專利名稱：一種水表大流量自動(dòng)檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種水表大流量誤差的檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
目前，在水表的檢測(cè)過(guò)程中，主要使用容積式的手動(dòng)檢測(cè)裝置，主要通過(guò)比較流過(guò)被測(cè)水表的水量示值與標(biāo)準(zhǔn)容器之差計(jì)算誤差。在操作過(guò)程中對(duì)操作人員的要求較高，在讀取水表的示值與標(biāo)準(zhǔn)容器的示值時(shí)，容易造成人為誤差；在校驗(yàn)流量較小時(shí)，為了減少人為誤差，需要流過(guò)的總流量較大，時(shí)間較長(zhǎng)，如 校驗(yàn)流量為25升/小時(shí)這個(gè)流量點(diǎn)，如果需要流過(guò)累積的水量達(dá)到10升，則校驗(yàn)時(shí)間為24分鐘。目前也有自動(dòng)水表檢定裝置，通過(guò)攝像機(jī)替代人エ讀取水表指針數(shù)據(jù)，通過(guò)圖像識(shí)別技術(shù)進(jìn)行處理，每ー塊被測(cè)水表需要一臺(tái)高分辨率的攝像機(jī)，而且軟件處理難度較高，如果串校，這種方法成本太高，不適合于大批量生產(chǎn)設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供ー種真正的智能化水表檢測(cè)裝置，使水表的檢測(cè)過(guò)程簡(jiǎn)単，縮短測(cè)試時(shí)間，提高工作效率，以滿足水表的大批量生產(chǎn)。本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案ー種水表大流量自動(dòng)檢測(cè)裝置，包括計(jì)算機(jī)、控制器、多個(gè)光電傳感器、電磁閥、標(biāo)準(zhǔn)水表、電動(dòng)控制球閥；其特征在于在裝置的進(jìn)水端安裝有電磁閥，出水端安裝有電動(dòng)控制球閥；標(biāo)準(zhǔn)水表和被測(cè)水表依次安裝在電磁閥和電動(dòng)控制球閥之間的管道中；所述控制器的輸出端分別連接電磁閥、電動(dòng)控制球閥，所述控制器通過(guò)電磁閥控制測(cè)試水源開(kāi)啟和關(guān)閉，所述控制器通過(guò)電動(dòng)控制球閥調(diào)節(jié)用于測(cè)試水源流量大??；所述多個(gè)光電傳感器分別安裝在標(biāo)準(zhǔn)水表和被測(cè)水表的正上方用以測(cè)量所述標(biāo)準(zhǔn)水表和被測(cè)水表的流量值，所述光電傳感器輸出端連接至控制器的輸入端，將所測(cè)量的流量值上傳至所述控制器；所述計(jì)算機(jī)通過(guò)總線連接控制器，計(jì)算機(jī)向所述控制器發(fā)送流量控制、誤差測(cè)試命令，接收控制器的命令應(yīng)答及所測(cè)量的各水表的流量值，計(jì)算被測(cè)表具的誤差?；谏鲜龅乃泶罅髁孔詣?dòng)檢測(cè)裝置，本實(shí)用新型還公開(kāi)了ー種小數(shù)脈沖計(jì)算方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟第一歩，計(jì)算機(jī)向控制器下發(fā)流量控制命令；第二步，控制器打開(kāi)電磁閥，控制電動(dòng)控制球閥，使流過(guò)標(biāo)準(zhǔn)水表和被測(cè)水表的流量大小達(dá)到設(shè)定值；第三歩，計(jì)算機(jī)接收到控制器的流量控制完成的應(yīng)答后，向所述控制器下發(fā)誤差測(cè)試命令，所述控制器始終保持對(duì)流量的控制；第四步，控制器根據(jù)測(cè)試命令的時(shí)間參數(shù)采集標(biāo)準(zhǔn)水表和被測(cè)水表的光電傳感器的脈沖信號(hào)，并計(jì)算出小數(shù)脈沖，并將測(cè)量的脈沖數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)；所述小數(shù)脈沖的計(jì)算方法是通過(guò)采集脈沖計(jì)數(shù)時(shí)起始端和結(jié)束端的不完整脈沖的長(zhǎng)度、總的完整脈沖的數(shù)量、完整脈沖的總長(zhǎng)度，計(jì)算出完整脈沖的平均長(zhǎng)度，然后分別計(jì)算出起始端和結(jié)束端不完整脈沖長(zhǎng)度與平均長(zhǎng)度的比例，從而計(jì)算出脈沖數(shù)的小數(shù)部分；第五步，計(jì)算機(jī)根據(jù)回傳的脈沖數(shù)據(jù)計(jì)算出每只被測(cè)水表的誤差，保存進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)。本裝置及其采用的小數(shù)脈沖計(jì)算方法能使水表的測(cè)試時(shí)間有效的縮短，從而大幅度的提高水表測(cè)試效率，解決水表大批量生產(chǎn)中水表檢測(cè)速度慢帶來(lái)的生產(chǎn)瓶頸問(wèn)題。
附圖I為本申請(qǐng)水表大流量自動(dòng)檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本申請(qǐng)水表大流量自動(dòng)檢測(cè)裝置原理框圖；附圖3為本申請(qǐng)自動(dòng)檢測(cè)方法流程示意圖；附圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例中小數(shù)脈沖計(jì)算示意圖。其中，I為計(jì)算機(jī)，2為控制器，2-1為控制器流量控制模塊，2-2為控制器誤差測(cè)量模塊，3為電磁閥,4為光電傳感器,5為標(biāo)準(zhǔn)水表,6為被測(cè)水表,7為電動(dòng)控制球閥。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明。如圖I所示本申請(qǐng)水表大流量自動(dòng)檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖，ー種智能化的水表檢測(cè)裝置，整個(gè)設(shè)備包括計(jì)算機(jī)I、控制器2、電磁閥3、光電傳感器4、標(biāo)準(zhǔn)水表5、電動(dòng)控制球閥7，以及被測(cè)水表6。電磁閥3安裝在進(jìn)水端，電動(dòng)控制球閥7安裝在出水端，標(biāo)準(zhǔn)水表5和被測(cè)水表6安裝在電磁閥3和電動(dòng)控制球閥7之間。所述的計(jì)算機(jī)I用于運(yùn)行測(cè)控軟件，管理測(cè)試步驟，與控制器之間通過(guò)RS232通信，下發(fā)流量控制、誤差測(cè)試等命令以及對(duì)應(yīng)的參數(shù)，接收控制器2上傳的命令應(yīng)答和測(cè)試數(shù)據(jù)，井根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)以及設(shè)置的參數(shù)計(jì)算出被測(cè)水表的誤差，實(shí)現(xiàn)測(cè)試數(shù)據(jù)的管理與聯(lián)網(wǎng)；所述的控制器2用干與測(cè)控軟件通信，控制電磁閥3，控制電動(dòng)控制球閥7，采集光電傳感器4輸出的脈沖數(shù)據(jù)，以及采集的光電傳感器數(shù)據(jù)的前期處理等，數(shù)據(jù)處理時(shí)使用了小數(shù)脈沖的計(jì)算方法；所述的電磁閥3用于測(cè)試水源開(kāi)啟和關(guān)閉的控制；所述的電動(dòng)控制球閥7用于測(cè)試流量大小的調(diào)節(jié)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)水表和被測(cè)水表的流量大小達(dá)到水表測(cè)試規(guī)程規(guī)定的范圍。所述的光電傳感器4用于把標(biāo)準(zhǔn)水表和被測(cè)水表的梅花針的轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制器能處理的電脈沖信號(hào)。所述的標(biāo)準(zhǔn)水表5用于流量自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)的流量大小反饋部件，以及被測(cè)水表誤差計(jì)算的比較基準(zhǔn)。如圖2所示為本申請(qǐng)水表大流量自動(dòng)檢測(cè)裝置原理框圖，包括計(jì)算機(jī)1，作用如前所述；控制器2，接收計(jì)算機(jī)下發(fā)的命令，執(zhí)行具體的動(dòng)作，包括流量控制模塊2-1和誤差測(cè)量模塊2-2 ;其中，流量控制模塊2-1負(fù)責(zé)與計(jì)算機(jī)I通訊；控制電磁閥3實(shí)現(xiàn)水表測(cè)試水源的開(kāi)啟或者關(guān)閉；采集標(biāo)準(zhǔn)水表的光電傳感器4的輸出脈沖，根據(jù)流量控制命令中的控制參數(shù)，通過(guò)PID計(jì)算控制電動(dòng)控制球閥7的開(kāi)啟程度的大小，實(shí)現(xiàn)流量大小的自動(dòng)調(diào)節(jié)，使流過(guò)標(biāo)準(zhǔn)水表和被測(cè)水表的流量大小達(dá)到水表測(cè)試規(guī)程規(guī)定的流量大小范圍；同時(shí)負(fù)責(zé)與誤差測(cè)量模塊2-2的通訊，轉(zhuǎn)發(fā)誤差測(cè)量命令等模塊2-2需要的命令，以及把模塊2-2需要發(fā)送到計(jì)算機(jī)I的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到計(jì)算機(jī)I。誤差測(cè)量模塊2-2根據(jù)誤差測(cè)試命令及測(cè)試時(shí)間參數(shù)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成光電傳感器4輸出脈沖數(shù)的采集，計(jì)算出小數(shù)脈沖數(shù)，通過(guò)模塊2-1把測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)水表和被測(cè)水表的小數(shù)脈沖發(fā)送到計(jì)算機(jī)。如圖3所示，一個(gè)完整的測(cè)試過(guò)程包括以下五步第一歩，計(jì)算機(jī)I下發(fā)流量控制命令；第二步，控制器2中模塊2-1打開(kāi)電磁閥3 ，控制電動(dòng)控制球閥7，使流過(guò)標(biāo)準(zhǔn)水表和被測(cè)水表的流量大小達(dá)到設(shè)定值；第三步，計(jì)算機(jī)接收到控制器2的流量控制完成的應(yīng)答后，下發(fā)誤差測(cè)試命令，模塊2-1把誤差測(cè)試命令轉(zhuǎn)發(fā)到模塊2-2，同時(shí)模塊2-1始終保持對(duì)流量的控制；第四步，控制器2的模塊2-2根據(jù)測(cè)試命令的時(shí)間參數(shù)采集標(biāo)準(zhǔn)水表和被測(cè)水表的光電傳感器的脈沖信號(hào)，并計(jì)算出小數(shù)脈沖，通過(guò)模塊2-1把數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)；第五步，計(jì)算機(jī)根據(jù)回傳的脈沖數(shù)據(jù)計(jì)算出每只被測(cè)水表的誤差，保存進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)。至此，一個(gè)完整的測(cè)試完成。其中，流量大小自動(dòng)控制詳細(xì)說(shuō)明如下在流量的控制過(guò)程中，采用PID控制技木。PID (比例-積分-微分)控制器作為最早實(shí)用化的控制器已有50多年歷史，現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最廣泛的エ業(yè)控制器。PID控制器簡(jiǎn)單易懂，使用中不需精確的系統(tǒng)模型等先決條件，因而成為應(yīng)用最為廣泛的控制器。PID控制分為位置式PID和增量式PID (具體PID控制參見(jiàn)PID控制系統(tǒng)相關(guān)資料)。本系統(tǒng)采用位置式PID進(jìn)行控制，計(jì)算公式簡(jiǎn)單，適合用單片機(jī)進(jìn)行處理，其計(jì)算公式為な(》). = .J^4.n) + Kt 金 +.夏.(0(n)~-e(n-1))........' ' ' ' · ' ' ' ' ' ' '
一,ン.其中Kp為比例系數(shù)，Ki為積分系數(shù)，Kd為微分系數(shù)水表的梅花針在一定的流量值下有唯一對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，通過(guò)光電傳感器轉(zhuǎn)換為一定頻率的電脈沖信號(hào)，即通過(guò)控制梅花針的轉(zhuǎn)速到ー個(gè)固定值就可以得到對(duì)應(yīng)的流量值。采用對(duì)應(yīng)于梅花針轉(zhuǎn)速的脈沖信號(hào)作為PID控制的流量信號(hào)反饋，通過(guò)PID計(jì)算，輸出控制電動(dòng)控制球閥，改變流量大小，將梅花針的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定到需要值即得到對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定的流量值。通過(guò)改變計(jì)算機(jī)下發(fā)的控制參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)流量的連續(xù)調(diào)節(jié)(在系統(tǒng)能達(dá)到的最大流量和1000升/小時(shí)范圍內(nèi))。被測(cè)表的誤差測(cè)試詳細(xì)說(shuō)明如下表具串校中，在相同時(shí)間內(nèi)流過(guò)表具的水量相同，分別記錄每只表具的讀數(shù)，得到每只表具的示值。如果其中一只表具的誤差值為已知，通過(guò)其誤差修正就可得到實(shí)際的水量，剰余表具的誤差即可通過(guò)計(jì)算得到，即標(biāo)準(zhǔn)表比較法。水表中，梅花針轉(zhuǎn)動(dòng)ー圈代表ー個(gè)固定的水量，同時(shí)，通過(guò)光電傳感器輸出固定的脈沖數(shù)(根據(jù)梅花針的刻度確定)，即每個(gè)脈沖代表一定的水量。通過(guò)計(jì)算光電傳感器輸出的脈沖數(shù)即可得到表具的示值流量，通過(guò)計(jì)算即可得到被測(cè)表的誤差。測(cè)試中，如果為了減小單個(gè)脈沖的影響，必須保證脈沖數(shù)總數(shù)足夠大。如，總數(shù)為1000,脈沖數(shù)的誤差ー個(gè)，其誤差為O. 1% ;如果總數(shù)為300，脈沖數(shù)的誤差為O. 3，即1/3個(gè)脈沖，其誤差同樣為O. 1%。所以在保證一定的測(cè)試精度的情況下，采用了小數(shù)脈沖計(jì)算的方法，能有效的減少測(cè)試時(shí)間。如，DN15水表，在常用流量為2500L/h下，測(cè)量時(shí)間可由2. 4分鐘(IOOL水，容積法測(cè)試)，縮短為實(shí)際測(cè)試時(shí)間10秒鐘。其中，小數(shù)脈沖計(jì)算的詳細(xì)方法如下如圖4所示為由光電傳感器輸出的標(biāo)準(zhǔn)表和其中兩只被測(cè)水表的梅花針轉(zhuǎn)動(dòng)形成的脈沖示意圖。由微控制器捕捉通道來(lái)處理這三路信號(hào)，得到每路脈沖總的脈沖數(shù)，每個(gè)脈沖的周期值，同時(shí)得到圖中所需的每個(gè)時(shí)間值。其中，通過(guò)如下方法的得到小數(shù)脈沖數(shù)圖中A點(diǎn)為開(kāi)始測(cè)量的時(shí)間點(diǎn)，B點(diǎn)為結(jié)束測(cè)量時(shí)間點(diǎn)。其中tl、t3、t7起始時(shí)刻不完整脈沖的時(shí)間長(zhǎng)度；t2、t4、t8為結(jié)束時(shí)刻不完整脈沖的時(shí)間長(zhǎng)度；t5、t6、t9為完整脈沖的總時(shí)間長(zhǎng)度，其對(duì)應(yīng)的脈沖總數(shù)為m，n，k帶小數(shù)的脈沖數(shù)的計(jì)算，分別記錄時(shí)間tl+t2，t3+t4，t7+t8，t5，t6，t9;被測(cè)表I的帶小數(shù)的脈沖數(shù)為m+(tl+t2V(t5/m)·被測(cè)表2的帶小數(shù)的脈沖數(shù)為n+ (t3+t4) / (t6/n)標(biāo)準(zhǔn)表的帶小數(shù)的脈沖數(shù)為k+ (t7+t8) / (t9/k)。
權(quán)利要求1.ー種水表大流量自動(dòng)檢測(cè)裝置，包括計(jì)算機(jī)、控制器、多個(gè)光電傳感器、電磁閥、標(biāo)準(zhǔn)水表、電動(dòng)控制球閥；其特征在于在裝置的進(jìn)水端安裝有電磁閥，出水端安裝有電動(dòng)控制球閥；標(biāo)準(zhǔn)水表和被測(cè)水表依次安裝在電磁閥和電動(dòng)控制球閥之間的管道中；所述控制器的輸出端分別連接電磁閥、電動(dòng)控制球閥，所述控制器通過(guò)電磁閥控制測(cè)試水源開(kāi)啟和關(guān)閉，所述控制器通過(guò)電動(dòng)控制球閥調(diào)節(jié)用于測(cè)試水源流量大??；所述多個(gè)光電傳感器分別安裝在標(biāo)準(zhǔn)水表和被測(cè)水表的正上方用以測(cè)量所述標(biāo)準(zhǔn)水表和被測(cè)水表的流量值，所述光電傳感器輸出端連接至控制器的輸入端，將所測(cè)量的流量值上傳至所述控制器；所述計(jì)算機(jī)通過(guò)總線連接控制器，計(jì)算機(jī)向所述控制器發(fā)送流量控制、誤差測(cè)試命令，接收控制器的命令應(yīng)答及所測(cè)量的各水表的流量值，計(jì)算被測(cè)水表的誤差。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水表大流量自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于所述控制器包括流量控制模塊和誤差測(cè)量模塊，其中所述流量控制模塊用于控制電動(dòng)控制球閥和電磁閥，所述誤差測(cè)量模塊接收多個(gè)光電傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水表大流量自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于所述的光電傳感器用于把標(biāo)準(zhǔn)水表和被測(cè)水表的梅花針的轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制器能處理的電脈沖信號(hào)。
專利摘要一種水表大流量自動(dòng)檢測(cè)裝置，所述裝置采用計(jì)算機(jī)對(duì)檢測(cè)過(guò)程進(jìn)行全面的控制，誤差計(jì)算以及測(cè)試數(shù)據(jù)的管理；采用光電傳感器把標(biāo)準(zhǔn)水表和被測(cè)試水表的梅花針的轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電方波信號(hào)輸出到控制器的輸入端口；采用控制器執(zhí)行具體的控制動(dòng)作和數(shù)據(jù)采集，流量控制部分使用標(biāo)準(zhǔn)水表光電傳感器的輸出信號(hào)作為流量控制的反饋信號(hào)，誤差測(cè)量部分采集標(biāo)準(zhǔn)水表和被測(cè)水表的光電傳感器的輸出信號(hào)，數(shù)據(jù)采集時(shí)采用小數(shù)脈沖計(jì)數(shù)方法，然后把采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算得到被測(cè)水表具的誤差值。本裝置及其采用的小數(shù)脈沖計(jì)算方法能使水表的測(cè)試時(shí)間有效的縮短，從而大幅度的提高水表測(cè)試效率，解決水表大批量生產(chǎn)中水表檢測(cè)速度慢帶來(lái)的生產(chǎn)瓶頸問(wèn)題。
文檔編號(hào)G01F25/00GK202511851SQ20112055445
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者向方云, 李毅, 王祥 申請(qǐng)人:重慶市智能水表有限責(zé)任公司