[发明专利]低功耗阀门转角在线监测装置及其在线监测方法

说明书

技术领域

本发明属于阀门监控系统领域，具体的说，涉及了一种低功耗阀门转角在线监测装置及其在线监测方法。

背景技术

阀门转角监测装置是阀门监控系统的关键部件，广泛用在工农业生产、市政智能化建设中。例如：结合市政水务云端管理平台，通过阀门转角在线监测装置对城市户外消防栓的开关，进行实时监控，一旦发现偷水情况，设备便能及时向管理平台进行报警，从而起到有效管理的目的。

目前现有的阀门转角监测装置，普遍采用两种结构。一种是“齿轮组+旋转电位器”机械结构，通过齿轮组将被测阀门的转动角度传递给旋转电位器，旋转电位器根据不同的转动角度输出不同的电压信号，从而能够提供给微处理器进行采集。但是，这种结构存在机械磨损、精度低、量程有限、寿命短等缺点。另外一种结构是霍尔式角位移测量装置，利用非线性原理通过复杂的算法进行测量，计算时间较长，控制延迟长，影响控制效果。除了上述缺点外，传统的阀门转角监测装置大多从外部进行设备供电，不具备低功耗电池供电的特性，所以装置安装维护不太方便。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种设计科学、结构简单和实用性强的低功耗阀门转角在线监测装置，本发明还提供了该装置的在线监测方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种低功耗阀门转角在线监测装置，采集上传部分，包括固定在阀门连杆上的圆形电路板和间隔120°均布在所述圆形电路板上的三个霍尔传感器；定位磁铁部分，包括固定在阀门法兰上的圆形板和对应所述霍尔传感器间隔90°均布在所述圆形板上的四个定位磁铁；在线监测平台，与所述霍尔传感器通信连接，根据所述霍尔传感器输出信号的时序变化，计算阀门转动的方向和角度。

基于上述，所述霍尔传感器包括霍尔传感器采集电路、信号调理电路、微处理器电路和无线模组电路，所述霍尔传感器采集电路输出模拟采集信号，经所述信号调理电路放大和比较后输出数字信号至所述微处理器电路，所述微处理器电路通过所述无线模组电路上传所述数字信号至所述在线监测平台。

基于上述，所述霍尔传感器还包括用于提供系统时钟及产生定时唤醒所述微处理器电路的时钟电路。

基于上述，所述圆形电路板与所述圆形板的半径大小一致。

基于上述，所述无线模组电路为GPRS、4G或ZigBee无线模组电路。

一种所述低功耗阀门转角在线监测装置的在线监测方法，其中，所述霍尔传感器采集电路输出模拟信号，经过所述信号调理电路放大和比较后输出数字信号，其中，所述信号调理电路的比较器设定为当所述霍尔传感器和所述定位磁铁的角度差在22.5°以内时，所述信号调理电路输出高电平；所述在线监测平台根据每个霍尔传感器输出数字信号，建立输出数字信号与输出状态真值表，根据输出数字信号与状态真值表，对所述霍尔传感器经过信号调理电路输出的状态进行编码；阀门转动时，所述在线监测平台根据所述霍尔传感器输出信号，对比所述输出数字信号与状态真值表，获得阀门转动的方向和角度，其中阀门转动的方向为所述编码顺序排列或倒序排列，阀门转动的角度为状态切换次数*15°。

基于上述，所述霍尔传感器还包括用于提供系统时钟及产生定时唤醒所述微处理器电路的时钟电路，当设定的定时时间到，所述微处理器电路定时唤醒，采集并上传数据至所述在线监测平台。

基于上述，所述微处理器电路根据所述霍尔传感器采集电路输出的数字信号上升沿或下降沿，产生一个作为所述微处理器电路的唤醒信号的下降沿触发信号。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体的说，本发明采用霍尔传感器进行阀门角位移的检测，能够通过霍尔传感器的采集信号，判断出阀门的转动方向以及角度。本发明克服了“齿轮组+旋转电位器”结构监测装置存在的机械磨损、量程有限等缺点，也克服了利用非线性原理霍尔式角位移测量装置存在的计算复杂等缺点。同时，本发明采用低功耗技术，在阀门被转动的情况以及定期进行数据上报，能够解决应用现场安装维护不方便的问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明采集上传部分和定位磁铁部分结构示意图。

图中：圆形板1；圆形电路板2；定位磁铁3；阀门连杆4；霍尔传感器5。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。