一种基于WIA-PA工业无线网络的本质安全型无线水表适配器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于WIA-PA工业无线网络的本质安全型无线水表适配器，传感器连接无线水表适配器板，将采集到的磁性指针信号发送到无线水表适配器板；电池模块连接无线水表适配器板，对其进行供电；天线连接无线水表适配器板，进行无线收发。本实用新型专利技术以WIA-PA无线模块为核心，应用超低功耗设计技术，本质安全设计技术，并采用大容量安全型电池组供电，具有低压保护，过流保护功能，既保证了电池的使用寿命又提高了防爆安全性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及工业无线网络领域，具体地说是一种基于WIA-PA工业无线网络的本质安全型无线水表适配器。
技术介绍
在工业生产过程中，水是常用的能源物料，目前对用水流量的计量仪表多为机械式旋翼水表，但因没有通信接口，无法加入到DCS系统中，需要定期人工抄表，费时费力。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供一种无线水表适配器，以WIA-PA无线模块为核心，应用超低功耗设计技术，本质安全设计技术，并采用大容量安全型电池组供电，具有低压保护，过流保护功能，既保证了电池的使用寿命又提高了防爆安全性。本技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种基于WIA-PA工业无线网络的本质安全型无线水表适配器，传感器连接无线水表适配器板，将采集到的磁性指针信号发送到无线水表适配器板；电池模块连接无线水表适配器板，对其进行供电；天线连接无线水表适配器板，进行无线收发。所述无线水表适配器板包括WIA-PA无线模块、电量采集电路、脉冲采集电路、USART和供电电路；其中，脉冲采集电路一端连接传感器，另一端通过光电耦合器连接WIA-PA无线模块，脉冲信号通过光电耦合器隔离后，转化为电平合适的隔离脉冲信号，送至WIA-PA无线模块的通信脉冲采集端；电量采集电路一端连接电池模块，另一端连接WIA-PA无线模块，对电池组电量进行监控；供电电路一端连接电池模块，另一端连接WIA-PA无线模块，将电池电压转换为适合电压，为WIA-PA无线模块供电。所述传感器安装于机械式旋翼水表上，磁性指针设置于机械式旋翼水表中，通过磁性指针的转动产生磁信号，并将磁信号转换成脉冲电信号。电池模块为本质安全型，包括电池组和电池保护板；电池保护板连接无线水表适配器板中的电量采集模块和供电电路。所述无线水表适配器板还包括USART连接WIA-PA无线模块。本技术具有以下有益效果及优点：1.本技术是无线水表适配器安装在机械式旋翼水表上，使其具有数据远传功能。2.本技术无线水表适配器采用低功耗设计，电池组供电可达3年以上。3.本技术无线水表适配器采用本安设计，防爆等级Ex ib IIC T3。附图说明图1为本技术的结构连接图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本技术做进一步的详细说明。一种基于WIA-PA工业无线网络的本质安全型无线水表适配器，包括传感器，磁性指针，电池组，无线水表适配器板，小型鞭装天线，铝合金壳体。传感器及磁性指针安装在机械式旋翼水表上，通过磁性指针的转动产生变化的磁场，传感器将磁信号转换成脉冲电信号。传感器输出线连接至无线水表适配器板的脉冲采集电路，脉冲采集电路连接WIA-PA无线模块，脉冲信号通过光电耦合器隔离，转化合适电平的隔离脉冲信号，送至WIA-PA无线模块通信脉冲采集端；所述无线水表适配器板及电池组采用本安设计技术，防爆等级Ex ib IIC T3。无线水表适配器板包括供电电路、WIA-PA无线模块、电量采集电路、脉冲采集电路。WIA-PA无线模块由无线射频芯片及射频放大电路组成，主要完成数字信号的调制解调及射频放大接收，滤波调制解调等功能，将数字信号转换成2.4GHz～2.4835GHz的射频信号通过天线辐射到空间，同时接收空间微弱的射频信号，解调成数字信号。电量采集电路可采集电池电压，由开关芯片，采样电阻，跟随器，滤波器组成。如图1所示为本技术的结构连接图。WIA-PA无线水表适配器硬件部分由电池模块，水表适配器板及天线组成。其中电池模块由电池和电池保护板组成。具有大容量，过流，欠压保护等特点。供电电路采用可升压DC/DC转换芯片。当电池电量低导致电压下降时，后级输出电压依然保持稳定。供电电路本安设计采用并联2个稳压二极管组成的安全栅，降低故障时该回路电压，并较少输入输出端电容容量。电量采集电路对电池电量进行监测，当电量过低时发出告警，提醒操作人员更换电池。根据电池的放电特性，电压越低时电量越低，故可监控电池电压。该电路由负载开关TPS27082，采样电阻，跟随器TLV2761，滤波器组成。采用了低功耗设计理念，跟随器TLV2761使用无线模块I/0供电，可控制供电。电量采集输入端串联负载开关TPS27082，可控制输入信号关断。当采集电量时，为该部分电路供电；平时则为关断状态，漏电流uA级。采样电阻，跟随器，滤波器组成的采样电路保证了电池电压的采样精度，实测误差为±0.1V以内，满足应用需求。脉冲采集电路由保护电路、采样电路、光电耦合器等组成。采集传感器输出的脉冲信号，通过光电耦合器隔离，输出至WIA-PA无线模块。通过以上设计，无线水表适配器休眠电流仅为50uA，且防爆等级为Ex ib IIC T3。本技术安装在现有机械式旋翼水表上，通过传感器采集水流量信息，
转换成无线数据，发送至WIA-PA无线网关，再通过无线网关接入到DCS系统中，实现了机械式旋翼水表的远程计量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于WIA‑PA工业无线网络的本质安全型无线水表适配器，其特征在于：传感器连接无线水表适配器板，将采集到的磁性指针信号发送到无线水表适配器板；电池模块连接无线水表适配器板，对其进行供电；天线连接无线水表适配器板，进行无线收发。

【技术特征摘要】
1.一种基于WIA-PA工业无线网络的本质安全型无线水表适配器，其特征在于：传感器连接无线水表适配器板，将采集到的磁性指针信号发送到无线水表适配器板；电池模块连接无线水表适配器板，对其进行供电；天线连接无线水表适配器板，进行无线收发。2.根据权利要求1所述的基于WIA-PA工业无线网络的本质安全型无线水表适配器，其特征在于：所述无线水表适配器板包括WIA-PA无线模块、电量采集电路、脉冲采集电路、USART和供电电路；其中，脉冲采集电路一端连接传感器，另一端通过光电耦合器连接WIA-PA无线模块，脉冲信号通过光电耦合器隔离后，转化为电平合适的隔离脉冲信号，送至WIA-PA无线模块的通信脉冲采集端；电量采集电路一端连接电池模块，另一端连接WIA-PA无线模块，对电池组电量进行监控；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，牛泽田，李金英，杜方，孙金，张琼，陶林，
申请(专利权)人：沈阳中科奥维科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21