[实用新型]适用于智能水表的霍尔开关机电转换传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于智能水表技术领域，尤其是一种适用于智能水表的霍尔开 关机电转换传感器。

背景技术

目前，智能水表大多都是在机械水表的基础上加装机电转换传感器做为电 子计量信号传输给控制电路，从而实现计量计费和阀门控制的功能。传感器做 为机械水表和电子控制模块的关键节点，是计量和计费的数据基础，一旦传感 器损坏，水表将不再进行机电转换，所配备的控制模块采样不到水表的信号导 致整个控制无法实现，智能表变成了普通机械水表，失去了作为智能计量收费 的基本功能。

现有智能水表内的机电转换传感器通常采用高灵敏度的干簧管传感器做为 机电转换的元件。干簧管传感器基于真空玻璃管密封的合金金属触点，该触点 在磁力线作用下实现触点的闭合和断开，从而实现电路的通断，利用该原理采 样水表机械转轮的转数来实现机电转换。但是这种元件具有两大缺点：一是真 空玻璃壁及其薄易碎易裂、二是有机械疲劳和机械寿命的限制，第一个缺点导 致传感器在生产加工过程中对生产工艺要求特别高，一旦受到撞击和挤压很容 易产生破碎导致传感器直接报废，特别玻璃微裂造成的损害更大，微裂是肉眼 看不到的裂痕，生产检测时候同样产生有效信号，该传感器作为合格品出厂， 但是由于微裂使玻璃管内已经不是真空，在经过一段时间的使用之后由于金属 触点的氧化导致采样失效。还有就是在成品的运输和安装过程中都要求避免强 烈振动和跌落，在目前的市场上的智能水表故障70％都是因为传感器的损坏。而 传感器是安装于水表内的部件，一旦损坏必须更换水表，该智能表的维修和使 用都带来极大的不便。第二个缺点限制了传感器的使用寿命由于金属疲劳和触 点寿命使智能水表在用到几年之后很多都失效。机电转换的可靠性和耐用性问 题一直是智能水表厂家最为头痛的问题。此外，由于干簧管做为机电转换传感 器要求有高的磁灵敏度和长时间的机械寿命，必须采用高质量的元件，目前国 内的干簧管的生产由于技术和基础设备的原因达不到做为传感器的应用要求， 至今都是采用进口产品(OKI为主)，这样无形中提高了产品成本，目前市场上 单只这样的传感器售价约2元人民币，每套传感器使用2个干簧管成本4元， 其成本较高。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、性能稳 定、使用寿命长且成本低廉的适用于智能水表的霍尔开关机电转换传感器。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种适用于智能水表的霍尔开关机电转换传感器，包括主控模块和霍尔传 感器电路，所述霍尔传感器电路包括两个霍尔开关，两个霍尔开关的输入端分 别连接到主控模块的两个I/O端口上，两个霍尔开关的输出端分别通过电阻连 接到主控模块的一个I/O端口上，两个霍尔开关的接地端口与地相连接；霍尔 传感器电路固定安装在水表的磁铁上方，主控模块通过I/O端口检测霍尔传感 器电路的电平信号。

进一步，所述主控模块采用PIC16F1947单片机，所述霍尔开关采用YS13S 霍尔元件。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型采用低功耗霍尔开关实现水表机械读数的机电转换功能，由 于霍尔开关是一种COMS无极性高灵敏度的低功耗元件，在低磁场环境下仍然能 感应并且输出电子信号的元件，特别是在水表这种长期使用的计量仪表方便的 使用，由于水表的使用年限很长(更换周期国家标准6年)作为传感器的磁铁 会在使用中逐渐退磁，对于低灵敏度的磁传感器会由于磁铁的消磁而逐渐失效 或者转换不准确，而高灵敏度的霍尔开关能够在低磁条件下正常工作。

2、本实用新型具有机电转换应用的低功耗特点：由于智能水表是采用锂 电池供电并且要求电池使用寿命是不低于6年，所以对传感器的功耗要求很苛 刻，采用霍尔开关元件工作电流<5uA，并且采用定时循环方式查询传感器开关 信号，巧妙地利用了霍尔开关的电平状态保持特性和机械水表的最大转动周期 时间定时查询传感器开关信号，最大程度上实现了平均功耗的最小，确保智能 水表锂电池不小于6年的使用寿命。