低功耗电磁水表转换器制造技术

本申请公开了一种低功耗电磁水表转换器，其包含微控制模块发出第一脉波信号与第二脉波信号。励磁驱动模组接收脉波信号，并回传反馈信号于微控制模块。励磁驱动模块发出励磁讯号。传感模块接受励磁讯号，而发出第一信号与第二信号。信号处理模块包含信号放大单元与模数转换单元，信号放大单元电性连接模数转换单元。信号放大单元接收第一信号与第二信号，并将第一信号与第二信号传递至模数转换单元。模数转换单元接收第一信号与第二信号，并转换成转换信号。转换讯号传递至微控制模块。其中空管检测电路单元电性连接传感模块与信号处理模块间，并且检测第一信号与第二信号，且空管检测电路单元接收微控制模块的第二脉波讯号。

【技术实现步骤摘要】
低功耗电磁水表转换器
本申请涉及一种水表转换器，尤其指一种低功耗电磁水表转换器。
技术介绍
随着电子技术和计算技术的快速发展，电磁流量计的应用越来越广泛；电磁流量计因其口径范围大、量程比大、精度高、无压损等优点，是得其在工业领域得到广泛的应用；目前的电磁流量计的供电方式有工频220V交流供电和3.6V电池供电两种，在220V交流供电不易获得和布线难度大时，需采用电池供电，电池供电电磁流量计需要特别注意低功耗的设计，在保证使用使用寿命的同时，不降低计量精度，使得电池供电电磁水表转换器的设计难度大大增加；为要降低转换器的功耗，必须着重降低信号处理部分和励磁部分的功耗。目前的电磁水表转换器的信号处理部分主要是以模拟信号处理为主，主要包括前置放大电路、后级放大电路、模拟带通滤波器、采样保持电路、模数转换等；电路结构复杂，组件过多；同时过高的放大倍数，也增加了电路的噪声，尤其在干扰信号较大时，使得运算放大器易饱和。在励磁电路中，目前的转换器存在功耗普遍较大，集成芯片较多，成本较高等缺点；在转换器休眠时，目前的转换器没有将与计量无关的电路关闭，以节省电量。请参阅图1，为传统模拟同步解调方法的电路示意图，其两个信号电极上产生微弱的感应电压需要经过前置放大电路、后级放大电路、模拟带通滤波器、采样保持电路、低速AD转换器、低主频MCU，其信号放大倍数为几百倍，电路复杂度、电路噪声与电路成本也较大。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提出了一种低功耗电磁水表转换器，其用以解决目前电池供电的电磁水表转换器存在的重大问题，转换器存在功耗普遍较大，集成芯片较多，成本较高等缺点，且电能消耗也较高。为了解决上述问题，本申请提供一种低功耗电磁水表转换器，其特征在于，其包括：微控制模块，其发出第一脉波信号与第二脉波信号；励磁驱动模块，其电性连接于所述微控制模块，所述励磁驱动模组接收所述脉波信号，并回传反馈信号于所述微控制模块，所述励磁驱动模块发出励磁讯号；传感模块，其电性连接于所述励磁驱动模块，所述传感模块接受励磁讯号，而发出第一信号与第二信号；以及信号处理模块，其电性连接于所述传感模块，所述信号处理模块包含信号放大单元与模数转换单元，所述信号放大单元电性连接所述模数转换单元，所述信号放大单元接收所述第一信号与所述第二信号，并将所述第一信号与所述第二信号传递至所述模数转换单元，所述模数转换单元接收所述第一信号与所述第二信号，并转换成转换信号，所述转换讯号传递至所述微控制模块；其中，空管检测电路单元电性连接所述传感模块与所述信号处理模块间，并且检测所述第一信号与所述第二信号，且所述空管检测电路单元接收所述微控制模块的第二脉波讯号。根据本申请的一实施方式，上述的更包含唤醒触发电路单元、液晶显示单元与红外通信单元，所述唤醒触发电路单元、所述液晶显示单元与所述红外通信单元各分别电性连接于所述微控制模块，而所述唤醒触发电路单元驱动所述液晶显示单元与所述红外通信单元。根据本申请的一实施方式，上述的所述红外通信单元具有发射电路和接收电路，以对于所述微控制模块内的参数设定。根据本申请的一实施方式，上述的所述红外通信单元采用波长为930nm-950nm，载波频率为33KHZ-43KHZ的近红外光。根据本申请的一实施方式，上述的所述液晶显示单元显示当前流速、正向累计流量、反向累计流量与总累计流量。根据本申请的一实施方式，上述的更包含通信单元，所述通信单元电性连接于所述微控制模块。根据本申请的一实施方式，上述的所述通信单元为RS485。根据本申请的一实施方式，上述的所述励磁驱动模块的励磁讯号为低频脉冲矩形波励磁。根据本申请的一实施方式，上述的所述励磁驱动模块的励磁讯号为1/8工频或1/4工频。根据本申请的一实施方式，上述的量程比为1500：1。通过此种低功耗电磁水表转换器包含的微控制模块、励磁驱动模块、传感模块、信号处理模块等等结构，而对于励磁驱动与信号处理等方式，极大的降低了电磁水表转换器的功耗。本申请采用数字过采样技术和数字励磁技术，其可带来高精度、超低功耗、高可靠性、成本低、电路简化等优点。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为习知技术的模拟同步解调方法的电路示意图；图2为本申请的低功耗电磁水表转换器的数字过采样架构示意图；图3为本申请的低功耗电磁水表转换器的励磁电路示意图；图4为本申请的低功耗电磁水表转换器的红外通信电路示意图；图5为本申请的低功耗电磁水表转换器标定模式的流量信号同步解调示意图；图6为本申请的低功耗电磁水表转换器正常工作模式的流量信号同步解调示意图；以及图7为本申请的低功耗电磁水表转换器工作流程图。具体实施方式以下将以图式揭露本申请的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本申请。也就是说，在本申请的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示的。请参阅图2，其为本申请的低功耗电磁水表转换器的数字过采样架构示意图。如图所示，本实施方式提供一种低功耗电磁水表转换器1，其用以解决目前电池供电的电磁水表转换器存在的电路结构复杂、成本较高、功耗较大导致电量消耗较快等等缺点。于本实施方式中，低功耗电磁水表转换器1包含微控制模块11、励磁驱动模块13、传感模块15、信号处理模块17与空管检测电路单元19。于本实施方式中，微控制模块11为高主频低功耗的STM32L476VET6芯片，微控制模块11需要实现数字滤波计算，数据处理量较大，因而使用的低功耗微控制模块11为高主频低功耗微控制模块。微控制模块11分别电性连接于励磁驱动模块13与空管检测电路单元19。微控制模块11产生两路互补脉冲宽度调制(即PWM)的励磁驱动信号(以下称作第一脉波信号与第二脉波信号)，第一脉波信号传输至励磁驱动模块13，第二脉波信号传输至空管检测电路单元19。励磁驱动模块13电性连接于传动模块15，而励磁驱动信号(即第一脉波信号)通过励磁驱动模块13以驱动传感模块15的励磁线圈。水在传感模块15中的管道切割磁场，两个信号电极上产生微弱的感应电压(即第一信号E1与第二信号E2)，并传递至信号处理模块17。其中低功耗电磁水表转换器1的励磁方式为低频脉冲矩形波励磁，且励磁讯号为1/8工频或1/4工频。再者，信号处理模块17具有信号放大单元171与模数转换单元173。第一信号E1与第二信号E2通过信号放大单元171(如差分放大器AD8220)放大10倍后，再直接经过模数转换单元173(如高速AD转换器AD7172-2)进入微控制模块11。于本实施方式中，信号放大单元171为一级仪表放大电路，模数转换单元173为高速24位模数转换器，微控制模块11则采用ST的低功耗高性能处理器STM32L476VET6，其内部具有FPU单元，可以用于快速实现数字信号调制滤波。一级仪表放大电路采用具有轨到轨输出的JFET输入仪表放大器AD8220芯片，其具有较高的共模抑制比、低输入噪声、低偏置和失调电流，使得流量原始信号能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低功耗电磁水表转换器，其特征在于，其包括：微控制模块，其发出第一脉波信号与第二脉波信号；励磁驱动模块，其电性连接于所述微控制模块，所述励磁驱动模组接收所述脉波信号，并回传反馈信号于所述微控制模块，所述励磁驱动模块发出励磁讯号；传感模块，其电性连接于所述励磁驱动模块，所述传感模块接受励磁讯号，而发出第一信号与第二信号；以及信号处理模块，其电性连接于所述传感模块，所述信号处理模块包含信号放大单元与模数转换单元，所述信号放大单元电性连接所述模数转换单元，所述信号放大单元接收所述第一信号与所述第二信号，并将所述第一信号与所述第二信号传递至所述模数转换单元，所述模数转换单元接收所述第一信号与所述第二信号，并转换成转换信号，所述转换讯号传递至所述微控制模块；其中，空管检测电路单元电性连接所述传感模块与所述信号处理模块间，并且检测所述第一信号与所述第二信号，且所述空管检测电路单元接收所述微控制模块的第二脉波讯号。

【技术特征摘要】
1.一种低功耗电磁水表转换器，其特征在于，其包括：微控制模块，其发出第一脉波信号与第二脉波信号；励磁驱动模块，其电性连接于所述微控制模块，所述励磁驱动模组接收所述脉波信号，并回传反馈信号于所述微控制模块，所述励磁驱动模块发出励磁讯号；传感模块，其电性连接于所述励磁驱动模块，所述传感模块接受励磁讯号，而发出第一信号与第二信号；以及信号处理模块，其电性连接于所述传感模块，所述信号处理模块包含信号放大单元与模数转换单元，所述信号放大单元电性连接所述模数转换单元，所述信号放大单元接收所述第一信号与所述第二信号，并将所述第一信号与所述第二信号传递至所述模数转换单元，所述模数转换单元接收所述第一信号与所述第二信号，并转换成转换信号，所述转换讯号传递至所述微控制模块；其中，空管检测电路单元电性连接所述传感模块与所述信号处理模块间，并且检测所述第一信号与所述第二信号，且所述空管检测电路单元接收所述微控制模块的第二脉波讯号。2.如权利要求1所述的低功耗电磁水表转换器，其特征在于，更包含唤醒触发电路单元、液晶显示单元与红外通信单元，所述唤醒触发电路单元、所述液晶显示单元与所述红外通信单元各分别电性连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：广东青藤环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44