專利名稱：一種用于智能水表的雙向檢測(cè)傳感器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種流量計(jì)量用傳感器，特別是一種用于智能水表的雙向檢測(cè)傳感器組件。
背景技術(shù)：
智能化水表是在機(jī)械水表的基礎(chǔ)上，將機(jī)械信息轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)，從而完成智能水表數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸或遠(yuǎn)程測(cè)抄，并輔以配套的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總整理，對(duì)水表進(jìn)行系統(tǒng)管理。因此智能化水表的關(guān)鍵技術(shù)就是傳感器技術(shù)。常見的智能水表傳感器主要包括以下幾種，一種是干簧管傳感器，其在機(jī)械水表中加裝干簧管和磁鐵，利用干簧管的簧片在磁鐵的循環(huán)作用下循環(huán)開閉，從而輸出計(jì)量脈沖信號(hào)；一種是霍爾傳感器，其在機(jī)械水表中加裝霍爾元件和磁鐵，構(gòu)成基于磁電轉(zhuǎn)換技術(shù)的傳感器，安裝在計(jì)數(shù)盤位上的磁鐵隨著計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)盤運(yùn)轉(zhuǎn)，每經(jīng)過(guò)霍爾元件一次，即由霍爾元件輸出一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖；一種是韋根傳感器，其根據(jù)特有的磁阻尼特性，輸出占空比不一的尖峰脈沖信號(hào)，需要增加額外的脈沖整形電路，電路復(fù)雜，可靠性差，其功耗比較大，在小流量時(shí)計(jì)量不準(zhǔn)確，它要求較高的工作點(diǎn)磁場(chǎng)，對(duì)其安裝位置提出很高的要求；一種是光電傳感器:在機(jī)械水表的轉(zhuǎn)盤處安裝一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器，在轉(zhuǎn)盤上有一條溝槽，轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一圈，溝槽經(jīng)過(guò)光輸時(shí)轉(zhuǎn)換器完成一次電轉(zhuǎn)換，輸出一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖。這幾種傳感器發(fā)出的是脈沖信號(hào)，水表在特殊使用情況下會(huì)倒轉(zhuǎn)，一旦倒轉(zhuǎn)同樣產(chǎn)生脈沖信號(hào)，這種信號(hào)系統(tǒng)的累加計(jì)量視為正常計(jì)量，造成水表指針計(jì)量與數(shù)字計(jì)量不一致，易使用戶和管理部門之間產(chǎn)生計(jì)量糾紛；而且水表本身受外界振動(dòng)影響或由于水管中的“水錘”引起水表機(jī)芯的振動(dòng)，都會(huì)使脈沖式傳感器發(fā)出非正常脈沖信號(hào)，導(dǎo)致脈沖誤差，并且由于響應(yīng)頻率低，數(shù)字化水表的常用方案是通過(guò)齒輪的變速，把傳感器安裝在10升流量位置，這樣的水表只能測(cè)量一段時(shí)間內(nèi)的總流量，而不能測(cè)量瞬時(shí)流量，這樣就會(huì)造成計(jì)量精度低；而且以上幾種傳感器的能耗比較大，尤其是光電傳感器和韋根傳感器，使得電池使用壽命短，用戶和管理部門難以對(duì)在用水表的電池使用情況了如指掌，一旦電池電量不足，水表計(jì)量可能停止運(yùn)行，或者造成用戶無(wú)法用水，或者供水管理部門因水表傳感器未計(jì)量而遭受損失；而且干簧管傳感器、韋根傳感器和光電傳感器故障率高，維護(hù)成本高；此外，干簧管傳感器和霍爾傳感器容易受到磁場(chǎng)干擾，有些人還會(huì)故意在水表外殼處附加磁鐵產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場(chǎng)干擾，達(dá)到偷水目的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種能檢測(cè)逆流且高精度、低功耗以及易于維護(hù)的用于智能水表的雙向檢測(cè)傳感器組件。本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種用于智能水表的雙向檢測(cè)傳感器組件，包括安裝在水表計(jì)量轉(zhuǎn)動(dòng)部件上的磁鐵，還包括位于所述磁鐵正上方且敏感軸相互正交的兩個(gè)TMR磁阻開關(guān)傳感器。所述磁鐵位于水表玻璃的下方，所述兩個(gè)TMR磁阻開關(guān)傳感器位于水表玻璃的上方。還包括檢測(cè)水表外界磁干擾的磁性開關(guān)傳感器，所述磁性開關(guān)傳感器遠(yuǎn)離所述磁鐵并對(duì)所述磁鐵的磁場(chǎng)不敏感。所述磁性開關(guān)傳感器為霍爾傳感器或干簧管傳感器。所述兩個(gè)TMR磁阻開關(guān)傳感器焊接在第一電路板上，所述第一電路板與水表外殼固定安裝，所述磁性開關(guān)傳感器焊接在第二電路板上，所述第二電路板與所述第一電路板固定安裝。所述兩個(gè)TMR磁阻開關(guān)傳感器均為具有CMOS數(shù)字鎖存輸出的雙極型TMR磁阻開關(guān)傳感器。所述磁鐵為長(zhǎng)方體。所述傳感器組件整體加ABS防護(hù)罩并用硅膠進(jìn)行整體灌裝密封。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:采用敏感軸相互正交的兩個(gè)TMR磁阻開關(guān)傳感器檢測(cè)水表轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪等轉(zhuǎn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)情況，可發(fā)出四種不同狀態(tài)信號(hào)，從而獲得葉輪的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)方向，可進(jìn)行逆流檢測(cè)以及瞬時(shí)流量檢測(cè)，使計(jì)量準(zhǔn)確，并且能夠發(fā)現(xiàn)漏水情況，發(fā)出大流量報(bào)警信號(hào)；磁阻開關(guān)傳感器相對(duì)干簧管傳感器、韋根傳感器和光電傳感器等傳感器，可以在持續(xù)運(yùn)行狀態(tài)下具有低功耗、高頻響、高靈敏度、寬測(cè)量間隙，以及壽命長(zhǎng)和高可靠性的特點(diǎn)，因功耗低，水表電池壽命長(zhǎng)，因磁阻開關(guān)傳感器壽命長(zhǎng)以及高可靠性，因而故障率低，使得水表維護(hù)成本低；增加檢測(cè)水表外界磁干擾的磁性開關(guān)傳感器，可針對(duì)異常磁干擾進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)及相應(yīng)處理。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的兩個(gè)TMR磁阻開關(guān)傳感器與磁體位置關(guān)系示意圖；圖3a為本實(shí)用新型的兩個(gè)TMR磁阻開關(guān)傳感器在磁鐵順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)輸出信號(hào)不意圖；圖3b為本實(shí)用新型的兩個(gè)TMR磁阻開關(guān)傳感器在磁鐵反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)輸出信號(hào)不意圖。圖中:1、ABS防護(hù)罩；2、水表玻璃；3、水表；4、第二電路板；5、第一電路板；6、磁鐵；7、TMR磁阻開關(guān)傳感器。
具體實(shí)施方式
為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下:請(qǐng)參閱圖1、圖2、圖3a和圖3b，一種用于智能水表的雙向檢測(cè)傳感器組件，包括安裝在水表3的計(jì)量轉(zhuǎn)動(dòng)部件上的磁鐵6，計(jì)量轉(zhuǎn)動(dòng)部件包括水表計(jì)數(shù)輪等，還包括位于所述磁鐵6正上方且敏感軸相互正交的兩個(gè)TMR磁阻開關(guān)傳感器7。所述磁鐵6可位于水表玻璃2的下方，所述兩個(gè)TMR磁阻開關(guān)傳感器7可位于水表玻璃2的上方。還可進(jìn)一步包括檢測(cè)水表外界磁干擾的磁性開關(guān)傳感器，所述磁性開關(guān)傳感器遠(yuǎn)離所述磁鐵并對(duì)所述磁鐵的磁場(chǎng)不敏感。所述磁性開關(guān)傳感器可為霍爾傳感器或干簧管傳感器。所述磁性開關(guān)傳感器的安裝位置應(yīng)保證水表的磁鐵對(duì)其不產(chǎn)生任何影響，這樣無(wú)外接磁干擾時(shí)，磁性開關(guān)傳感器對(duì)水表轉(zhuǎn)動(dòng)部件安裝的磁體不敏感，不產(chǎn)生脈沖信號(hào)，當(dāng)有外界磁干擾時(shí)機(jī)，則會(huì)產(chǎn)生脈沖信號(hào)，發(fā)出報(bào)警。安裝時(shí)，可將所述兩個(gè)TMR磁阻開關(guān)傳感器7焊接在第一電路板5上，將所述第一電路板5與水表3的外殼固定安裝，再將所述磁性開關(guān)傳感器焊接在第二電路板4上，將所述第二電路板4可與所述第一電路板5固定安裝。所述兩個(gè)TMR磁阻開關(guān)傳感器7可選具有CMOS數(shù)字鎖存輸出的雙極型TMR磁阻開關(guān)傳感器。所述磁鐵6可選長(zhǎng)方體或其他形式。所述傳感器組件可整體加ABS防護(hù)罩I并用硅膠進(jìn)行整體灌裝密封。防水等級(jí)為IP68。本實(shí)用新型工作原理為:TMR磁性開關(guān)的一個(gè)方向在感應(yīng)到N極磁場(chǎng)時(shí)會(huì)輸出高電平，在感應(yīng)到S極磁場(chǎng)時(shí)會(huì)輸出低電平。請(qǐng)參考圖2、圖3a和圖3b，將兩個(gè)垂直放置的TMR磁性開關(guān)放置到磁鐵上方，當(dāng)磁鐵旋轉(zhuǎn)一周時(shí)就會(huì)產(chǎn)生4個(gè)狀態(tài)的電平。當(dāng)感應(yīng)到兩路電平為高低(10)—高高(11)—低高(01)—低低(00)順序改變時(shí)為正向旋轉(zhuǎn)，請(qǐng)參考圖2，當(dāng)電平為低高(01)—高高(11)—高低(10)—低低(00)順序改變時(shí)為反向旋轉(zhuǎn)，如果磁性開關(guān)和磁鋼的位置是放到水表的0.0l3計(jì)數(shù)輪上，則旋轉(zhuǎn)一圈為0.lm3。當(dāng)外界有磁性物質(zhì)接近傳感器，用作外界干擾檢測(cè)的干簧管或磁性開關(guān)會(huì)輸出低電平，這樣就可以檢測(cè)到外界的磁干擾。盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于智能水表的雙向檢測(cè)傳感器組件，包括安裝在水表計(jì)量轉(zhuǎn)動(dòng)部件上的磁鐵，其特征在于，還包括位于所述磁鐵正上方且敏感軸相互正交的兩個(gè)TMR磁阻開關(guān)傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于智能水表的雙向檢測(cè)傳感器組件，其特征在于，所述磁鐵位于水表玻璃的下方，所述兩個(gè)TMR磁阻開關(guān)傳感器位于水表玻璃的上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于智能水表的雙向檢測(cè)傳感器組件，其特征在于，還包括檢測(cè)水表外界磁干擾的磁性開關(guān)傳感器，所述磁性開關(guān)傳感器遠(yuǎn)離所述磁鐵并對(duì)所述磁鐵的磁場(chǎng)不敏感。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于智能水表的雙向檢測(cè)傳感器組件，其特征在于，所述磁性開關(guān)傳感器為霍爾傳感器或干簧管傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于智能水表的雙向檢測(cè)傳感器組件，其特征在于，所述兩個(gè)TMR磁阻開關(guān)傳感器焊接在第一電路板上，所述第一電路板與水表外殼固定安裝，所述磁性開關(guān)傳感器焊接在第二電路板上，所述第二電路板與所述第一電路板固定安裝。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的用于智能水表的雙向檢測(cè)傳感器組件，其特征在于，所述兩個(gè)TMR磁阻開關(guān)傳感器均為具有CMOS數(shù)字鎖存輸出的雙極型TMR磁阻開關(guān)傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的用于智能水表的雙向檢測(cè)傳感器組件，其特征在于，所述磁鐵為長(zhǎng)方體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的用于智能水表的雙向檢測(cè)傳感器組件，其特征在于，所述傳感器組件整體加ABS防護(hù)罩并用硅膠進(jìn)行整體灌裝密封。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于智能水表的雙向檢測(cè)傳感器組件，包括安裝在水表計(jì)量轉(zhuǎn)動(dòng)部件上的磁鐵，還包括位于所述磁鐵正上方且敏感軸相互正交的兩個(gè)TMR磁阻開關(guān)傳感器。本實(shí)用新型可進(jìn)行逆流檢測(cè)以及瞬時(shí)流量檢測(cè)，使計(jì)量準(zhǔn)確，并且能夠發(fā)現(xiàn)漏水情況，發(fā)出大流量報(bào)警信號(hào)；并且故障率低，使得水表維護(hù)成本低；增加檢測(cè)水表外界磁干擾的磁性開關(guān)傳感器，可針對(duì)異常磁干擾進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)及相應(yīng)處理。
文檔編號(hào)G01F1/05GK203163780SQ20122074991
公開日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者李伯偉 申請(qǐng)人:天津開發(fā)區(qū)翔龍網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有限公司