一种多点感应式正反转识别的智能水表光脉冲传感器制造技术

本发明专利技术提供一种多点感应式正反转识别的智能水表光脉冲传感器，包括传感器壳体、微控制器、发光二极管、限流电阻单元、线路板、至少三光学环境亮度感应元件及至少三导光柱；所述线路板设于传感器壳体内部，所述微控制器及限流电阻单元均固定在线路板上；所述微控制器通过限流电阻单元与发光二极管的正极连接，所述发光二极管的负极与微控制器连接；各所述光学环境亮度感应元件均与微控制器连接；各所述光学环境亮度感应元件间距设于线路板的底部；每所述导光柱均固设于一光学环境亮度感应元件的下表面；所述发光二极管固设于线路板的底部。本发明专利技术优点：通过该光脉冲传感器可增强抗干扰能力和提高可靠性。

An Intelligent Water Meter Optical Pulse Sensor with Multi-point Induction Recognition

The invention provides an intelligent water meter light pulse sensor with multi-point inductive positive and negative identification, which comprises a sensor shell, a microcontroller, a light emitting diode, a current limiting resistor unit, a circuit board, at least three optical environment brightness sensing elements and at least three light guiding pillars; the circuit board is arranged inside the sensor shell, and the microcontroller and the current limiting resistor unit are fixed on the circuit board. The microcontroller is connected with the positive pole of the light emitting diode through a current limiting resistance unit, and the negative pole of the light emitting diode is connected with the microcontroller; the optical ambient brightness sensing elements are connected with the microcontroller; the spacing of the optical ambient brightness sensing elements is arranged at the bottom of the circuit board; and each light guiding column is fixed on the lower surface of the optical ambient brightness sensing elements. The light emitting diode is fixed at the bottom of the circuit board. The invention has the advantages that the anti-interference ability and reliability can be enhanced by the optical pulse sensor.

【技术实现步骤摘要】
一种多点感应式正反转识别的智能水表光脉冲传感器
本专利技术涉及智能水表领域，特别涉及一种多点感应式正反转识别的智能水表光脉冲传感器。
技术介绍
在智能水表行业内，现有的水表流量采集传感器主要有以下几种类型：磁感水表传感器、摄像直读水表、LC金属感应传感器和光感水表传感器。其中，磁感水表传感器需要在水表体内加装磁性流量指针，流量采集设备集成磁敏感元件，用于检测水表的流量采集；由于水表体内安装磁性指针，对金属的水表体具有吸引力作用，这会增大指针的旋转阻力，影响水表的性能。摄像直读水表是通过摄像头对表盘的读数进行拍照并上传到后台，以供后台软件识别或人工识别，但是，采用摄像直读水表存在有如下缺陷：图片数据量太大，网络传输困难；成本较高，难以推广；摄像头功率较高，不能支持实时监测，只能替代人工定期读取水表表盘数，无法实时监测水表的流量过程。LC金属感应传感器需要在水表体内安装一定面积的金属片指针，流量采集设备需要集成LC谐振电路，当水表的金属片指针旋转至靠近LC谐振电路时，会增大LC电路的阻尼，从而改变LC谐振波形的幅度，以此来判别水表指针的旋转，并计算水表的走水流量。但是，LC金属感应传感器存在有如下缺陷：由于是通过金属片指针靠近LC谐振电路来影响LC的谐振波形幅度，金属片指针距LC谐振电路的距离要求较近，这使得对水表结构的要求较为苛刻，只能针对专门的水表体，因此，通用性较差。对于光感水表传感器，其主要原理是在传感器上集成处理器、发光二极管和感光电子元件，通过发光二极管发送亮光，在水表表盘上产生反射后由感光电子元件吸收，转换为电信号；由于指针靠近感光电子元件时，对发光二极管的光亮或产生吸收、或产生反射，从而使得感光电子元件上感应到的光强度产生变化，从而使输出电信号变化；同时，由处理器根据电信号的变化，判别出水表指针的旋转轨迹。现有的光感水表传感器主要有以下两种方案：一种是两个发光二极管配合一个感光电子元件，该方案采用两个发光二极管交替发光，它们发光产生的光斑有部分重叠；水表指针在旋转过程中经过两个发光二极管所产生光斑的独立区域和重叠区域时，能够判别出指针的旋转方向，从而识别水表的正反转(如申请日为2016.06.21，申请号为201610449360.9的中国专利技术专利公开了一种单感光型水表传感器)。但是，由于该方案主要采用两个发光二极管交替发光，传感器的功耗主要发生在发光二极管的发射光亮上，因此，采用两个发光二极管，传感器的功耗较大，不利于智能水表采用电池供电的低功耗的要求。另一种方案是采用一个发光二极管配合两个感光电子元件。例如，申请日为2015.11.05，申请号为201510743251的中国专利技术专利公开了一种水表传感器，该水表传感器采用一个发光二极管配合两个紧靠一起的感光电子元件；两个感光电子元件在发光二极管所产生的光斑上有部分感光区域重叠，水表指针在旋转过程中经过两个感光电子元件的感光独立区域和重叠区域时，能够判别出指针的旋转方向，从而识别水表的正反转。但是，该方案中的两个感光电子元件需紧靠在一起，以使得有重叠的感应区域；由于感光区域较小，需要判别出水表指针旋转到两个感光电子元件的独立感应区域以判断其旋转方向，就要求有较高的发光频率和处理器采集处理频率，以免错过指针到达感应区域而未感应到，因此，该水表传感器的功耗也比较大，不利于智能水表采用电池供电的低功耗的要求。同时由于应用环境较为复杂，存在各种外界光源的干扰，由于湿式水表内充满水，对光有折射作用等因素，容易造成两个感光电子元件感应光源的先后顺序发生变化；从而造成流量采集计数少计、多计、或正反转颠倒等错误。另外，申请人于2018年08月07日申请并公开了一种智能水表的光脉冲传感器(申请号为201810888583.4)，通过该光脉冲传感器可实现根据不同颜色对光的吸收反射程度不同的原理来检测表盘指针的旋转状态，并采集水表的实时流量，并可极大的降低整体运行功耗。但是，由于该光脉冲传感器仅设置有两个光学环境亮度感应元件，也就是说，其只有三种状态A—AB—B，且这三种状态缺一不可，这也使得在具体工作的过程中，当由于某种原因导致其中一种状态失效时，就无法正确的判断出指针的正反转；因此，该光脉冲传感器存在抗干扰能力弱、可靠性低的缺陷。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种多点感应式正反转识别的智能水表光脉冲传感器，通过该光脉冲传感器可增强抗干扰能力和提高可靠性。本专利技术是这样实现的：一种多点感应式正反转识别的智能水表光脉冲传感器，所述光脉冲传感器包括一个传感器壳体、一个微控制器、一个发光二极管、一个限流电阻单元、一个线路板、至少三个光学环境亮度感应元件以及至少三个导光柱；所述线路板固设于所述传感器壳体的内部，所述微控制器以及限流电阻单元均固定在所述线路板上；所述微控制器通过所述限流电阻单元与所述发光二极管的正极相连接，所述发光二极管的负极与所述微控制器相连接；各个所述光学环境亮度感应元件均与所述微控制器相连接；各个所述光学环境亮度感应元件间距设于所述线路板的底部，且使各个所述光学环境亮度感应元件位于所述智能水表表盘指针的旋转圆周的正上方；每所述导光柱均固设于一所述光学环境亮度感应元件的下表面；所述发光二极管固设于所述线路板的底部，且使所述发光二极管照射到所述智能水表表盘上的光斑位于各个所述导光柱的下方。进一步地，使各个所述光学环境亮度感应元件并排位于所述智能水表表盘指针的旋转圆周任意一处的正上方；所述发光二极管倾斜向下设于所述线路板的底部，且使所述发光二极管倾斜照射到所述智能水表表盘上的光斑位于各个所述导光柱的正下方。更进一步地，使各个所述光学环境亮度感应元件并排且等间距位于所述智能水表表盘指针的旋转圆周任意一处的正上方。更进一步地，所述光脉冲传感器包括三个光学环境亮度感应元件，且使三个所述光学环境亮度感应元件并排且等间距位于所述智能水表表盘指针的旋转圆周任意一处的正上方。进一步地，使各个所述光学环境亮度感应元件环设于所述智能水表表盘指针的旋转圆周的正上方；所述发光二极管垂直向下设于所述智能水表表盘指针的旋转中心的正上方，且使所述发光二极管垂直照射到所述智能水表表盘上的光斑覆盖所述智能水表表盘指针的整个旋转区域。更进一步地，使各个所述光学环境亮度感应元件均匀环设于所述智能水表表盘指针的旋转圆周的正上方。更进一步地，所述光脉冲传感器包括三个光学环境亮度感应元件，使三个所述光学环境亮度感应元件呈120度的角度均匀环设于所述智能水表表盘指针的旋转圆周的正上方。进一步地，所述限流电阻单元至少包括一第一限流电阻以及一第二限流电阻；所述微控制器分别通过所述第一限流电阻以及第二限流电阻与所述发光二极管的正极相连接；所述第一限流电阻与第二限流电阻的阻值不同。进一步地，所述限流电阻单元包括一第一限流电阻、一第二限流电阻、一第三限流电阻、一第四限流电阻以及一第五限流电阻；所述微控制器分别通过所述第一限流电阻、第二限流电阻、第三限流电阻、第四限流电阻以及第五限流电阻与所述发光二极管的正极相连接；所述第一限流电阻、第二限流电阻、第三限流电阻、第四限流电阻以及第五限流电阻的阻值均不相同。进一步地，所述发光二极管为550纳米波长的发光二极管，所述微控制器采用LPC802本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多点感应式正反转识别的智能水表光脉冲传感器，包括一个传感器壳体、一个微控制器、一个发光二极管、一个限流电阻单元以及一个线路板；所述线路板固设于所述传感器壳体的内部，所述微控制器以及限流电阻单元均固定在所述线路板上；所述微控制器通过所述限流电阻单元与所述发光二极管的正极相连接，所述发光二极管的负极与所述微控制器相连接；其特征在于：还包括至少三个光学环境亮度感应元件以及至少三个导光柱；各个所述光学环境亮度感应元件均与所述微控制器相连接；各个所述光学环境亮度感应元件间距设于所述线路板的底部，且使各个所述光学环境亮度感应元件位于所述智能水表表盘指针的旋转圆周的正上方；每所述导光柱均固设于一所述光学环境亮度感应元件的下表面；所述发光二极管固设于所述线路板的底部，且使所述发光二极管照射到所述智能水表表盘上的光斑位于各个所述导光柱的下方。

【技术特征摘要】
1.一种多点感应式正反转识别的智能水表光脉冲传感器，包括一个传感器壳体、一个微控制器、一个发光二极管、一个限流电阻单元以及一个线路板；所述线路板固设于所述传感器壳体的内部，所述微控制器以及限流电阻单元均固定在所述线路板上；所述微控制器通过所述限流电阻单元与所述发光二极管的正极相连接，所述发光二极管的负极与所述微控制器相连接；其特征在于：还包括至少三个光学环境亮度感应元件以及至少三个导光柱；各个所述光学环境亮度感应元件均与所述微控制器相连接；各个所述光学环境亮度感应元件间距设于所述线路板的底部，且使各个所述光学环境亮度感应元件位于所述智能水表表盘指针的旋转圆周的正上方；每所述导光柱均固设于一所述光学环境亮度感应元件的下表面；所述发光二极管固设于所述线路板的底部，且使所述发光二极管照射到所述智能水表表盘上的光斑位于各个所述导光柱的下方。2.根据权利要求1所述的一种多点感应式正反转识别的智能水表光脉冲传感器，其特征在于：使各个所述光学环境亮度感应元件并排位于所述智能水表表盘指针的旋转圆周任意一处的正上方；所述发光二极管倾斜向下设于所述线路板的底部，且使所述发光二极管倾斜照射到所述智能水表表盘上的光斑位于各个所述导光柱的正下方。3.根据权利要求2所述的一种多点感应式正反转识别的智能水表光脉冲传感器，其特征在于：使各个所述光学环境亮度感应元件并排且等间距位于所述智能水表表盘指针的旋转圆周任意一处的正上方。4.根据权利要求2所述的一种多点感应式正反转识别的智能水表光脉冲传感器，其特征在于：包括三个光学环境亮度感应元件，且使三个所述光学环境亮度感应元件并排且等间距位于所述智能水表表盘指针的旋转圆周任意一处的正上方。5.根据权利要求1所述的一种多点感应式正反转识别的智能水表...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贵生，杨荣锦，李骁韬，林开荣，周春辉，代艳，
申请(专利权)人：智恒科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35