脈沖式遠傳水表

脈沖發訊水表信號轉換層的原理
信號轉換層是集抄系統的基礎,集抄系統運行的準確性、可靠性在很大程度上取決于這一層的性能之優劣。
信號轉換層的作用是把計量基表的計數過程轉換成集抄系統設備能夠識別的脈沖信號。這種脈沖信號可以是有源的,也可以是無源的。所謂有源信號,可以簡單地理解為電壓或電流信號;而無源信號則可理解為觸點或阻值變化信號。
“脈沖信號”是電子技術中的一個常用術語,這種信號的一個顯著特點是信號的幅度變化不是連續的,而是跳變的。其實在日常生活中也有類似的情況,比如心臟的跳動、電燈的開關、閃電等。常見的脈沖信號如圖2所示。
圖2 常見脈沖信號波形圖 把計量基表的計數過程轉換為脈沖信號可使用不同的方法,比較常用的方法是光電轉換和磁敏轉換。光電轉換的原理如圖3所示。
圖3 光電轉換原理
在電能表的鋁轉盤上有一塊黑色標記,鋁盤的一側裝有發光管和光敏管各一只。在大部分情況下,發光管射出的光線通過鋁盤的反射到達光敏管,使其導通;當黑色標記轉到反射位置時,將沒有光線反射到光敏管,使其截止。因此,鋁盤每轉一圈,從光敏管處即可得到一個脈沖信號。
磁敏轉換的原理如圖4所示。
圖4 磁敏轉換原理之一 在計量表的某一適當進位齒輪軸上安裝一磁性指針,該指針的兩端各嵌入一粒磁鋼,并使其極性如圖中所示,磁敏轉換采用霍爾器件。每當齒輪軸旋轉一周,通過霍爾器件即可輸出一個脈沖。磁敏轉換器件也可以采用干簧管,如圖5所示。圖5 磁敏轉換原理之二 這兩種方法的輸出信號是不同的,用霍爾器件輸出的是有源信號,用干簧管輸出的則是無源信號。這幾種方法各有利弊(見下表),應用時應根據實際情況加以選擇。
器件 | 價格 | 壽命 | 特點 |
光電器件 | 中 | 較短 | 易受雜光影響,要求定位準確 |
霍爾器件 | 稍高 | 長 | 可靠性高,脈沖質量高 |
干簧管 | 低 | 較短 | 省電,易產生抖動干擾 |
早期的集抄系統一般都需要對計量表進行改裝,使其具有信號轉換功能。現在不少計量表的生產商已開始提供具有脈沖輸出的產品,如電子式電能表、遠傳式水表等等,使得系統的搭配已越來越方便。