有八种，“110”，“100”，“101”，“001”，“011”，“010”，这六种状态组合按照表针102旋转方向，将表现出两种状态组合序列，例如“110-100-101-001-011-010”可表示正向流量计量，“110-010-011-001-101-100”可表示反向流量计量；当装置正常运行时，不会出现“111”和“000”的状态组合，当状态组合为“111”时表示计量装置与水表101分离，当状态组合为“000”时表示计量装置受到磁干扰，由此可以准确地分辨出本计量装置是否受到磁干扰和是否与水表101分离，便于维修人员采取针对性的维修操作，提高了工作效率。

作为一种实施方式，各霍尔开关3被磁体1触发的导通角均大于120°且小于240°。

作为一种实施方式，各霍尔开关3被磁体1触发的导通角优选为180°，各霍尔开关3的输出信号占空比为50％，可提高霍尔开关3检测结果采样式的准确率。

作为一种实施方式，本装置还包括安装壳体5，安装壳体5可固定于水表101上，安装壳体5与水表101之间的固定方式可采用螺栓固定或卡扣固定等，安装壳体5上开设有安装槽51，安装槽51的位置与水表101的表针102位置相对应，如安装槽51底部平行于表针102的回转面；

电路板2的形状尺寸与安装槽51内缘的形状尺寸相匹配，使电路板2能够卡合在安装槽51内。

通过设置安装槽51和将电路板2的形状尺寸设置成与安装槽51相匹配，可以将电路板2直接固定于安装槽51内，而不需要对电路板2和水表101进行额外的固定连接，并且由于安装槽51的位置与表针102相对于，将电路板2卡合到安装槽51内时也就确定了电路板2的位置，使电路板2上三只霍尔开关3的圆周中心正对表针102上的磁体1的旋转中心。

作为一种实施方式，电路板2上方安装有控制板6，所述控制板6与所述电路板2电连接，如将控制板6与电路板2之间通过插针相焊接，控制板6上可安装单片机等处理元件，处理通过采样芯片采样到的霍尔开关3测量结果。

作为一种实施方式，控制板6的尺寸与所述安装壳体5内缘的尺寸相匹配，使所述控制板6能够卡合在所述安装壳体5内，方便控制板6的安装，并使本装置安装时更加稳固。

作为一种实施方式，采样芯片可选用STM8L芯片。

作为一种实施方式，电路板2也可设置为圆形。

电路板2距离表针102的安装高度可采用标定方法确定，具体操作步骤如下：

1)初步确认一个基准高度，使在表针102的磁体1正上方的霍尔开关3能够闭合导通；

2)匀速旋转表针102，表针102旋转速度可以按照水表常用流量来确定，用示波器直接测量观察某一霍尔开关3的输出信号，该信号为一周期方波信号；

3)当方波信号的低电平占空比小于50％时，应减小电路板2距离表针102的安装高度，反之应增加安装高度；

4)在结构允许范围内，确定一个占空比接近50％的安装高度。安装高度只需标定一次，即可通过结构设计保证，生产时无需再做调整。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种水表霍尔计量装置，其特征在于，包括：

磁体，安装在水表的表针上，可随所述表针转动；

电路板，安装于所述水表上方，所述电路板靠近所述水表的一侧平面与水表表针的回转面平行；

三只霍尔开关，固定在所述电路板靠近所述水表的同一侧平面上，且三只所述霍尔开关位于同一个圆周上，相对于所述圆周，相邻各所述霍尔开关之间均以弧心角120°为间隔，各所述霍尔开关被所述磁体触发的导通角与所述霍尔开关输出信号的低电平占空比之间的关系符合：α＝360°×D

其中α为霍尔开关被所述磁体触发的导通角，D为霍尔开关输出信号占空百分比；

针脚，设置在所述电路板的另一侧平面上，所述针脚包括供电电源脚、地脚，以及三只所述霍尔开关的输出脚；

采样芯片，通过所述输出脚与各所述霍尔开关连接，用于对各所述霍尔开关的断开或导通状态进行采样。

2.根据权利要求1所述的水表霍尔计量装置，其特征在于，各所述霍尔开关被所述磁体触发的导通角均大于120°且小于240°。

3.根据权利要求2所述的水表霍尔计量装置，其特征在于，各所述霍尔开关被所述磁体触发的导通角均为180°，各所述霍尔开关的输出信号占空比为50％。

4.根据权利要求1所述的水表霍尔计量装置，其特征在于，还包括安装壳体，所述安装壳体可固定于水表上，所述安装壳体上开设有安装槽，所述安装槽的位置与水表的表针位置相对应；

所述电路板的形状尺寸与所述安装槽内缘的形状尺寸相匹配，使所述电路板能够卡合在所述安装槽内。

5.根据权利要求4所述的水表霍尔计量装置，其特征在于，所述电路板上方连接有控制板，所述控制板通过所述针脚与所述电路板电连接。

6.根据权利要求5所述的水表霍尔计量装置，其特征在于，所述控制板的尺寸与所述安装壳体内缘的尺寸相匹配，使所述控制板能够卡合在所述安装壳体内。

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