[實用新型]大口徑超聲波水表

有效

• 申請號: 201420738031.2
• 申請日: 2014-12-02
• 公開（公告）號: CN204228215U
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 張慧娟;蔣羅庚;趙永球
• 申請（專利權）人: 湖南威銘能源科技有限公司
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所 43001
• 代理人: 周詠;米中業

技術領域

本實用新型涉及一種水表，特別涉及一種大口徑超聲波水表。

背景技術

現在普遍使用的機械式水表的測量部件多采用葉輪結構，對水質的要求高，易造成葉輪軸承的磨損，外界環境變化對測量有較大的影響，故障率高，使用壽命短，因此傳統的方法對于過程計量本身就存在較大的難度，而且存在測量誤差大，修正因素多等問題，很難完成高精度的測量，而且許多水表功耗很大，無法滿足電池長期驅動的要求，限制了水表的應用。此外，眾多大口徑水表對存儲的計量數據、表計參數等重要信息沒有分配獨立的備份存儲芯片，當存儲芯片出現異常甚至損壞時，將造成重要數據丟失。不難看出，目前的大口徑水表存在著流量計量結果的精度和準確性不高，管段施工和安裝不夠方便和靈活、功耗比較大和使用壽命短等缺點。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種寬量程、高精度、低始動流量、低功耗且能進行管網壓力監測的整體式雙聲道的大口徑超聲波水表。

本實用新型提供的這種大口徑超聲波水表，包括單片機、壓力測量模塊、超聲波換能器聲道切換模塊、超聲波收發模塊、計時模塊、水溫測量模塊、數據存儲模塊和雙電池供電電源模塊；單片機控制計時模塊產生時鐘脈沖，計時模塊與單片機通信，給超聲波收發模塊和水溫測量模塊提供時鐘脈沖信號；同時單片機通過超聲波換能器聲道切換模塊，進行超聲波流量測量的雙聲道間的切換；計時模塊接收雙聲道的超聲波收發模塊和水溫測量模塊的測量數據，并將數據傳至單片機；數據存儲模塊用于將數據分類且分芯片存儲；雙電池供電電源模塊為單片機供電；壓力測量模塊與單片機連接。

所述計時模塊通過SPI端口與單片機通信。

所述超聲波換能器通道切換模塊采用美國TI公司的型號為TS5A23157的超低功耗的模擬開關。

所述數據存儲模塊包括重要數據大容量存儲芯片、備份存儲芯片和校表數據存儲芯片；重要數據的大容量存儲芯片用于儲存大口徑水表參數、大口徑水表存儲的重要歷史數據、表計事件狀態數據，備份存儲芯片用于備份大口徑水表參數及流量計量數據和掉電數據，校表數據存儲芯片用于存儲表計流量誤差修正、壓力測量誤差修正數據。

所述雙電池供電電源模塊包括兩節電池和單通道線性穩壓器，兩節電池分別經過兩個二極管正向導通后匯合形成電壓一，電壓一再與單通道線性穩壓器的輸入端連接，單通道線性穩壓器的輸出端輸出穩定的3V工作電壓。所述電池采用鋰亞電池。

所述單片機采用美國TI公司的型號為MSP430F6736的十六位超低功耗單片機芯片。所述計時模塊包括德國ACAM公司的型號為TDC_GP22的專用數字時間轉換芯片。

本實用新型通過雙聲道的管段布置方式，采用雙聲道超聲波計量方式，根據時差法測量的基本原理，選用了專用數字時間轉換芯片、超低功耗的超聲波換能器通道切換的模擬開關芯片以及超低功耗l6位單片機芯片，同時測量管段內水的溫度，最終實現了寬量程、高精度、低始動流量、低功耗的系統設計。此外，根據數據類型對數據存儲模塊進行分類管理，將把不同重要級別的數據分別存儲在不同的芯片之中，同時為大口徑超聲波水表參數及流量、壓力計量等重要數據添加備份芯片，有效降低數據因存儲器損壞而丟失的幾率；增加重要數據備份的存儲芯片能有效提高數據保存的可靠性，從而具備自恢復功能。同時通過采用大容量的存儲芯片，存儲更多的大口徑超聲波水表的歷史數據，用于滿足大口徑超聲波水表的多種數據的采集、統計的需求以及數據通信和智能化管理的需求。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖2是本實用新型的雙聲道流量計量電路圖。

圖3是本實用新型的數據存儲模塊電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示，本實用新型包括單片機、LCD顯示模塊、壓力測量模塊、超聲波換能器聲道切換模塊、超聲波收發模塊、計時模塊、用于在各種水溫下的聲速補償的水溫測量模塊、數據存儲模塊、雙電池供電電源模塊、輸入輸出模塊、鍵盤輸入模塊和串口通訊模塊。超聲波換能器聲道切換模塊的輸入端與單片機連接，其輸出端與超聲波收發模塊的輸入端連接，超聲波收發模塊的另一輸入端與單片機連接，其輸出端與計時模塊連接，計時模塊還與單片機連接，水溫測量模塊的輸入端與單片機連接，其輸出端與計時模塊連接；壓力測量模塊與單片機的AD端口連接。