一種微型高頻率低功耗可逆式磁傳感器的制造方法
【專利摘要】一種微型高頻率低功耗可逆式磁傳感器，包括一塊小的電路板，電路板的正面焊接磁傳感器A，反面焊接磁傳感器B，電路板安裝在密封盒內，密封盒用來固定電路板并隔離水表中的液體，在密封盒的下方有環形磁鐵，環形磁鐵安裝在葉輪軸的頂端；磁傳感器A、磁傳感器B、環形磁鐵和葉輪的中心在俯視圖上重合，位于一條豎直的直線上，由電路板、磁傳感器A、磁傳感器B構成的微型傳感器模塊，通過信號輸出線與微處理器相連，將正向或者反向的流量信號送給微處理器。磁傳感器A與磁傳感器B為方形薄板狀，平行且平面軸線角度相差45°。葉輪旋轉1周，磁傳感器A和磁傳感器B各自產生2個周期方波信號，磁傳感器A與磁傳感器B的導通夾角為90°，截止夾角也為90°。本實用新型的優點，該傳感器模塊體積小，便于設計安裝，高頻率，低功耗，可實現正向與逆向的信號采樣。
【專利說明】一種微型高頻率低功耗可逆式磁傳感器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種水表流量計量的傳感器，更具體的說，是涉及一種適用于電子水表的高頻率低功耗可逆式磁性傳感器。
【背景技術】
[0002]目前常用于水表流量計量的傳感器有雙干簧管磁性傳感器或雙霍爾磁性傳感器。雙干簧管磁性傳感器的最大采用頻率不超過10HZ，而且其器械的開關壽命低于10萬次，所以不適用于智能水表的高速采樣。而雙霍爾磁性傳感器要實現高速采樣，功耗要增加，不滿足水表低功耗的設計要求，而且還不能檢測水表反向計量的信號。
[0003]然而本實用新型介紹的一種微型高頻率低功耗可逆式磁性傳感器，可以直接從高速旋轉的葉輪上取信號，具有很高的采樣頻率和超低的功耗，還能檢測水表正反向的采樣信號，而且體積小，結構簡單，便于安裝，可移植性好。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種微型的、高頻率的、可逆向計數的、低功耗的智能式傳感器。傳感器平行磁場方向，輸出高電平，垂直磁場方向，輸出低電平，完全與磁場級性無關。只要磁場在一定范圍反復變化，傳感器就會反復導通與截止。水表葉輪周期旋轉時，傳感器就會輸出連續的脈沖信號。
[0005]這種微型高頻率低功耗可逆式磁傳感器，包括一塊小的電路板，其特征在于，電路板的正面焊接磁傳感器A，反面焊接磁傳感器B，電路板安裝在密封盒內，密封盒用來固定電路板并隔離水表中的液體，在密封盒的下方有環形磁鐵，環形磁鐵安裝在葉輪軸的頂端；磁傳感器A、磁傳感器B、環形磁鐵和葉輪的中心在俯視圖上重合，位于一條豎直的直線上，由電路板、磁傳感器A、磁傳感器B構成的微型傳感器模塊，通過信號輸出線與微處理器相連，將正向或者反向的流量信號送給微處理器。
[0006]磁傳感器A與磁傳感器B為方形薄板狀，平行且平面軸線角度相差45°。
[0007]本實用新型的優點，該傳感器模塊體積小，便于設計安裝，高頻率，低功耗，可實現正向與逆向的信號采樣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的主體結構示意圖；
[0009]圖2是圖1中的傳感器俯視圖；
[0010]圖3是傳感器旋轉平面動態位置示意圖；
[0011]圖4是結合圖3給出的正方向旋轉的波形和2位數據編碼圖；
[0012]圖5是結合圖3給出的反方向旋轉的波形和2位數據編碼圖；
[0013]圖6是傳感器電源波形圖與信號輸出波形圖。
[0014]圖中的序號:1、環形磁鐵；2、電路板；3、磁傳感器A ;4、磁傳感器B ；
[0015]5、密封盒；6、葉輪；7、信號輸出線。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0017]在圖1中，這種微型高頻率低功耗可逆式磁傳感器，安裝在水表內部，它包括一塊電路板2，電路板2的正面焊接磁傳感器A，電路板2的反面焊接磁傳感器B，電路板2安裝在密封盒5內，密封盒5用來固定電路板2并隔離水表中的液體，在密封盒5的正下方有環形磁鐵1，環形磁鐵I固定安裝在葉輪6中心軸的頂端；磁傳感器A、磁傳感器B、環形磁鐵I和葉輪6的中心在俯視圖上重合，位于一條豎直的直線上，由電路板2、磁傳感器A、磁傳感器B構成的微型傳感器模塊，通過信號輸出線7與微處理器相連，將正向或者反向的流量信號送給微處理器。
[0018]附圖2是圖1中的傳感器俯視圖。磁傳感器A、磁傳感器B、環形磁鐵I和葉輪6的中心在俯視圖上重合，位于一條豎直的直線上，磁傳感器A、磁傳感器B平面軸線夾角為45°，磁傳感器A、磁傳感器B和環形磁鐵I在俯視圖中的安裝位置，應滿足下述條件:葉輪旋轉I周，磁傳感器A和磁傳感器B各自產生2個周期方波信號，磁傳感器A與磁傳感器B的導通夾角為90°，截止夾角也為90°。磁傳感器A與磁傳感器B均為方形，由電路板、磁傳感器A、磁傳感器B構成的微型傳感器模塊面積不超過I平方厘米，厚度不超過2毫米。
[0019]附圖3是傳感器旋轉平面動態位置示意圖。其中五個圖分別是環形磁鐵在0°、45°、90°、135°和180°時的位置狀態。
[0020]附圖4是結合圖3給出的正向旋轉的波形和2位數據編碼圖。附圖5是結合圖3給出的反向旋轉的波形和2位數據編碼圖。現結合圖4與圖5對傳感器的正反向識別原理加以說明，磁傳感器導通輸出邏輯電平“ I ”，磁傳感器截止輸出邏輯電平“0”，2位數據編碼的前一位為磁傳感器A的狀態，后一位為磁傳感器B的狀態。葉輪每轉過45°改變一個狀態，一個信號周期產生5個狀態即0°、45°、90°、135°、180° (見圖3)，葉輪旋轉一周，磁傳感器A和磁傳感器B各自產生2個周期方波信號。葉輪正轉時，傳感器A與傳感器B的2位數據編碼為00、01、11、10、00，反轉狀態時傳感器的2位數據編碼為00、10、11、01、00，只有在產生了一個完整的5個狀態編碼后才能進行一次計數，并根據編碼順序來確定正反轉方向。
[0021]附圖6中所示的電源波形可以計算出，磁傳感器的平均消耗電流:
[0022]平均消耗電流=Ipp*Ton/Cycle。式中:Ipp^ 1.5mA，Ton ^ 3us，Cycle 為采樣的周期。
[0023]結合水表實際流量情況，當葉輪轉速為50rpm時，葉輪每旋轉一周(360° )，傳感器可輸出8個狀態編碼，平均每個狀態周期為lS/50rpm/8=2.5ms，在過載情況下保證每個脈沖信號檢測2次以上，要求傳感器的檢測周期為2.5ms/2=l.25ms，在程序設計中，取傳感器的檢測周期Cycle =lms，其檢測頻率為1KHZ。由于該傳感器的電源開啟速度特別快，能達到500ns以下，有磁場的情況下，信號輸出最小脈寬為3us，最高頻率可到達30kHz，所以該器件完全滿足高頻檢測的設計要求。
[0024]最后代入公式，平均消耗電流=Ipp*Ton/Cycle=4.5uA/S，按照一般鋰電池3000mAH的容量來計算，再加上微處理器系統的功耗，電池使用壽命至少10年，滿足低功耗的設計要求。
[0025]這樣就能保證，葉輪在高速旋轉情況下，微型傳感器模塊將正向或者反向的流量信號，通過信號輸出線7準確地傳輸給微處理器進行處理，從而實現高頻率低功耗可逆式的計量。
【權利要求】
1.一種微型高頻率低功耗可逆式磁傳感器，包括一塊小的電路板，其特征在于，電路板的正面焊接磁傳感器A，反面焊接磁傳感器B，電路板安裝在密封盒內，密封盒用來固定電路板并隔離水表中的液體，在密封盒的下方有環形磁鐵，環形磁鐵安裝在葉輪軸的頂端；磁傳感器A、磁傳感器B、環形磁鐵和葉輪的中心在俯視圖上重合，位于一條豎直的直線上，由電路板、磁傳感器A、磁傳感器B構成的微型傳感器模塊，通過信號輸出線與微處理器相連，將正向或者反向的流量信號送給微處理器。
2.根據權利要求1所述的一種微型高頻率低功耗可逆式磁傳感器，其特征在于，磁傳感器A與磁傳感器B為方形薄板狀，平行且平面軸線角度相差45°。
3.根據權利要求1所述的一種微型高頻率低功耗可逆式磁傳感器，其特征在于，磁傳感器A、磁傳感器B和環形磁鐵I在俯視圖中的安裝位置，應滿足下述條件:葉輪旋轉I周，磁傳感器A和磁傳感器B各自產生2個周期方波信號，磁傳感器A與磁傳感器B的導通夾角為90°，截止夾角也為90°。
4.根據權利要求1所述的一種微型高頻率低功耗可逆式磁傳感器，其特征在于，由電路板、磁傳感器A、磁傳感器B構成的微型傳感器模塊面積不超過I平方厘米，厚度不超過2毫米。
【文檔編號】G01F1/56GK204228213SQ201420769974
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月10日 優先權日:2014年12月10日
【發明者】羅立強 申請人:湖南常德牌水表制造有限公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
