磁脉冲计数传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种磁脉冲计数传感器，包括电源模块、第一霍尔传感模块、第二霍尔传感模块、调理电路以及输出模块；所述电源模块分别连接所述第一霍尔传感模块、第二霍尔传感模块、调理电路和输出模块；所述第一霍尔传感模块和第二霍尔传感模块与所述调理电路连接；所述调理电路与输出模块连接。第一霍尔传感模块和第二霍尔传感模块检测水表上安装的磁块通过自身的磁场强度，输出与磁场强度对应的状态，并通过调理电路进行相应的调节，最终输出模块输出两个脉冲信号；根据两个脉冲信号即可得到水表为正转还是反转、以及是否出现开路、短路或磁干扰等异常现象。
【专利说明】
磁脉冲计数传感器
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及水表领域，尤其涉及一种磁脉冲计数传感器。
【背景技术】
[0002] -般的机械式水表，主要是在机械水表的读数盘指针或齿轮组的某个位置安装磁 块，然后将磁脉冲计数传感器固定在机械水表的外表盘，从而磁脉冲计数传感器将机械读 数转换为脉冲信号，通过对脉冲信号的计量，完成对普通机械水表的表盘数的计量。目前的 磁脉冲计数传感器以单霍尔器件为主，例如，公开号为CN 104990597 A的中国专利公开了 一种磁脉冲式电子水表，水表的叶轮的转轴上设置有径向磁化磁铁块;水表的上腔内设置 有与所述磁铁块磁耦的角度霍尔传感器，该角度霍尔传感器通过单片机连接液晶显示器， 从而通过液晶显示器能够清楚地看到水表的表盘数。然而，该方案的角度霍尔传感器为单 个，不能实现对水流反转的计数。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种磁脉冲计数传感器，能够实现水流 反转的脉冲计数，以及输出开路、短路、磁干扰三类传感器报警信号。
[0004] 为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
[0005] -种磁脉冲计数传感器，包括电源模块、第一霍尔传感模块、第二霍尔传感模块、 调理电路以及输出模块;所述电源模块分别连接所述第一霍尔传感模块、第二霍尔传感模 块、调理电路和输出模块;所述第一霍尔传感模块和第二霍尔传感模块与所述调理电路连 接;所述调理电路与输出模块连接。
[0006] 进一步的，所述调理电路包括第一调理电路、第二调理电路，所述第一调理电路分 别连接所述第一霍尔传感模块和所述输出模块，所述第二调理电路分别连接所述第二霍尔 传感模块和所述输出模块。
[0007] 进一步的，所述第一霍尔传感模块包括第一霍尔元件，第二霍尔传感模块包括第 二霍尔元件。
[0008] 进一步的，所述调理电路还包括第五电阻;所述第一调理电路包括第一电容、第二 电容、第一电阻和第二电阻；所述第二调理电路包括第三电容、第四电容、第三电阻和第四 电阻;所述第一电容连接于第一霍尔元件的电源端和接地端之间，所述第二电容连接于第 一霍尔元件的输出端和接地端之间，所述第一电阻的一端连接所述第一霍尔元件的输出 端，另一端连接所述输出模块，所述第二电阻的一端连接所述第一霍尔元件的输出端，另一 端通过所述第五电阻接地；
[0009] 所述第三电容连接于第二霍尔元件的电源端和接地端之间，所述第四电容连接于 第二霍尔元件的输出端和接地端之间，所述第三电阻的一端连接所述第二霍尔元件的输出 端，另一端连接所述输出模块，所述第四电阻的一端连接所述第二霍尔元件的输出端，另一 端通过所述第五电阻接地。
[0010] 进一步的，所述第一霍尔元件和第二霍尔元件均为霍尔传感器0H9213。
[0011] 本实用新型的有益效果在于:所述磁脉冲计数传感器固定在安装有磁块的水表上 时，第一霍尔传感模块和第二霍尔传感模块能够检测通过自身的磁场强度，输出与磁场强 度对应的状态，并通过调理电路进行相应的调节，最终通过输出模块输出两个脉冲信号;根 据两个脉冲信号的幅值及差异即可得到水表为正转还是反转、以及是否出现开路、短路或 磁干扰等异常现象。
【附图说明】
[0012] 图1为本实用新型实施例的磁脉冲计数传感器的结构图；
[0013] 图2为本实用新型实施例一的磁脉冲计数传感器的结构图；
[0014] 图3为本实用新型实施例二的磁脉冲计数传感器的结构图；
[0015] 图4为本实用新型实施例二的磁脉冲计数传感器的输出脉冲示意图。
[0016] 标号说明：
[0017] 1、第一霍尔传感模块;2、第二霍尔传感模块;3、调理电路;31、第一调理电路;32、 第二调理电路;4、输出模块。
【具体实施方式】
[0018] 为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配 合附图详予说明。
[0019] 本实用新型最关键的构思在于:设置两个霍尔传感模块，能够输出两组脉冲信号， 从而根据两个脉冲信号的差异即可知道水表是正转还是反转。
[0020] 本实用新型涉及的技术术语解释：
[0023] 请参阅图1，
[0024] -种磁脉冲计数传感器，包括电源模块、第一霍尔传感模块1、第二霍尔传感模块 2、调理电路3以及输出模块4;所述电源模块分别连接所述第一霍尔传感模块1、第二霍尔传 感模块2、调理电路3和输出模块4;所述第一霍尔传感模块1和第二霍尔传感模块2与所述调 理电路3连接;所述调理电路3与输出模块4连接。
[0025] 从上述描述可知，所述磁脉冲计数传感器固定在安装有磁块的水表上时，通过第 一霍尔传感模块1和第二霍尔传感模块2输出两个脉冲信号;根据两个脉冲信号的幅值及差 异即可得到水表为正转还是反转、以及是否出现开路、短路或磁干扰等异常现象。
[0026] 进一步的，所述调理电路3包括第一调理电路31、第二调理电路32,所述第一调理 电路31分别连接所述第一霍尔传感模块1和所述输出模块4,所述第二调理电路32分别连接 所述第二霍尔传感模块2和所述输出模块4。
[0027] 从上述描述，两个脉冲计数的过程是分别进行的，相互不会受到影响。
[0028] 进一步的，所述第一霍尔传感模块1包括第一霍尔元件，第二霍尔传感模块2包括 第二霍尔元件。
[0029] 进一步的，所述调理电路还包括第五电阻;所述第一调理电路31包括第一电容、第 二电容、第一电阻和第二电阻；所述第二调理电路32包括第三电容、第四电容、第三电阻和 第四电阻;所述第一电容连接于第一霍尔元件的电源端和接地端之间，所述第二电容连接 于第一霍尔元件的输出端和接地端之间，所述第一电阻的一端连接所述第一霍尔元件的输 出端，另一端连接所述输出模块4,所述第二电阻的一端连接所述第一霍尔元件的输出端， 另一端通过所述第五电阻接地；
[0030] 所述第三电容连接于第二霍尔元件的电源端和接地端之间，所述第四电容连接于 第二霍尔元件的输出端和接地端之间，所述第三电阻的一端连接所述第二霍尔元件的输出 端，另一端连接所述输出模块4,所述第四电阻的一端连接所述第二霍尔元件的输出端，另 一端通过所述第五电阻接地。
[0031] 从上述描述可知，通过设置第一电阻、第二电阻和第三电阻、第四电阻的阻值可调 节计数的精度。
[0032] 进一步的，所述第一霍尔元件和第二霍尔元件均为霍尔传感器0H9213。
[0033]从上述描述可知，霍尔传感器H9213是一款基于混合信号CMOS技术的无极性霍尔 开关，采用了先进的斩波稳定技术，因而能够提供准确而稳定的磁开关点，从而大大提高了 计数的精度。
[0034] 请参照图2,本实用新型的实施例一为：
[0035] -种磁脉冲计数传感器，包括电源模块、第一霍尔传感模块1、第二霍尔传感模块 2、第一调理电路31、第二调理电路32以及输出模块4;所述电源模块分别连接所述第一霍尔 传感模块1、第二霍尔传感模块2、调理电路3和输出模块4;所述输出模块4包括输出端A和输 出端B;所述第一调理电路31分别连接所述第一霍尔传感模块1和所述输出模块4的输出端 A，所述第二调理电路32分别连接所述第二霍尔传感模块2和所述输出模块4的输出端B。优 选的，所述第一霍尔元件和第二霍尔元件均为霍尔传感器CM9213。
[0036] 请参照图3以及图4，本实用新型的实施例二为：
[0037] 一种磁脉冲计数传感器，包括电源模块、第一霍尔元件U1、第二霍尔元件U2、第一 调理电路31、第二调理电路32、第五电阻R5以及输出模块4;所述输出模块4包括输出端A和 输出端B;所述第一霍尔元件U1和第二霍尔元件U2均为霍尔传感器0H9213;所述电源模块输 出电源VCC分别为所述第一霍尔元件U1、第二霍尔元件U2、第一调理电路31、第二调理电路 32、和输出模块4供电;所述第一调理电路31包括第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1和第 二电阻R2;所述第二调理电路32包括第三电容C3、第四电容C4、第三电阻R3和第四电阻R4; 所述第一电容C1连接于第一霍尔元件U1的电源端和接地端之间，所述第二电容C2连接于第 一霍尔元件U1的输出端和接地端之间，所述第一电阻R1的一端连接所述第一霍尔元件U1的 输出端，另一端连接所述输出模块4的输出端A，所述第二电阻R2的一端连接所述第一霍尔 元件U1的输出端，另一端通过所述第五电阻R5接地；
[0038]所述第三电容C3连接于第二霍尔元件U2的电源端和接地端之间，所述第四电容C4 连接于第二霍尔元件的输出端和接地端之间，所述第三电阻R3的一端连接所述第二霍尔元 件U2的输出端，另一端连接所述输出模块4的输出端B，所述第四电阻R4的一端连接所述第 二霍尔元件U2的输出端，另一端通过所述第五电阻R5接地。
[0039]优选的，所述第二电阻R2约为第一电阻R1的四倍，所述第四电阻R4约为第三电阻 R2的四倍。
[0040] 具体的，所述电源VCC为3.3V，所述第一电容C1和第三电容C4均为O.luF;所述第二 电容C2和第四电容C4均为100pF;所述第一电阻R1的阻值为8.2K欧，精度为1%;所述第二电 阻R2的阻值为39K欧，精度为1% ;所述第三电阻R3的阻值为22K欧，精度为1% ;所述第四电 阻R4的阻值为82K欧，精度为1%;所述第五电阻为0欧电阻，用于抑制噪声。
[0041] 上述实施例一和实施例二的磁脉冲计数传感器工作原理如下：
[0042]由于霍尔传感器0H9213是一款基于混合信号CMOS技术的无极性霍尔开关，采用了 先进的斩波稳定技术，因而能够提供准确而稳定的磁开关点。并且，霍尔传感器0H49213提 供了一个内嵌的受控时钟机制来为霍尔器件和模拟信号处理电路提供时钟源，同时这个受 控时钟机制可以发出控制信号使得消耗电流较大的电路周期性的进入"休眠"模式；同样通 过这个机制，芯片被周期性的"唤醒"并且根据预定好的磁场强度阈值检测外界穿过霍尔器 件磁场强度的大小。如果磁通密度高于"操作点"阈值或者低于"释放点"阈值，则开漏输出 晶体管被驱动并锁存成与之相对应的状态。而在"休眠"周期中，输出晶体管被锁定在其先 前的状态下。因此，当上述磁脉冲计数传感器锁扣在读数盘指针或齿轮组的某个位置安装 有磁块的机械水表的外表盘时，机械水表的读数盘指针或齿轮组的运动改变该磁块的磁 场；而磁块的磁场分别穿过两个霍尔传感器0H49213，霍尔传感器0H49213检测到该磁场穿 过自身的磁场强度之后输出相应开关状态，从而输出端A和B输出与机械水表读数盘指针或 齿轮组的运动相应的脉冲信号。且由于是两个霍尔传感器0H49213,其同一时间检测到的磁 场强度不相同，因此最终输出的两个不同的脉冲信号。如图4所示，图4左图所示为水表处于 正转时的某个时刻，输出端A输出的脉冲信号为111000011110，而输出端B输出的脉冲信号 为111 10000 111 1; 1对应为释放，0对应为吸合，则此时共有四个状态:A释放，B吸合;A吸合，B 释放;A吸合，B吸合;A释放，B吸合;很明显，输出端B输出的脉冲信号滞后于输出端A输出的 脉冲信号；而另一时刻输出端A输出的脉冲信号为11110 0 0 01111，输出端B输出的脉冲信号 为111000011110 ;此时共四个状态:A释放，B释放;A释放，B吸合;A吸合，B吸合;A吸合，B释 放;输出端B输出的脉冲信号超前于输出端A输出的脉冲信号，如图4右图所示，可得知此时 水表处于反转的状态。另外，当输出端A或B输出一个稳定的低电平，则说明对应的线路处于 短路状态；当输出端A或B输出一个稳定的接近电源VCC的高电平，则说明对应的线路处于开 路状态;若输出一个0.5V至IV之间的稳定电平，则说明产生了磁干扰。并且，还能够通过第 一调理电路31和第二调理电路32调节输出脉冲信号的精度。
[0043]综上所述，本实用新型提供的磁脉冲计数传感器，通过设置两个霍尔传感器，能够 根据水表的走量产生两个脉冲信号，从而根据两个脉冲信号的差异和幅值判断水表是正转 还是反转，以及是否出现短路、开路或磁干扰等异常现象。
[0044]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是 利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领 域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种磁脉冲计数传感器，其特征在于，包括电源模块、第一霍尔传感模块、第二霍尔 传感模块、调理电路以及输出模块;所述电源模块分别连接所述第一霍尔传感模块、第二霍 尔传感模块、调理电路和输出模块;所述第一霍尔传感模块和第二霍尔传感模块与所述调 理电路连接;所述调理电路与输出模块连接。2. 根据权利要求1所述的磁脉冲计数传感器，其特征在于，所述调理电路包括第一调理 电路、第二调理电路，所述第一调理电路分别连接所述第一霍尔传感模块和所述输出模块， 所述第二调理电路分别连接所述第二霍尔传感模块和所述输出模块。3. 根据权利要求2所述的磁脉冲计数传感器，其特征在于，所述第一霍尔传感模块包括 第一霍尔元件，第二霍尔传感模块包括第二霍尔元件。4. 根据权利要求3所述的磁脉冲计数传感器，其特征在于，所述调理电路还包括第五电 阻;所述第一调理电路包括第一电容、第二电容、第一电阻和第二电阻;所述第二调理电路 包括第三电容、第四电容、第三电阻和第四电阻;所述第一电容连接于第一霍尔元件的电源 端和接地端之间，所述第二电容连接于第一霍尔元件的输出端和接地端之间，所述第一电 阻的一端连接所述第一霍尔元件的输出端，另一端连接所述输出模块，所述第二电阻的一 端连接所述第一霍尔元件的输出端，另一端通过所述第五电阻接地； 所述第三电容连接于第二霍尔元件的电源端和接地端之间，所述第四电容连接于第二 霍尔元件的输出端和接地端之间，所述第三电阻的一端连接所述第二霍尔元件的输出端， 另一端连接所述输出模块，所述第四电阻的一端连接所述第二霍尔元件的输出端，另一端 通过所述第五电阻接地。5. 根据权利要求3所述的磁脉冲计数传感器，其特征在于，所述第一霍尔元件和第二霍 尔元件均为霍尔传感器0H9213。
【文档编号】G01F15/06GK205506154SQ201620333082
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】梁宝山, 武永华, 林开荣
【申请人】智恒科技股份有限公司