[发明专利]一种智能水表的光脉冲传感器

说明书

本发明提供一种智能水表的光脉冲传感器，包括传感器壳体、MCU、线路板、发光二极管、光学环境亮度感应元件、导光柱及限流电阻单元；所述MCU和线路板均设于传感器壳体内部，所述MCU固定在线路板上；所述MCU通过限流电阻单元与发光二极管相连接，发光二极管与MCU相连接；所述光学环境亮度感应元件与MCU相连接；所述光学环境亮度感应元件间距设于线路板的底部；所述导光柱固设于光学环境亮度感应元件的下表面；所述发光二极管倾斜设在线路板的底部，且使发光二极管照射到表盘上的光斑位于两导光柱的正下方。本发明的优点：可极大的降低整体运行功耗，进而可很好的满足智能水表采用电池供电的低功耗的要求。

技术领域

本发明涉及智能水表领域，特别涉及一种智能水表的光脉冲传感器。

背景技术

在智能水表行业内，现有的水表流量采集传感器主要包括以下几种类型：磁感水表传感器、摄像直读水表、LC金属感应传感器以及光感水表传感器。其中，磁感水表传感器需要在水表体内加装磁性流量指针；流量采集设备需要集成磁敏感元件，用于检测水表的流量采集；因此，磁感水表传感器存在有如下缺陷：需要在水表体内安装磁性指针，对金属的水表体有吸引力作用，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。现有技术中主要存在以下三种光感水表传感器：第一种，申请日为2016.06.21，申请号为201610449360.9的中国发明专利公开了一种单感光型水表传感器，该单感光型水表传感器带有两个发光二极管和一个感光电子元件，采用两个发光二极管交替发光，两个发光二极管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。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。

第二种，申请日为2015.11.05，申请号为201510743251的中国发明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。