RU172804U1

RU172804U1 - Устройство измерения расхода жидкости

Info

Publication number: RU172804U1
Application number: RU2016140607U
Authority: RU
Inventors: Наталья Юрьевна Хмелева; Николай Федорович Засидкевич; Алексей Владимирович Кощеев; Федор Владимирович Молев; Андрей Владимирович Гурьянов; Андрей Васильевич Вязников
Original assignee: Открытое акционерное общество "Авангард"
Priority date: 2016-10-14
Filing date: 2016-10-14
Publication date: 2017-07-24

Abstract

Полезная модель относится к приборостроению, а именно к счетчикам измерения расхода количества жидкости (воды), протекающей в трубах с диаметром прохода больше 40 мм. Устройство для измерения расхода жидкости содержит влагозащищенный корпус (1) с электронной платой (2) и чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности (3), соединенной с конденсатором, с которым она образует колебательный контур. На электронной плате (2) установлен программируемый микроконтроллер (4), ЖК-дисплей (5). Дополнительно на электронной плате (2) установлены схема обработки сигнала сенсорной кнопки; контактная пружина сенсорной кнопки (6); разъем программирования (7); сервисный разъем (8); проводной интерфейс M-Bus (9), по которому также реализовано основное питание электронной платы; проводной импульсный выход (10); стабилизатор питания; источник резервного питания (11); тумблер питания (12). Корпус также содержит гермоввод (13) кабеля (14) проводного интерфейса M-Bus (9) и проводного импульсного выхода (10), прозрачное окно для жидкокристаллического экрана и контактную площадку сенсорной кнопки. Катушка индуктивности (3) установлена при помощи удлинительного кабеля (15) в заглушенной с одной стороны трубке (16) корпуса (1), у ее торца (17). Корпус (1) выполнен с возможностью герметичной установки на счетчик расхода жидкости. При установке корпуса (1) на счетчик расхода жидкости торец (17) трубки (16) расположен вблизи закрепленных на турбинке счетчика расхода жидкости секторов из плоского ферромагнитного материала. Технический результат - повышение надежности устройства и расширение его функциональных возможностей как для местного, так и для удаленного контроля и получения данных. 12 ил.

Description

Полезная модель относится к приборостроению, а именно к счетчикам измерения расхода количества жидкости (воды), протекающей в трубах с диаметром прохода больше 40 мм.

Известно устройство для измерения расхода жидкости по патенту на изобретение RU 2238524 С2 от 20.10.2004, МПК G01F 1/075, G01F 15/075 [1], содержащее корпус, имеющий входное и выходное отверстия, крыльчатку с, по меньшей мере, одним магнитом, счетное устройство с жидкокристаллическим индикатором и герконом, взаимодействующим с магнитом крыльчатки и связанным с вычислительным устройством, включающим интегратор, соединенный с жидкокристаллическим индикатором, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено термореле с датчиком температуры жидкости и задатчиками ступеней срабатывания, а интегратор снабжен несколькими автономными каналами интегрирования, количество которых равно количеству ступеней срабатывания термореле, при этом каждый канал интегратора соединен с соответствующим ему жидкокристаллическим индикатором.

Недостатком известного устройства [1] является использование в нем крыльчатки с тангенциальным подводом к ней жидкости, что не позволяет использовать данное техническое решение в качестве счетчиков измерения расхода количества воды, протекающей в трубах с диаметром прохода больше 40 мм, так как при этом счетчики с крыльчатками не могут обеспечить достаточную точность измерения объема жидкости.

Близким аналогом счетчика для использования заявленного устройства расхода жидкости является турбинный счетчик расхода жидкости с аксиальным вводом потока на турбинку (в трубах с диаметром прохода больше 40 мм) по патенту на изобретение RU 2528614 С2 от 20.09.2014, МПК G01F 1/10 [2]. Турбинный счетчик [2] содержит корпус, в котором на валу в поперечных стенках установлена турбинка с постоянным магнитом и довеском, электронное суммирующее обороты турбинки устройство, к которому подключен геркон, постоянный магнит установлен на торце турбинки, а геркон установлен в отверстии поперечной стенки корпуса, выполненной из немагнитного материала, напротив магнита и подсоединен к входу суммирующего устройства, выполненного в виде счетчика электроимпульсов, работающего от короткого замыкания его входа, в частности, путем замыкания контактов геркона магнитным полем постоянного магнита.

Основным недостатком турбинного счетчика [2] является использование на турбинке постоянного магнита и утяжелителей для ее центровки (балансировки), что существенно снижает технологичность изготовление турбинки, а также надежность ее работы.

Также известен счетчик текучей среды по патенту на изобретение RU 2029915 С1 от 27.02.1995, МПК G01F 1/10 [3], содержащий размещенную в измерительном канале трубопровода турбинку, корпус которой имеет замкнутую полость, редуктор и счетный механизм, установленный на трубопроводе с возможностью взаимодействия с редуктором, в корпусе турбинки выполнено по крайней мере одно сквозное отверстие, сообщающее измерительный канал с замкнутой полостью, в одной из частей которой размещен редуктор. Часть полости корпуса турбинки, в которой размещен редуктор, может быть сообщена с измерительным каналом через фильтр. Полость корпуса турбинки может быть заполнена жидкостью. Сквозное отверстие может быть выполнено в виде трубчатого канала, связывающего измерительный канал с осевой частью полости корпуса турбинки.

Недостатком устройства [3], а также устройств [1] и [2] является то, что в качестве чувствительного элемента в этих устройствах используется геркон, что существенно снижает надежность и долговечность устройства, а также требует создания защиты от внешнего магнитного поля (например, сильного постоянного магнита). Использование магнита, закрепленного на крыльчатке или турбинке, требует ее тщательной балансировки. Кроме того, при использовании пары «магнит-геркон» невозможно определение направления вращения крыльчатки или турбинки.

Известен турбинный расходомер по патенту на изобретение RU 2084828 С1 от 20.07.1997, МПК G01F 1/10 [4], в котором используют катушку индуктивности (электромагнит), взаимодействующую с плоским ферромагнитным материалом, установленным (закрепленным) на турбинке. Турбинный расходомер [4] содержит корпус, входной и выходной обтекатели, установленную на валу крыльчатку и размещенную в полости выходного обтекателя камеру с опорными подшипниками вала и уплотнениями, при этом крыльчатка и вал выполнены полыми с образованием замкнутой полости, заполненной воздухом, с объемом, обеспечивающим нулевую плавучесть крыльчатки и вала в измеряемой среде, а в полости входного обтекателя размещен электромагнит для взаимодействия с установленной на крыльчатке пластиной из магнитного материала, причем корпус, крыльчатка и вал выполнены из немагнитного материала. Расходомер может быть снабжен установленным в выходном обтекателе датчиком осевых перемещений вала, подключенным через регулятор тока к электромагниту.

Недостатком турбинного расходомера [4] является сложность его конструкции и, следовательно, низкая ее надежность. При этом в устройстве [4] электромагнит и пластину из ферромагнитного материала используют не как датчик вращения, а для разгрузки турбинки. Кроме того, в патенте не приведен принцип (способ) работы регистратора вращения турбинки, что не позволяет применить известное техническое решение на практике.

Близким аналогом заявляемого технического решения по использованию в качестве чувствительного элемента катушки индуктивности для определения скорости и направления вращения турбинки, на которой закреплены мишени (сердечники) из плоского ферромагнитного материала, является «Датчик вращения для счетчика воды» по патенту DE 19725806 (А1) от 28.01.1999, МПК G01D 5/20, G01F 1/075, G01F 1/115 [5]. При этом в устройстве [5] для определения направления вращения используют две катушки индуктивности, каждая из которых соединена со своим конденсатором и соответственно образующие два колебательных контура, которые подсоединены к микроконтроллеру. Мишень, установленная на турбинке, имеет как минимум два сектора с различными ферромагнитными свойствами. В двух колебательных контурах соответственно колебания возбуждаются импульсами с микроконтроллера. Сигналы с колебательных контуров через фиксированное время после возбуждения колебаний (далее - ΔT) поступают на встроенный компаратор, где сравниваются с уровнем цифроаналогового преобразователя (ЦАП). После сравнения делается вывод о наличии или отсутствии ферромагнитной мишени (сектора) вблизи чувствительного элемента - катушки индуктивности, а по тому в какой очередности происходит перекрытие катушек индуктивности, относящихся к двум колебательным контурам, происходит определение направления вращения и подсчет совершенных полных оборотов турбинки. Далее, зная величину объема, соответствующую одному обороту крыльчатки, вычисляется объем протекшей воды (например, в м³).

Недостатком устройства [5] является необходимость использования двух чувствительных элементов - катушек индуктивности для определения направления вращения турбинки, что усложняет его конструкцию и снижает его надежность работы. Кроме того, при установке прототипа на стандартный турбинный счетчик расхода жидкости необходимо выполнить два технологических отверстия для установки двух катушек индуктивности (двух чувствительных элементов).

Прототипом заявленного технического решения является устройство измерения расхода жидкости по патенту RU 2152128 С1 от 27.06.2000, МПК Н03М 1/24, G01F 1/06, G01F 1/075, G01D 4/00 [6]. Устройство измерения расхода жидкости содержит влагозащищенный корпус с электронной платой и чувствительный элемент, корпус выполнен с возможностью герметичной установки на счетчик расхода жидкости. Устройство [6] также содержит корпус датчика, имеющий входное и выходное отверстия, крыльчатку, установленную на оси в полости корпуса, по меньшей мере, один магнит, установленный в верхней части крыльчатки, и счетное устройство, заключенное в корпус. Счетное устройство содержит счетный геркон, взаимодействующий с магнитом крыльчатки и связанный с вычислительным устройством, выполненным в виде микросхемы, установленной на печатной плате, которая связана с цифровым жидкокристаллическим индикатором, источник электропитания, для управления счетным устройством на печатной плате выполнены контактные площадки, для доступа к которым в корпусе счетного устройства предусмотрены отверстия.

Недостатком прототипа [6] является то, что он выполнен на старой элементной базе и обладает низкой надежностью работы, а также использование в качестве чувствительного элемента геркона, что обуславливает недостатки, такие же, как у аналогов [1], [2] и [3]. Кроме того, прототип обладает низкой функциональностью:

- в нем отсутствую интерфейсы для дистанционного считывания результатов измерений счетчика,

- а также нет возможности формирования в самом устройстве архива результатов измерений.

Технический результат состоит в существенном повышении надежности устройства и расширении его функциональных возможностей как для местного, так и для удаленного (дистанционного) контроля и снятия (получения) данных.

Технический результат (сущность изобретения) достигается тем, что устройство измерения расхода жидкости содержит влагозащищенный корпус с электронной платой и чувствительный элемент, на электронной плате установлены вычислительное устройство, цифровой жидкокристаллический дисплей, источник электропитания, при этом корпус выполнен с возможностью герметичной установки на счетчик расхода жидкости, чувствительный элемент выполнен в виде катушки индуктивности, соединенной с конденсатором, с которым она образует колебательный контур, катушка индуктивности установлена при помощи удлинительного кабеля в заглушенной с одной стороны трубке корпуса, у ее торца, вычислительное устройство выполнено в виде программируемого микроконтроллера. Дополнительно на электронной плате установлены схема обработки сигнала сенсорной кнопки, контактная пружина сенсорной кнопки, разъем программирования, сервисный разъем, проводной интерфейс M-Bus, по которому также реализовано основное питание электронной платы, проводной импульсный выход, стабилизатор питания, источник резервного питания, тумблер питания, корпус дополнительно содержит гермоввод кабеля проводного интерфейса M-Bus и проводного импульсного выхода, прозрачное окно для жидкокристаллического экрана и контактную площадку сенсорной кнопки.

Признаки ограничительной части формулы «устройство измерения расхода жидкости содержит влагозащищенный корпус с электронной платой и чувствительный элемент, на электронной плате установлены вычислительное устройство, цифровой жидкокристаллический дисплей, источник электропитания» описывают общие признаки с прототипом [5] для применения с турбинным счетчиком расхода жидкости.

Введение в формулу изобретения существенного признака: «чувствительный элемент выполнен в виде катушки индуктивности, соединенной с конденсатором, с которым она образует колебательный контур» необходимо для исключения использования в качестве чувствительного элемента геркона и необходимости установки на турбинку постоянного магнита (магнитов) с балансировочными грузами. Так как геркон обладает по сравнению с катушкой индуктивности низкой надежностью и долговечностью устройства. Количество срабатываний геркона ограничено примерно величиной 10⁷. Кроме того, использование геркона требует создания защиты от внешнего магнитного поля. Использование магнита, закрепленного на крыльчатке или турбинка, требует ее тщательной балансировки. Кроме того, при использовании пары «магнит-геркон» невозможно определение направления вращения крыльчатки или турбинки. Чувствительный элемент - катушка индуктивности реагирует (изменяет величину своей индуктивности) при нахождении возле нее ферромагнитного материала. Так, в устройстве [5] используют два чувствительных элемента - катушки индуктивности для определения направления вращения турбинки, на которой установлены соответственно два полукруга из плоского ферромагнитного материала. В заявляемом техническом решении используют, по крайней мере, три и более сектора из плоского ферромагнитного материала. Все это существенно повышает надежность устройства.

Введение в формулу изобретения существенного признака «катушка индуктивности установлена при помощи удлинительного кабеля в заглушенной с одной стороны трубке корпуса, у ее торца» необходимо для герметичного размещения чувствительного элемента, а именно одной катушки индуктивности, находящейся у торца трубки вблизи закрепленных на турбинке секторов из плоского ферромагнитного материала, последовательность и время прохождения которых вблизи катушки индуктивности будут определять скорость и направление вращения турбинки. Герметичное размещение катушки повышает надежность устройства в целом.

Введение в формулу изобретения существенных признаков «вычислительное устройство выполнено в виде программируемого микроконтроллера, дополнительно на электронной плате установлены схема обработки сигнала сенсорной кнопки, контактная пружина сенсорной кнопки, разъем программирования, сервисный разъем, проводной интерфейс M-Bus, по которому также реализовано основное питание электронной платы, проводной импульсный выход, стабилизатор питания, источник резервного питания, тумблер питания» необходимо для обновления элементной базы прототипа, а также для повышения надежности устройства и расширения его функциональных возможностей, по:

- передаче и накоплению информации об объеме и расходе протекшей через устройство жидкости,

- повышению удобства отображения разных типов информации,

- повышению удобства переключения между режимами отображения разных типов информации,

- повышению времени автономной работы за счет использования источников резервного питания.

Введение в формулу изобретения существенного признака «корпус дополнительно содержит гермоввод кабеля проводного интерфейса M-Bus и проводного импульсного выхода, прозрачное окно для жидкокристаллического экрана и контактную площадку сенсорной кнопки» необходимо для расширения его функциональных возможностей как для местного, так и для удаленного (дистанционного) контроля и снятия (получения) данных, а также производить корректировку начальных параметров устройства.

На графических материалах приведены:

Фиг. 1 - Фотография вешнего вида устройства измерения расхода жидкости.

Фиг. 2 - Фотография вида электронной платы устройства в сборе с индуктивным датчиком (вид сбоку).

Фиг. 3 - Фотография вида электронной платы устройства в сборе с индуктивным датчиком (вид сверху).

Фиг. 4 - Фотография вида электронной платы устройства в сборе с индуктивным датчиком (вид снизу).

Фиг. 5 - Фотография печатной платы устройства, где:

5а) с лицевой стороны; 5б) с обратной стороны.

Фиг. 6 - Принципиальная электрическая схема устройства измерения расхода жидкости.

Фиг. 7 - Таблица вида пиктограмм и значения выводимой информации.

Фиг. 8 - Таблица состава выводимой информации и отображаемые данные, где а) - начало таблицы, б) - окончание таблицы.

Фиг. 9 - Внешний вид главного окна ПО.

Фиг. 10 - Вид вкладки «Чтение и установка параметров».

Устройство измерения расхода жидкости содержит влагозащищенный корпус (1) с электронной платой (2) и чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности (3), соединенной с конденсатором (на фигурах не указан), с которым она образует колебательный контур. На электронной плате (2) установлен программируемый микроконтроллер (4) серии MSP430FR, ЖК-дисплей (цифровой жидкокристаллический дисплей) (5), например, серии YDDC42813AAYDRPN. Дополнительно на электронной плате (2) установлены схема обработки сигнала сенсорной кнопки; контактная пружина сенсорной кнопки (6); разъем программирования (7); сервисный разъем (8); проводной интерфейс M-Bus (9), по которому реализовано основное питание электронной платы; проводной импульсный выход (10); стабилизатор питания; источник резервного питания (11); тумблер питания (12). Корпус дополнительно содержит гермоввод (13) кабеля (14) проводного интерфейса M-Bus (9) и проводного импульсного выхода (10), прозрачное окно для ЖК-дисплея и сенсорную кнопку. Катушка индуктивности (3) установлена при помощи удлинительного кабеля (15) в заглушенной с одной стороны трубке (16) корпуса (1), у ее торца (17). Корпус (1) выполнен с возможностью герметичной установки на турбинный счетчик. При установке корпуса (1) на турбинный счетчик торец (17) трубки (16) расположен вблизи закрепленных на турбинке счетчика расхода жидкости секторов из плоского ферромагнитного материала.

Работа заявленного устройства состоит в следующем.

Корпус (1) устройства измерения расхода жидкости герметично установлен на турбинном счетчике жидкости (воды). Поток жидкости при протекании через турбинный счетчик воздействует на лопасти его турбинки. Турбинка с закрепленными на ней, по крайней мере, тремя и более секторами из плоского ферромагнитного материала начинает вращаться в ту или иную сторону в зависимости от направления потока. Расположенная в торце (17) трубки (16) катушка индуктивности (3) вблизи секторов из плоского ферромагнитного материала начинает менять величину своей индуктивности. Следовательно, в колебательном контуре, состоящем из соединенного с катушкой индуктивности (3) при помощи кабеля (15) конденсатора, будут меняться параметры затухания возбужденных импульсом микроконтроллера (4) электрических автоколебаний. При прохождении секторов турбинки без ферромагнитного материала вблизи катушки индуктивности (3) ее индуктивность не меняется. Скорость затухания колебательного контура, образованного катушкой индуктивности (3) и конденсатором, зависит от взаимного положения чувствительного элемента (катушка индуктивности (3)) и секторов из плоского ферромагнитного материала, находящихся в непосредственной от него близости. Благодаря расположенному на электронной плате (2) устройства цифроаналоговому преобразователю (ЦАП), встроенному в микроконтроллер (4), происходит генерация опорного напряжения, необходимого для определения текущего состояния чувствительного элемента. С помощью компаратора, также встроенного микроконтроллер (4), происходит оценка состояния чувствительного элемента - катушки индуктивности (3) в составе колебательного контура путем сравнения уровня напряжения ЦАП и напряжения в колебательном контуре. Каждый момент опроса (после возбужденных импульсом микроконтроллера (4) электрических автоколебаний и оценки их затухания) в конечном итоге соответствует логической единице или логическому нулю на выходе компаратора.

Анализируя сигнал на выходе компаратора, микроконтроллер (4) производит подсчет количества оборотов турбинки, а также оценивает скорость и направление ее вращения. Определение направления вращения турбинки осуществляется при помощи оценки последовательности и времени прохождения трех и более секторов из плоского ферромагнитного материала (установленных на турбинке) вблизи катушки индуктивности (3). При фиксации оборота в прямом направлении к текущему значению объема жидкости, измеренного в прямом направлении, добавляется значение, соответствующее объему жидкости, проходящему за один оборот турбинки.

Микроконтроллер (4) в заявленном устройстве производит анализ последовательности смены состояний чувствительного элемента - катушки индуктивности (3), осуществляет необходимые расчеты, ведет запись архивов во встроенную память, управляет отображением ЖК-дисплея (5) и управляет работой сенсорной кнопки, также обеспечивает возможность связи по проводным интерфейсам (9) и (10) и подключение по сервисному разъему (8).

Наличие сервисного разъема (8) позволяет при помощи сервисного программного обеспечения удаленно проводить корректировку начальных параметров (таких как коэффициент пересчета, текущее время и дата, идентификационный номер и другие) устройства измерения расхода жидкости, а также получать информацию об объеме жидкости, протекшей в прямом и обратном направлениях и величине мгновенного расхода в условиях отсутствия подключения проводного интерфейса M-Bus (9).

Импульсный выход (10) позволяет удаленно получать информацию об объеме жидкости, протекшей в прямом направлении. При этом один импульс на выходе импульсного выхода (10) соответствует 100 литрам протекшей жидкости или 1000 литрам (в зависимости от значения цены импульса импульсного выхода (10)).

Подводные интерфейсы (9) и (10) по четырехжильному кабелю (14) выходят из корпуса (1) через гермоввод (13), расположенный в верхней части корпуса (1).

Разъем программирования (7) предназначен для программирования микроконтроллера (4). Проводной интерфейс M-Bus (9) предназначен для проведения установки даты, времени, идентификационного номера и дистанционного снятия показаний. По проводному интерфейсу M-Bus (9) также производится основное питание электронной платы (2).

Стабилизатор питания (приведенный на фиг. 6) обеспечивает постоянство величины напряжения питания элементов электронной платы (2). В качестве источника резервного питания (11) при отсутствии подключения проводного интерфейса M-Bus используют две батареи типоразмера АА. Тумблер питания (12) предназначен для отключения питания источника резервного питания (11) в случае хранения устройства измерения расхода жидкости до момента введения его в эксплуатацию, то есть перед его установкой на счетчик (например, при хранении в магазине, на складе).

Схема обработки сигнала сенсорной кнопки (приведенная на фиг. 6) предназначена для опроса состояния сенсорной кнопки (детектирования прикосновения). Схема обработки сигнала сенсорной кнопки (приведенная на фиг. 6) предназначена для переключения типа отображающейся на ЖК-дисплее (5) информации. Контактная пружина (6) предназначена для обеспечения электрического соединения с размещенной под пластиковым корпусом (1) контактной площадкой сенсорной кнопки.

На ЖК-дисплее (5) отображается целая часть величины объема протекшей в прямом направлении жидкости (м³). С каждым нажатием на сенсорную кнопку происходит последовательная смена типа отображаемой на ЖК-дисплее информации, а именно дробная часть величины объема протекшей в прямом направлении жидкости (м³); мгновенный расход (м³/ч); текущая дата; текущее время; объем протекшей жидкости в обратном направлении (м³); время, в течение которого течение потока жидкости происходило в обратную сторону. При последующем кратком нажатии (прикосновении) от 0,1 до 0,5 с последовательная смена типа отображаемой на ЖК-дисплее информации повторяется.

Долгим нажатием (от 1,0 до 3,0 с) на сенсорную кнопку осуществляется переход в техническое меню (при входе в техническое меню в нижней части дисплея загорается значок гаечного ключа), в котором при помощи кратких нажатий также происходит смена отображаемой информации - заводской номер, минимальный зафиксированный мгновенный расход, максимальный зафиксированный мгновенный расход, коэффициент пересчета, значение цены импульса импульсного выхода.

Из технического меню при помощи долгого нажатия (от 1,0 до 3,0 с) осуществляется переход в меню статистики (при входе в меню статистики в нижней части дисплея загорается значок тетрадного листа), при этом по быстрому нажатию происходит выбор интересующего архива (месячный, суточный, часовой), после долгого нажатия отображается дата записи значения протекшего объема, а после быстрого нажатия и его величина. Далее по короткому нажатию на сенсорную кнопку на ЖК-дисплей последовательно выводится то время записи, то величина протекшего в прямом направлении объема жидкости с шагом в соответствии с выбранным типом архива (час, сутки, месяц). Начиная от последней произведенной записи и далее к моменту первого запуска устройства в работу. Для выхода из меню статистики или технического меню используется непрерывное нажатие на сенсорную кнопку в течение от 3,0 до 4,0 с. Также выход произойдет автоматически при отсутствии касаний в течение 40…70 с.

Состав выводимой информации на ЖК-дисплее следующий.

ЖК-дисплей функционирует в двух последовательно следующих режимах - активном и спящем, продолжительностью три и 20 с соответственно. Состав выводимой ЖК-дисплеем информации представлен в таблицах на фиг. 7 и фиг. 8. Переход ЖК-дисплея в активный режим сигнализируется пиктограммой «

» («Меандр»). В активном режиме доступна навигация по меню ЖК-дисплея.

Данные разделены на три меню: «Основное», «Техническое» и «Статистика». Меню «Основное» не обозначается пиктограммой, меню «Техническое» обозначено пиктограммой «

» («Ключ»), меню «Статистика» обозначено пиктограммой «

» («Статистика»).

Для получения доступа к пунктам меню индикатора необходимо дождаться появления на дисплее пиктограммы «Меандр». В течение трех секунд, пока высвечивается эта пиктограмма, необходимо осуществить касание емкостной кнопки. Касание должно осуществляться в течение 2,5…3,5 с. Признаком входа в меню индикатора является отображение десятичной части значения протекшей через счетчик воды, м³, меню «Основное».

Навигация по всем трем меню индикатора осуществляется касанием емкостной кнопки в течение 1,0…3,0 с. Навигация по пунктам меню «Основное» и «Техническое» осуществляется кратким, от 0,1 до 0,5 с, касанием емкостной кнопки. При навигации краткими касаниями внутри любого из меню отображаемые данные будут повторяться в циклической последовательности.

Выход из любого меню в основное окно индикатора осуществляется длительным касанием емкостной кнопки индикатора. Также выход произойдет автоматически при отсутствии касаний в течение 40…70 с.

В индикаторе предусмотрена возможность сброса показаний минимального и максимального значений расходов воды, измеренных индикатором за предшествующий период времени. Для сброса показаний необходимо вывести на ЖК-дисплей требуемый пункт меню, осуществить касание емкостной кнопки в течение 1,5…3,0 с. На ЖК-дисплее появится надпись СБРОС. Повторным длительным, в течение 1,5…3,0 с, касанием емкостной кнопки осуществляется подтверждение сброса данных. После этого отобразится требуемый пункт меню с обнуленным показанием.

Просмотр архивных данных осуществляется следующим образом: после входа в меню «Статистика» навигация между подменю «Месячный архив», «Суточный архив» и «Часовой архив» осуществляется кратким, длительностью 0,1…0,5 с, касанием емкостной кнопки.

Выбор необходимого подменю подтверждается длительным, от 1,0 до 3,0 секунд касанием емкостной кнопки. Далее последовательными краткими касаниями будут выводиться следующие данные:

- для подменю «Месячный архив» дата вида «00.01.ММ.ГГ», при следующем кратком касании отобразится значение объема воды, м³, протекшей через счетчик за предыдущий месяц вида «ХХ.ХХ м³» (целая и десятичная часть), и так далее. Данные месячного архива за предыдущий месяц формируются в памяти индикатора в 00 ч 00 мин 00 с первого числа текущего месяца;

- для подменю «Месячный архив» дата вида «00.01.ММ.ГГ», при следующем кратком касании отобразится значение объема воды, м³, протекшей через счетчик за предыдущий месяц вида «ХХ.ХХ м³» (целая и десятичная часть), и так далее. Данные месячного архива за предыдущий месяц формируются в памяти устройства в 00 ч 00 мин 00 с первого числа текущего месяца;

- для подменю «Часовой архив» время и дата вида «ЧЧ.ДД.ММ.ГГ», при следующем кратком касании отобразится значение объема воды, м³, протекшей через счетчик за предыдущие часы вида «ХХ.ХХ м³» (целая и десятичная часть), и так далее. Данные часового архива формируются в памяти устройства в 23 ч 00 мин 00 с предыдущего дня, при этом данные на текущий день просмотра недоступны.

Выход из меню «Статистика» осуществляется длительным касанием емкостной кнопки при активном пункте меню СБРОС.

Программное обеспечение (ПО) заявленного устройства выполнено в виде однооконного приложения. Внешний вид главного окна ПО приведен на фиг. 9. Главное окно представляет собой основную форму интерфейса приложения. Оно содержит кнопки меню, предназначенные для управления ПО.

Для получения текущих показаний счетчика необходимо нажать кнопку «Старт».

В соответствующих окнах отобразится значение даты и времени, используемых индикатором, значение объема воды, прошедшего через счетчик, в прямом и обратном направлении, а также значение текущего расхода. Значение объема отображается в м³ с точностью до второго десятичного знака. Для завершения опроса текущих показаний счетчика необходимо нажать кнопку «Стоп».

При переходе на вкладку «Чтение и установка параметров» (см. фиг. 10) доступны следующие действия с устройством:

- установка времени и даты;

- установка идентификационного номера сети M-Bus;

- установка адреса сети M-Bus;

- чтение веса импульса и коэффициента преобразования.

Заявленное техническое решение по сравнению с прототипом выполнено на новой элементной базе и обладает высокой надежностью работы, а также расширенной функциональностью, так как в нем присутствуют интерфейсы для дистанционного считывания результатов измерений счетчика, а также заложена возможность формирования в самом устройстве архива результатов измерений. Кроме того, устройство измерения расхода жидкости обладает дополнительными полезными функциями, приведенными выше в разделе описания работы устройства.

Полагаем, что заявленное техническое решение «Устройство измерения расхода жидкости» обладает всеми критериями полезной модели, так как совокупность заявленных ограничительных и отличительных признаков формулы полезной модели не найдена при проведении патентного поиска для таких устройств такого же назначения, и, следовательно, соответствует критерию «новизна».

Наиболее эффективно предлагаемое устройство может быть использовано для общедомовых счетчиков воды на трубопроводах диаметром выше 40 мм. Устройство обладает простотой конструкции и в то же время повышенной функциональностью по сравнению с аналогами и прототипом.

Реализация и внедрение предложенного «Устройство измерения расхода жидкости» не представляет никаких конструктивно-технических и технологических трудностей, что доказывает соответствие критерию «промышленная применимость».

Использованные источники

1. Патент на изобретение RU 2238524 С2 от 20.10.2004, МПК G10F 1/075, G10F 15/075, «Способ и устройство для измерения расхода жидкости».

2. Патент на изобретение RU 2528614 С2 от 20.09.2014, МПК G01F 1/10, «Турбинный счетчик расхода воды».

3. Патент на изобретение RU 2029915 С1 от 27.02.1995, МПК G01F 1/10, «Счетчик текучей среды».

4. Патент на изобретение RU 2084828 С1 от 20.07.1997, МПК G01F 1/10, «Турбинный расходомер».

5. Патент DE 19725806 (А1) от 28.01.1999, МПК G01D 5/20, G01F 1/075, G01F 1/115, «Датчик вращения для счетчика воды».

6. RU 2152128 С1 от 27.06.2000, МПК Н03М 1/24, G01F 1/06, G01F 1/075, G01D 4/00, «Способ измерения расхода жидкости и устройство для его осуществления» - прототип.

Claims

Устройство измерения расхода жидкости, содержащее влагозащищенный корпус с электронной платой и чувствительный элемент, на электронной плате установленное вычислительное устройство, цифровой жидкокристаллический дисплей, источник электропитания, отличающееся тем, что корпус выполнен с возможностью герметичной установки на счетчик расхода жидкости, чувствительный элемент выполнен в виде катушки индуктивности, соединенной с конденсатором, с которым она образует колебательный контур, катушка индуктивности установлена при помощи удлинительного кабеля в заглушенной с одной стороны трубке корпуса, у ее торца, вычислительное устройство выполнено в виде программируемого микроконтроллера, дополнительно на электронной плате установлены схема обработки сигнала сенсорной кнопки, контактная пружина сенсорной кнопки, разъем программирования, сервисный разъем, проводной интерфейс M-Bus, по которому также реализовано основное питание электронной платы, проводной импульсный выход, стабилизатор питания, источник резервного питания, тумблер питания, корпус дополнительно содержит гермоввод кабеля проводного интерфейса M-Bus и проводного импульсного выхода, прозрачное окно для жидкокристаллического экрана и контактную площадку сенсорной кнопки.