[发明专利]基于无磁NB-IoT物联网水表计量阈值的校准方法

说明书

本发明提供了基于无磁NB‑IoT物联网水表计量阈值的校准方法，所述方法包括：S1，通过预先设置的用于检测环境变化的参考LC振荡传感器，获取计量阈值的参考值；其中，所述参考LC振荡传感器与待校准LC振荡传感器均匀环状设置在水表的上表面；S2，将所述参考值与所述参考LC振荡传感器前次检测的参考值进行比较，并根据比较结果对待校准LC振荡传感器的计量阈值进行校准；其中，所述参考值包括参考最高值和/或参考最低值。本发明通过利用参考LC振荡传感器检测环境变化情况，实现了根据环境变化而自适应校准LC振荡传感器的计量阈值，保证了水表在不同环境下的计量精度，降低了水表在运行中的故障率。

技术领域

本发明涉及计量技术领域，具体涉及一种基于无磁NB-IoT物联网水表计量阈值的校准方法。

背景技术

水资源危机导致整个社会对水的重视程度越来越高，使得水资源管理信息的检测很重要。流量计量是科学计量中非常重要的一部分，而水流量计量又是流量计量中最重要的组成部分，在居民的生产、生活中起着非常重要的作用。

现有技术中传统的水表计量方式主要采用霍尔、干簧管等有磁传感器进行流量检测，因此叶轮上需要带有永久磁铁。由于供水管道的生锈和水质比较差，叶轮上的磁铁很容易吸附水中的铁屑、铁锈等，并形成堆积，从而阻碍了叶轮的转动和增加了磨损，严重的甚至不能转动，大大影响水表的使用寿命。同时，由于长时间工作于环境温度的变化，磁铁磁力也会减弱，从而影响到采样的可靠性。

现有技术中的无磁计量方式，无磁计量的基本原理如下：将流体流动转化成旋转运动，将检测流量转化成检测旋转圈数。图1为现有技术提供的无磁计量原理示意图，如图1所示，在机表上安装一个随水流运动的圆盘，将圆盘表面一分为二；一半覆盖有阻尼性的金属，如铜片；另一半为绝缘材料。把两个谐振回路中的电感置于叶轮的上方；当流体流过时，电感会交替经金属区和非金属区。振荡LC电路的阻尼因数主要取决于电感和金属材料的相对位置。且电感在金属区上方时的阻尼因数大于非金属区；阻尼因数越大，LC振荡衰减越快；通过测量谐振回路的不同阻尼系数，可以实现对转动的测量。

SCAN IF模块工作原理如下：SCAN IF模块将电感产生的振荡波形转化成数字信号后传入MCU。SCAN IF模块由3部分组成：模拟前端(AFE)、信号处理状态机(PSM)和定时状态机(TSM)。图2为现有技术提供的LC电路产生的振荡波形示意图，如图2所示，首先模拟前端给LC电路一个激励；延时一定时间t_delay后，启动AD采样采集电平信号。比较器比较此时采集的电压是否超出所设置的参考电压；若在一段时间t_gate内，采集的电压都没有超过参考电压，则相应标志位清零；反之，则置位。

比较后产生的数字信号会传入信号处理状态机。状态机会根据之前存储的上次状态和这次新传入的状态得出当前转盘的位置和旋转的圈数及方向(需要两个及两个以上的LC)。当没有CPU中断时，定时状态机可以自动地控制模拟前端和传感器的激励电路及其信号处理机。

因此，现有技术至少存在以下技术缺陷：当水表在现场长时间运行时，外界运行环境会发生变化，例如温湿度，长时间运行后元器件也会老化，水表一般是电池供电的，故长时间运行后电池电压会降低；信号采集装置与表盘的连接可能会出现松动导致LC传感器和转盘的距离发生改变等。以上这些环境变化都会导致LC传感器产生的振荡波形发生改变，水表的计量阈值会发生改变，参考电压不准确，从而影响了水表的计量精度。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供一种基于无磁NB-IoT物联网水表计量阈值的校准方法。