一種電子水表計量模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于水表計量技術(shù)，特別涉及一種采用磁極和傳感器的電子式水表計量模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市面上的電子式水表，多使用2個磁傳感器感應(yīng)2個磁極的信號，其主要特點是可以感應(yīng)葉輪旋轉(zhuǎn)的方向，其缺點主要在于每個磁脈沖信號，其對應(yīng)的水量體積偏大，影響水表計量的解析度，及計量誤差不確定度。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種能夠大幅提高水表計量的解析度，及降低計量誤差不確定度的電子水表計量模塊。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案為:一種電子水表計量模塊，包括磁傳感器和設(shè)置在水表葉輪上的磁極，磁極的數(shù)量為M個，M>2且為偶數(shù)，N極和S極沿順時針或逆時針交替排列成圓環(huán)組成磁盤，磁盤被分成M個磁場扇區(qū)，磁傳感器的數(shù)量為N個，N>2，N個磁傳感器盡量均勻分布在M個磁場扇區(qū)。
[0005]所述磁傳感器的分布使得N個磁傳感器信號相位依次相差360° /(M.N) ο
[0006]進一步的，整個磁盤被M個磁極等分。
[0007]進一步的，N個磁傳感器布置在磁盤的正對面。
[0008]“N個磁傳感器盡量均勾分布在M個磁場扇區(qū)、信號相位依次相差360°/(M.N)”是采用下述具體方式:N個磁傳感器沿順時針或逆時針依次布置，依次標號為1、2...?…N，第i個與第I個磁傳感器夾角為360°.(1-l)/(M.N)+360°.(i_l)/M+360°.η/Μ，η為任一自然數(shù)。
[0009]本實用新型通過使用多磁極及多傳感器，提高了水表的解析度，可以減少水表在啟動過程中的誤差；同時，相較于傳統(tǒng)使用2磁極2傳感器的電子式水表，在水流流速變化比較大的情況下，可以獲得更高的計量準確性。
【附圖說明】
[0010]附圖1為本實用新型一個【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]附圖2為實施例1的磁極排列圖(以4磁極為例)；
[0012]附圖3為實施例1的磁傳感器排列圖(以6磁傳感器為例)；
[0013]附圖4為實施例1的磁傳感器信號圖(以6磁傳感器為例)，從上到下依次為磁傳感器6、5、4、3、2、1;
[0014]附圖5為實施例1的磁盤順時針旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的磁脈沖信號序列，從上到下依次為磁傳感器2、I;
[0015]附圖6為實施例1的磁盤逆時針旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的磁脈沖信號序列，從上到下依次為磁傳感器2、I;
[0016]其中，水表底座1、磁傳感器2、磁盤3、葉輪轉(zhuǎn)動軸4。
【具體實施方式】
[0017]附圖1為本實用新型一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，磁盤3安裝在水表的葉輪轉(zhuǎn)動軸4端部，若干磁傳感器2布置在水表底座I上與磁盤3相對的一面，位于磁盤3的正上方，用于將感應(yīng)的磁極變換信息轉(zhuǎn)換為電信號。磁傳感器2與數(shù)據(jù)處理單元相連。
[0018]本實用新型使用數(shù)量大于2的M個磁極組成磁盤，數(shù)量為偶數(shù)個，N極和S極沿順時針或逆時針交替排列，整個磁盤被M個磁極等分，形成M個磁場扇區(qū)(每個角度α = 360°/Μ)，如圖2所示為4磁極的實施例，磁極為圓柱形，其軸線與葉輪轉(zhuǎn)動軸平行、并垂直于磁盤面，使其一個極正對水表底座。
[0019]使用數(shù)量大于2的N個磁傳感器組成傳感器板，設(shè)置在水表底座上。N個磁傳感器排列方式為:通過以圓心為起點的M個半軸(L^Lr-Li…Lm)，將圓周等分為M份。N個磁傳感器沿順時針或逆時針依次布置，依次標號為1、2...?…N。第i個磁傳感器與L1的夾角[夾角定義為Ljft順時針或逆時針(與磁傳感器的布置方式一致)旋轉(zhuǎn)一個角度]為360°.(i_l)/(M.N)+360°.(1-l)/M+360°.η/Μ; (η為任一自然數(shù)，包括O)。11值的選擇是為了使得N個磁傳感器在相對靜止時盡量均勾分布(即正對)在M個磁場扇區(qū)(即盡量分布在不同的磁場扇區(qū)，也即使得同一磁場扇區(qū)的磁傳感器個數(shù)最少)，η值一般取O或I。
[0020]這樣的布置，是與下述方式等效的:將N個磁傳感器等夾角均勻布置在一個磁場扇區(qū)內(nèi)，等間隔切割磁場扇區(qū)α。
[0021 ]本實用新型在磁盤完成360°旋轉(zhuǎn)的情況下，產(chǎn)生Μ*Ν個磁信號，相較于傳統(tǒng)的2磁極*2個磁信號，其解析度提高Μ*Ν/4倍。
[0022]例如實施例1(圖2和3)中，Μ= 4，Ν = 6，Ι^為直角坐標系X軸正半軸，磁傳感器沿逆時針布置，角度的定義是沿逆時針旋轉(zhuǎn)，第i個磁傳感器與1^的夾角為15° (1-1 )+90°(1-1) +90°n，第1、2、3、4、5、6號磁傳感器與1^夾角分別0°、15°+90°、30°+180°、45。+270。+90。、60。+360°+90°、75°+450°+90°。4、5、6號磁傳感器與Li夾角還可以為45°+270°、60。+360。、75。+450。ο
[0023]再如，若Μ= 8，Ν = 6，Ι^為直角坐標系X軸正半軸，磁傳感器沿逆時針布置，角度的定義是沿逆時針旋轉(zhuǎn)，第i個磁傳感器與L1的夾角為7.5° (1-l)+45° (i_l)+45°η。
[0024]實施例1共產(chǎn)生24個磁信號，磁盤旋轉(zhuǎn)時磁傳感器所產(chǎn)生的磁脈沖信號如圖4所示。通過判斷磁傳感器I和磁傳感器2所輸出的脈沖序列判斷磁盤的旋轉(zhuǎn)方向，如圖5、6所示。通過判斷磁脈沖時間寬度來推斷水表的運行速度，如圖5、6所示。
【主權(quán)項】
1.一種電子水表計量模塊，包括磁傳感器和設(shè)置在水表葉輪上的磁極，其特征在于磁極的數(shù)量為M個，M>2且為偶數(shù)，N極和S極沿順時針或逆時針交替排列成圓環(huán)組成磁盤，磁盤被分成M個磁場扇區(qū)，磁傳感器的數(shù)量為N個，N>2，N個磁傳感器盡量均勾分布在M個磁場扇區(qū)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子水表計量模塊，其特征在于磁傳感器的分布使得N個磁傳感器信號相位依次相差360°/(M.N) ο3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子水表計量模塊，其特征在于整個磁盤被M個磁極等分。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子水表計量模塊，其特征在于N個磁傳感器布置在磁盤的正對面。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子水表計量模塊，其特征在于N個磁傳感器盡量均勻分布在M個磁場扇區(qū)、信號相位依次相差360°/(M.N)是采用下述具體方式:N個磁傳感器沿順時針或逆時針依次布置，依次標號為1、2...?…N，第i個與第I個磁傳感器夾角為360°.(1-1)/(Μ.Ν)+360°.(1-l)/M+360°.n/M，n為任一自然數(shù)。
【專利摘要】本實用新型涉及一種電子水表計量模塊，包括磁傳感器和設(shè)置在水表葉輪上的磁極，磁極的數(shù)量為M個，M>2且為偶數(shù)，N極和S極沿順時針或逆時針交替排列成圓環(huán)組成磁盤，磁盤被分成M個磁場扇區(qū)，磁傳感器的數(shù)量為N個，N>2，N個磁傳感器盡量均勻分布在M個磁場扇區(qū)。本實用新型提高了水表的解析度，可以減少水表在啟動過程中的誤差；同時，相較于傳統(tǒng)使用2磁極2傳感器的電子式水表，在水流流速變化比較大的情況下，可以獲得更高的計量準確性。
【IPC分類】G01F1/05
【公開號】CN205352477
【申請?zhí)枴緾N201620109632
【發(fā)明人】陳羽, 朱仙子, 楊躍華, 馬俊朝, 黃佑仲, 殷昌華, 朱政堅
【申請人】湖南威銘能源科技有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2016年2月3日