[实用新型]大口径超声波水表

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水表，特别涉及一种大口径超声波水表。

背景技术

现在普遍使用的机械式水表的测量部件多采用叶轮结构，对水质的要求高，易造成叶轮轴承的磨损，外界环境变化对测量有较大的影响，故障率高，使用寿命短，因此传统的方法对于过程计量本身就存在较大的难度，而且存在测量误差大，修正因素多等问题，很难完成高精度的测量，而且许多水表功耗很大，无法满足电池长期驱动的要求，限制了水表的应用。此外，众多大口径水表对存储的计量数据、表计参数等重要信息没有分配独立的备份存储芯片，当存储芯片出现异常甚至损坏时，将造成重要数据丢失。不难看出，目前的大口径水表存在着流量计量结果的精度和准确性不高，管段施工和安装不够方便和灵活、功耗比较大和使用寿命短等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种宽量程、高精度、低始动流量、低功耗且能进行管网压力监测的整体式双声道的大口径超声波水表。

本实用新型提供的这种大口径超声波水表，包括单片机、压力测量模块、超声波换能器声道切换模块、超声波收发模块、计时模块、水温测量模块、数据存储模块和双电池供电电源模块；单片机控制计时模块产生时钟脉冲，计时模块与单片机通信，给超声波收发模块和水温测量模块提供时钟脉冲信号；同时单片机通过超声波换能器声道切换模块，进行超声波流量测量的双声道间的切换；计时模块接收双声道的超声波收发模块和水温测量模块的测量数据，并将数据传至单片机；数据存储模块用于将数据分类且分芯片存储；双电池供电电源模块为单片机供电；压力测量模块与单片机连接。

所述计时模块通过SPI端口与单片机通信。

所述超声波换能器通道切换模块采用美国TI公司的型号为TS5A23157的超低功耗的模拟开关。

所述数据存储模块包括重要数据大容量存储芯片、备份存储芯片和校表数据存储芯片；重要数据的大容量存储芯片用于储存大口径水表参数、大口径水表存储的重要历史数据、表计事件状态数据，备份存储芯片用于备份大口径水表参数及流量计量数据和掉电数据，校表数据存储芯片用于存储表计流量误差修正、压力测量误差修正数据。

所述双电池供电电源模块包括两节电池和单通道线性稳压器，两节电池分别经过两个二极管正向导通后汇合形成电压一，电压一再与单通道线性稳压器的输入端连接，单通道线性稳压器的输出端输出稳定的3V工作电压。所述电池采用锂亚电池。

所述单片机采用美国TI公司的型号为MSP430F6736的十六位超低功耗单片机芯片。所述计时模块包括德国ACAM公司的型号为TDC_GP22的专用数字时间转换芯片。

本实用新型通过双声道的管段布置方式，采用双声道超声波计量方式，根据时差法测量的基本原理，选用了专用数字时间转换芯片、超低功耗的超声波换能器通道切换的模拟开关芯片以及超低功耗l6位单片机芯片，同时测量管段内水的温度，最终实现了宽量程、高精度、低始动流量、低功耗的系统设计。此外，根据数据类型对数据存储模块进行分类管理，将把不同重要级别的数据分别存储在不同的芯片之中，同时为大口径超声波水表参数及流量、压力计量等重要数据添加备份芯片，有效降低数据因存储器损坏而丢失的几率；增加重要数据备份的存储芯片能有效提高数据保存的可靠性，从而具备自恢复功能。同时通过采用大容量的存储芯片，存储更多的大口径超声波水表的历史数据，用于满足大口径超声波水表的多种数据的采集、统计的需求以及数据通信和智能化管理的需求。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的双声道流量计量电路图。

图3是本实用新型的数据存储模块电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型包括单片机、LCD显示模块、压力测量模块、超声波换能器声道切换模块、超声波收发模块、计时模块、用于在各种水温下的声速补偿的水温测量模块、数据存储模块、双电池供电电源模块、输入输出模块、键盘输入模块和串口通讯模块。超声波换能器声道切换模块的输入端与单片机连接，其输出端与超声波收发模块的输入端连接，超声波收发模块的另一输入端与单片机连接，其输出端与计时模块连接，计时模块还与单片机连接，水温测量模块的输入端与单片机连接，其输出端与计时模块连接；压力测量模块与单片机的AD端口连接。