一种基于红外通讯的超声水表校准装置的制作方法

本实用新型属于流量计量检测技术领域，涉及一种基于红外通讯的超声水表校准装置。

背景技术：

超声水表作为一种新型智能仪表，具有压损低、精度高、测量范围宽和重复性好的优点，已逐渐应用于大、中型管径的水流量测量。目前，大多数生产产家仍然采用容积法装置、人工抄表读数等传统机械表的校表方式。

超声水表在批量生产时，传统的校表方法不仅费时费力，效率低下，技术水平低，还会导致在测量时出现测量结果不准确的情况。虽然部分产家对水表校准装置进行了优化改造，部分水表流量检定装置中采用“启停”法进行流量校准实验，但是其流量调节过程缓慢、流量波动大、稳定性差，也会导致测量结果精度不高。“启停”法装置效率虽然比容积法装置高，但依然无法满足大批量的智能仪表的生产检定。现在有部分产家的水表校准装置采用“双时间”测量法。“双时间”测量法的原理是在超声水表的检定校准过程中，水表校准装置始终有水流量通过，只需将水表装置的标准表脉冲信号与被检水表的脉冲信号进行换算比较，即可完成相对误差的计算。但是采用“双时间”的装置在校表过程中，如果需要对超声水表的相关参数以及误差进行设置，则需要换其他的处理模块对其进行相关操作，其过程也会降低水表的生产效率。

技术实现要素：

本实用新型针对采用“双时间”法的校准装置存在的问题，提出一种具有红外通讯和接收的超声水表校准装置。

本实用新型解决技术问题所采取的技术方案为：

本实用新型用于多个超声水表的同时校准，包括流量校准试验装置、多路红外通讯切换模块、红外脉冲接收模块和红外通讯模块。

所述的红外脉冲接收模块用来接收对应的超声水表发出的累积流量脉冲信号，其与所述的流量校准试验装置的脉冲计数器连接；所述的红外通讯模块用来对对应的超声水表进行参数的设置及误差的修正，其与所述的多路红外通讯切换模块通过串口连接；所述的多路红外通讯切换模块与所述的流量校准试验装置通过RS485通信线连接，用来选通某个待校准的超声水表。

进一步说，所述的红外脉冲接收模块与红外通讯模块集成封装同一模块上，用来放置在对应超声水表的壳体上。

本实用新型的有益效果在于：在大批量生产超声水表时，利用本实用新型装置对超声水表的流量校准可极大缩短校表时间，显著提高超声水表的生产效率，几乎完全实现对超声水表的自动化校准。在进行超声水表校准实验时，通过使能多路选择器和表号地址进行匹配，即可根据相对误差大小分别对多个超声水表内的参数进行读取、校准和修改。基于红外通讯的超声水表校准装置实现了装置的全自动化过程，提高了生产效率，可满足大批量超声水表的生产需求。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是通讯模块电路原理图；

图3是红外接收电路原理图；

图4是红外通讯电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进一步说明。

本实用新型的装置主要由流量校准试验装置、多路红外通讯切换模块、红外脉冲接收模块、红外通讯模块组成。红外脉冲接收模块用来接收超声水表发出的累积流量脉冲信号，红外通讯模块用来对超声水表进行相关参数的设置及误差的修正，两者在同一块电路模块上，并可固定在塑料外壳结构中。多路红外通讯切换模块用来对多路红外串口线进行切换，自动实现多路超声水表的相关参数及误差的设定。最后多路红外通讯切换模块通过485通讯方式和流量校准试验装置连接。流量校准试验装置通过对多路红外通讯切换模块进行控制，与不同台位上的超声水表进行表号地址匹配，可自动有序地对超声水表的参数进行读取和修改，实现超声水表的流量校准、相关参数的设定、流量误差的修正的全自动化过程。

如图1所示，A1-A8为超声水表；B1-B8为红外通讯模块及红外脉冲接收模块，分别对接在超声水表A1-A8的红外通讯接口处；C1-C8为脉冲信号传输线，分别接收B1-B8模块发送的脉冲信号; D1-D8为红外通信脉冲信号，可实现上位机对超声水表进行相关流量参数的读取、校准和修改；E1-E8表示超声水表的脉冲输出信号。流量校准试验装置与多路红外通讯切换模块通过485进行通讯，实现不同台位上超声水表的切换。

当超声水表收到上位机命令进入校准模式时，超声水表A1-A8内的红外发射电路会把累积流量以脉冲信号的方式分别发送到红外脉冲接收模块B1-B8。红外脉冲接收模块通过+24v电源线、信号线和地线把脉冲信号发送到流量校准检验装置中。待装置流量实验完成之后，水表装置的标准表脉冲信号与被检水表的脉冲信号进行换算比较，即可完成相对误差的计算。当需要对超声水表进行误差修正时，上位机通过多路红外通讯切换模块对台位上的A1-A8超声水表进行表号匹配，并进行相关参数的修正，实现超声水表的全自动化校准过程，从而极大缩短耗费时间，显著提高检定水表的效率。

图2是通讯模块电路原理图，单片机采用MSP430F449芯片，模块1为单片机最小系统。U1的AVCC端、DVCC端与钽电容CD01的一端、电容C1的一端、VCC端连接；钽电容CD01的另一端、电容C1的另一端与地连接。U1的RST端与电阻的R1的一端、电容C2的一端连接，完成单片机的复位功能；电阻R1的另一端与VCC端连接，电容C2的另一端与地连接。U1的XOUT端与晶振Y1的一端、电容C4的一端连接；U1的XIN端与晶振Y1的另一端、电容C3的一端连接；电容C4、电容C3的另一端与地连接。U1的P1.0端与电阻R2的一端连接。模块2为485通讯模块。其中，RSM3485ECHT芯片的TXD1端与单片机P4.0连接；TXD2端与单片机P4.1连接；COM端与单片机P4.3连接；A和B端通过USB-RS485转接模块与上位机连接。模块3为切换开关模块，多路选择器74HC4051芯片的S0、S1和S2端分别和单片机的P3.1、P3.2和P3.3连接；芯片的使能端和单片机的P3.0连接；Y0-Y7分别和U1-U8模块中的RX0-RX7连接；Z端同时和U1-U8模块中的UTXD0连接，通过使能端和S0-S2端可完成8路开关切换的功能；GND和VEE接地。模块4为红外通讯模块，二极管D1的正极接3.3V电源，负极通过一个电阻R2再和光耦T1的1端连接；单片机的P2.4和光耦T1的4端连接；光耦T1的2端接5V电源；光耦T1的3端与三极管G1的基级连接；三极管G1的发射级接地，集电极同时接UTXD0和5V电源。光耦T2的1端通过电阻R3与3.3V电源连接；光耦T2的1端再和单片机的P2.5连接；光耦T2的2端通过电阻R4与二极管D2的负极连接；二极管D2的正极接5V电源；光耦T2的3端接URXD0；光耦T2的4端接地。

图3是红外接收电路原理图，红外接收二极管采用PT204-6C，PT204-6C是一种高速，高灵敏度的NPN硅光电晶体管。红外接收二极管D1的正端与电阻R1的一端、外接24V电源连接；红外接收二极管D2的负端与R2的一端连接；三极管T1的基极与R2的另一端连接，T1的集电极与R1的另一端、脉冲输出PLUSE端连接；T1的发射极与地连接。

图4是红外通讯电路原理图，分为两个模块。模块5为红外通讯接收电路模块，三极管T1发射极与V5.0端连接，基极与电阻R1的一端连接，集电极端与电阻R2的一端连接。R1的另一端与模块4的URXD0端连接。T2的发射极接地，T2的基极与R2的另一端连接，T2的集电极端与红外接收二极管D1的负端连接；红外接收二极管D1的正端与V5.0端连接。红外接收二极管选择PT204-6B。PT204-6B是以标准φ3mm封装成型的高速和高灵敏度NPN硅光电晶体管。模块6为红外通讯的发射电路，红外发射二极管D2的正极与V5.0端连接，负极与电阻R3的一端连接；电阻R3的另一端与模块4的UTXD0端连接。