一种电磁水表的制作方法

1.本实用新型涉及水表领域，特别是涉及一种电磁水表。


背景技术：

2.电磁流量测量技术应用越来越广泛，随着电子技术发展，对电磁水表要求越来越高。电磁水表在功能多样性方面的需求也越来越多，电磁水表不仅只具备测量功能，还具有有线通讯、无线通讯、数据上报云端功能等，也可以对某一时间段实施密集采集监控，因此对电源的要求较高。但是现在的电磁水表的电源无法满足多种功能和某一时间段实施密集采集监控的供电要求，影响电磁水表的使用。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种电磁水表，所述电磁水表的电源具有满足多种功能和某一时间段实施密集采集监控的要求等特点，具有较好的适用性。
4.为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
5.一种电磁水表，包括：电源模块，包括内置电源、外置电源和电源切换模块、数字电源模块、模拟电源模块和励磁电源模块，所述内置电源和所述外置电源均与所述电源切换模块连接，所述数字电源模块、所述模拟电源模块和所述励磁电源模块均与所述电源切换模块连接。
6.优选地，所述电磁水表还包括与所述电源模块电连接的信号检测与处理电路模块，所述信号检测与处理电路模块对电极信号进行处理，并包括预处理、交流耦合、前置放大和模数转换，所述预处理对所述电极信号过滤噪声，所述交流耦合减小所述电极信号的直流极化噪声，所述前置放大对所述电极信号进行放大处理，所述模数转换对放大后的所述电极信号进行同步采样处理。
7.优选地，所述电磁水表还包括与所述电源模块电连接的恒流源励磁电路模块，所述恒流源励磁电路模块包括dc-dc电源、恒流源电路、h 桥开关、励磁控制、rc滤波电路和励磁线圈，所述dc-dc电源将所述电源模块的电压转换为励磁电压，所述恒流源电路将所述励磁电压转换为励磁电流，所述励磁电流通过所述h桥开关驱动所述励磁线圈，所述励磁控制通过所述rc滤波电路切换为所述h桥开关，并控制所述励磁线圈的驱动方向。
8.优选地，所述电磁水表还包括与所述电源模块电连接的空管激励模块，所述空管激励模块包括激励源、模拟开关和信号电极，所述激励源为电压源或电流源，并通过所述模拟开关传送至所述信号电极。
9.优选地，所述电磁水表还包括与所述电源模块电连接的mcu单元模块。
10.优选地，所述电磁水表还包括与所述电源模块电连接的空管判断模块，所述空管判断模块包括空管处理电路和空管信号采集判断，所述空管处理电路对放大后的所述电极信号进行微分电路处理，同时所述mcu单元模块对所述电极信号进行同步采样，所述空管信号采集判断通过输出的电极信号幅值判断所述电磁水表的状态。
11.优选地，所述电磁水表还包括与所述电源模块电连接的通讯模块，所述通讯模块是无线通讯模块或有线通讯模块。
12.优选地，所述电磁水表还包括与所述电源模块电连接的湿度采集模块，所述湿度采集模块主动或被动采集所述电磁水表的环境温度和湿度。
13.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
14.上述技术方案中所提供的一种电磁水表，通过电源模块包括内置电源、外置电源和电源切换模块、数字电源模块、模拟电源模块和励磁电源模块，所述内置电源和所述外置电源均与所述电源切换模块连接，所述数字电源模块、所述模拟电源模块和所述励磁电源模块均与所述电源切换模块连接，当所述内置电源电压充足，且所述外置电源连接时，由所述外置电源进行供电；所述内置电源电压过低，且所述外置电源连接时，由所述外置电源进行供电。当没有连接所述外置电源时，由内置电源供电。所述电磁水表可通过切换内置电源或外置电源进行供电，实现满足多种功能和某一时间段实施密集采集监控的供电要求。
附图说明
15.图1为本实用新型实施例中电磁水表转换器测量电路组成示意图。
16.图2为本实用新型实施例中电磁水表电源模块组成图。
17.图3为本实用新型实施例中恒流源励磁电路示意图。
18.图4为本实用新型实施例中信号检测与处理电路模块示意图。
19.图5为本实用新型实施例中空管激励模块示意图。
20.图6为本实用新型实施例中空管判断模块示意图。
21.图7为本实用新型实施例中通讯模块组成示意图。
22.图8为本实用新型实施例中mcu单元模块组成图。
23.1、电源模块；11、内置电源；12、外置电源；13、电源切换模块；14、数字电源模块；15、模拟电源模块；16、励磁电源模块；2、信号检测与处理电路模块；21、预处理；22、交流耦合；23、前置放大；24、模数转换；3、电极信号；4、恒流源励磁电路模块；41、dc-dc电源；42、恒流源电路；43、h桥开关；44、励磁控制；45、rc滤波电路；46、励磁线圈；5、空管激励模块；51、激励源；52、模拟开关；53、信号电极；6、mcu单元模块；61、mcu；62、外部晶振；63、数据存储单元；64、程序下载接口；7、空管判断模块；71、空管处理电路；72、空管信号采集判断；8、通讯模块；9、温湿度采集模块。
具体实施方式
24.以下将结合附图，对本实用新型进行更为详细的描述，需要说明的是，下参照附图对本实用新型进行的描述仅是示意性的，而非限制性的。各个不同实施例之间可以进行相互组合，以构成未在以下描述中示出的其他实施例。
25.请参阅图1-2，本实用新型实施例中提供了一种电磁水表，包括：电源模块1，包括内置电源11、外置电源12和电源切换模块13、数字电源模块14、模拟电源模块15和励磁电源模块16，所述内置电源11和所述外置电源12均与所述电源切换模块13连接，所述数字电源模块14、所述模拟电源模块15和所述励磁电源模块16均与所述电源切换模块13连接；其中，所述内置电源11电压充足，且所述外置电源12连接时，由所述外置电源 12进行供电；所述
内置电源11电压过低，且所述外置电源12连接时，由所述外置电源12进行供电。
26.所述电源模块1给电磁水表整个系统提供电能，所述恒流源励磁电路模块4通过输出稳定的电流提供一个稳定的交变磁场，所述信号检测与处理电路模块2将电极信号3进行滤波放大处理，再通过所述模数转换24 传至所述mcu单元模块6，所述空管激励模块5对所述电极信号3进行激励再通过同步采样进行空管判断，输出相应结果，电磁水表通过所述压力采集模块和温湿度采集模块9采集设备的相关参数，并通过所述通讯模块 8传输至客户端。
27.所述电源模块1主要包括内置电源11、外置电源12、电源切换模块 13、数字电源模块14、模拟电源模块15和励磁电源模块16，内置电源11 可以是锂电池也可以是其他能源，所述外置电源12可以是外置电池包，也可以是市电或太阳能其他电源。当只有所述内置电源11时，由所述内置电源11给电磁水表进行供电；当所述内置电源11电压过低或无所述内置电源11时，可以所述外置电源12供电；当所述内置电源11存在且电能充足，所述外置电源12同时存在时，则由所述外置电源12供电；当电磁水表需要对某一时间段进行数据的进行重点观测，需要密集采集频繁上报，此时对供电要求较大，因此可以配置所述外置电源12，并由所述外置电源12 进行供电。
28.如图3所示，所述恒流源励磁电路模块4包括dc-dc电源41、恒流源电路42、h桥开关43、励磁控制44、rc滤波电路45和励磁线圈46，系统电源电压经所述dc-dc电源41电源转换成稳定的励磁电压，将励磁电压提供给所述恒流源电路42，通过所述恒流源电路42设定的参数，所述恒流源电路42可以输出一个稳定的励磁电流，励磁电流经过所述h桥开关 43可以驱动所述励磁线圈46，所述励磁控制44经过所述rc滤波电路45 并切换所述h桥开关43，进而控制所述励磁线圈46的方向。
29.如图4所示，所述信号检测与处理电路模块2主要包括预处理21、交流耦合22、前置放大23、模数转换24。原始的所述电极信号3含有差模噪声、共模噪声、串模噪声等，还有电极的直流极化噪声，若将所述电极信号3未经过处理直接放大，同时也会放大噪声，过大的噪声会导致放大器饱和，因此需要先对所述电极信号3进行所述预处理21，滤除一些差模噪声、共模噪声，再进行所述交流耦合22，减小电极的直流极化噪声对后续电路的影响，所述电极信号3经过所述预处理21和所述交流耦合22后再进行所述前置放大23，实现流量信号的放大，所述模数转换24将放大后的信号进行同步采样处理。
30.如图5所示，所述空管激励模块5包括激励源51、模拟开关52和信号电极53。所述激励源51可以是微小电压源，也可以是微小电流源。为减小空管激励对测量信号影响，应在非采样周期内，所述激励源51通过两个单通道模拟开关52传输至所述信号电极53。
31.如图6所示，所述空管判断模块7包括空管处理电路71和空管信号采集判断72。将放大后的信号传至所述空管处理电路71，进行微分电路处理，同时所述mcu单元模块6对空管激励信号进行同步采样，由于电磁水表空管和满管时，所述信号电极3的阻抗不同，通过所述激励源51激励电极，输出的所述电极信号3的幅值也不同，再与设定的空管值进行比较，以此判断电磁水表是空管状态还是满管状态。
32.如图7所示，所述通讯模块8可以是无线通讯模块，也可以是有线通讯模块，根据客户需求可以更换所述通讯模块8的类型。通过有线或无线通讯可以定时主动将电磁水表的流量、流速、温度、压力、电量等参数上传至客户端，也可以客户端下发指令主动查询水表参
数，进而实现电磁水表的远传和交互功能。
33.所述温湿度采集模块9包括温湿度传感器芯片u3、电阻r9、电阻r10，芯片u3第1脚标号sda_temp连接电阻r10的第二端，芯片u3第4脚标号scl_temp连接电阻r9的第二端，芯片u3第3脚、第7脚、第8脚、第9脚及电容c5第一脚接地，芯片u3第5脚、电阻r9第一端、电阻r10 第一端和电容c5第二端接电源3v_temp，可以定时采集电磁水表环境温度和湿度，或人为主动指令获取电磁水表环境温度和湿度参数。
34.如图8所示，所述mcu单元模块6包括mcu61、外部晶振62、数据存储单元63、程序下载接口64，所述外部晶振62、所述数据存储单元63、所述程序下载接口64均与所述mcu61连接。
35.上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。