对于水务公司来讲,多年来一直面临着技术与信息不对称,没有办法正确判断水表质量;标准不统一,水表不能互换;没有专业知识和技术能力,不能保障水表长期可靠运行的三大问题。
而无磁水表不同于卡表管理失控、分线制水表后期维护失控、光电直读水表使用时间越长越感到产品失控的缺点,因为电子传输单元和普通机械水表相互独立更换的优势,针对水务公司面临的这三大问题,在市场上得到一定的肯定和青睐。
就电子传输单元来说,无磁水表可配备灵活多变的传输方式,Mbus有线、LoRa无线、NB-IoT可以任意组合随时升级。其中,NB-IoT的应用最为迅猛,一方面源于国家政策的大力支持,NB-IoT网络部署2020年底将实现县级以上城市主城区的普遍覆盖,重点区域深度覆盖;另一方面,远程抄表作为水务公司的基础业务,水表企业为迎合市场发展,纷纷加大NB-IoT表的研发力度,水行业成为NB-IoT垂直应用领域规模增速最快的市场之一。
就水表的机械读数转换为电子读数的机电转换中,无磁计量传感器在无线智能水表上得以广泛使用。随着NB-IoT无线传输模组在无线智能水表上的大量使用, 无线射频信号干扰水表计量传感器,导致机电不一致的问题就日渐突出。
传统解决方案并不能完全解决
无磁计量传感器被干扰的问题!
深耕行业16载,7代产品迭代开发,
桑锐电子找到一个新方法,
有效解决NB无磁智能水表机电不一致!
无磁计量传感器主要分为二种。一种是LC振荡式传感器,另一种是电涡流式计量传感器。行业中被水表厂家应用较多的是电涡流计量传感器传感器,下面就以此为例子进行分析。
传统解决方案是减小无磁计量传感器脉冲线的输出阻抗, 采用更低的系统工作电压和尽量短的脉冲传输线的办法, 来减小信号线接收NB射频信号的目的,从而达到降低无磁计量传感器被无线射频信号干扰的概率。这样做一方面降低了电源使用效率带来了系统功耗的上升, 从而降低了无线智能表的电池使用寿命,带来整表成本的增加。另一方面只能从一定程度上降低无磁计量传感器接收干扰信号的强度,并不能完全解决无磁计量传感器被干扰的问题。
桑锐电子提出了一种能够完全解决无磁计量传感器被NB射频信号干扰的方法,从而完美的解决了NB无磁智能水表机电不一致的问题。跟着小编看看其中的电路原理解析吧!
系统说明
图1:NB无磁水表架构图
系统工作原理
如图1所示,NB无磁水表通常用2个电源线和2根信号线把无磁计量传感器和NB传输模组连接在一起。其中电源线是无磁计量传感器的电源供电线,信号线是无磁表头转换后的正反转脉冲信号线,未采用本发明方法处理的无磁计量传感器脉冲线和电源线上耦合的异常波形图如图2和图3:
图2 未采用本发明方法处理的无磁计量传感器脉冲线和电源线上耦合的异常波形图
图3 未采用本发明方法处理的无磁计量传感器脉冲线和电源线上耦合的异常波形图
如图2和图3所示:从示波器测量的波形看,当NB模组发射信号时,耦合到脉冲信号线上的NB差模信号导致无磁计量脉冲输出线上出现了异常脉冲,此异常脉冲反射到无磁计量传感器的计量芯片上,从而干扰了正常的无磁计量工作,导致无磁计量模组采集的正常脉冲数据丢失,进而导致NB无磁智能水表的机械读数大于电子读数,电子模块出现少计量的情况。
针对上述问题,桑锐电子设计了一种由四芯双绞屏蔽线和消震电容构成的射频差模信号吸收电路,来解决无磁计量传感器上出现的差模NB射频信号。
原理如下:
NB模组和无磁计量传感器之间的传输线采用四芯双绞屏蔽线,VDD电源正极和正转脉冲线双绞,GND电源地线和负脉冲双绞,线缆的外层为金属屏蔽层连接无磁计量传感器的GND。
分布在VDD和正脉冲双绞线上的寄生电容,根据电容阻断直流通交流的特性把正脉冲线上感应的差模有害NB射频信号耦合到VDD电源线上,而电容具备信号的反向作用,把正脉冲线上的有害脉冲转变成反向脉冲,并通过消震电容1和滤波电容2与地线上波形相同的正脉冲相互抵消,达到消除异常脉冲的目的。
分布在GND和负脉冲双绞线上的寄生电容,根据电容阻断直流通交流的特性把正脉冲线上感应的差模有害NB射频信号耦合到GND,达到消除异常脉冲的目的。
通过桑锐电子发明的四芯双绞屏蔽线和消震电容构成的射频差模信号吸收电路,能够很好的把正负脉冲信号线上的感应有害波形完美消除,解决在NB发射信号的干扰环境下无磁计量传感器准确计量的目的,从而保证NB智能无磁水表机电的一致性。增加射频差模信号吸收电路后正脉冲线上的波形如图4:
图4 增加射频差模信号吸收电路后正脉冲线上的波形
智能水表是一个庞大网络系统,正确选择高品质智能水表产品、施工标准化加完善的运维机制是保障智能表成功的三大必备因素。
桑锐电子深耕行业16载,历经7代产品迭代开发,针对传统解决方案不能完全解决无磁计量传感器被干扰的问题,找到了一个解决NB-IoT无磁智能水表机电不一致问题的新方法,为水务公司选择NB无磁智能水表保驾护航!