一种水流量检测方法、控制器与水流量传感器

摘要

本发明提供了一种水流量检测方法，包括：在需要进行水流量检测时，检测设置在水流量传感器上的N个霍尔元件是否处于正常状态；当有且只有一个霍尔元件处于正常状态时，选择处于正常状态的霍尔元件参与本次的水流量检测工作；当有至少两个霍尔元件处于正常状态时，比较所述至少两个霍尔元件所具有的累计工作时间的长短；选择具有最短的所述累计工作时间的霍尔元件参与本次的水流量检测工作；获取参与本次的水流量检测工作的霍尔元件的水流量信号并计算得到水流量数据。本发明可以有效延长霍尔元件的寿命，进而延长水流量传感器寿命。同时，本发明还提供了一种用于执行上述水流量检测方法的控制器以及包括所述控制器的水流量传感器。

说明书

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种水流量检测方法、控制器与水 流量传感器。

背景技术

现有技术的水流量传感器中，当水流通过水流变向筒后，冲击磁性转子， 使其旋转，霍尔元件在通电状态下形成电势场，旋转的磁性转子在电场中产生 高低脉冲电平输出给控制器。再由控制器计算出水流量，控制机器的开关、恒 温等功能，霍尔元件类似飞机发动机，如出现故障，直接致产品无法工作。霍 尔元件为电子元器件，对温度和湿度都比较敏感，现实产品中霍尔元件经常出 现失效故障，导致机器无法感应水流量而不工作，严重影响到热水器使用可靠 性，为克服水流量传感器这些缺陷，有必要对水流量传感器进行研究。

发明内容

本发明实施例所要解决的第一个技术问题是要提供一种水流量检测方法， 能够提高水流量检测的可靠性，同时延长了水流量传感器的寿命。

本发明实施例所要解决的第二个技术问题是要提供一种控制器，用于执行 上述的水流量检测方法，同样能够提高水流量检测的可靠性以及延长了水流量 传感器的寿命。

本发明实施例所要解决的第三个技术问题是要提供一种水流量传感器，包 括上述的控制器，同样能够提高水流量检测的可靠性，并且具有较长的工作寿 命。

为了解决上述的第一个技术问题，本发明实施例通过以下技术方案进行解 决：

在需要进行水流量检测时，检测设置在水流量传感器上的N个霍尔元件是否 处于正常状态；N为大于或等于2的整数；

当有且只有一个霍尔元件处于正常状态时，选择处于正常状态的霍尔元件 参与本次的水流量检测工作；

当有至少两个霍尔元件处于正常状态时，比较所述至少两个霍尔元件所具 有的累计工作时间的长短；所述累积工作时间为每个霍尔元件参与水流量检测 工作的历史总时长；

选择具有最短的所述累计工作时间并处于正常状态的霍尔元件参与本次的 水流量检测工作，并控制其他处于正常状态的霍尔元件处于休眠状态；

获取参与本次的水流量检测工作的霍尔元件的水流量信号并计算得到水流 量数据。

如果检测到有至少两个霍尔元件处于正常状态时，控制器会自动比较所述 至少两个霍尔元件参与工作的累计工作时间，累计工作时间最短的霍尔元件会 自动参与水流量感应与运算工作，这样可以保证N个霍尔元件能处于交替使用， 避免出现只使用其中之一的情况，这样可有效延长霍尔元件的实用寿命，如预 检霍尔元件只有其中之一正常，则正常的霍尔元件自动参与水流量感应与运算 工作。

相比于现有技术，本发明实施例由于采用多霍尔元件且霍尔元件能自动切 换参与工作，这样可以有效延长霍尔元件的实用寿命，进而延长水流量传感器 工作寿命；能有效降低热水器开机无水反应的故障率，大大提高了热水器可靠 性。

在一种可选的实施方式中，所述方法还包括：当设置在所述水流量传感器 上的N个霍尔元件都处于异常状态时，停止水流量检测并提示水流量传感器故 障。当出现所有霍尔元件都处于异常状态时，说明水流量传感器出现了故障， 无法正常地检测水流量，因而及时提示水流量传感器故障，提高使用的安全可 靠性。

在一种可选的实施方式中，所述在需要进行水流量检测时，检测设置在水 流量传感器上的N个霍尔元件是否处于正常状态，包括：

在需要进行水流量检测时，分别向所述N个霍尔元件发送水流量检测信号 以检测所述N个霍尔元件的水流量信号；

根据所述N个霍尔元件的水流量信号分别判断所述N个霍尔元件是否处于 正常状态。

在一种可选的实施方式中，所述根据所述N个霍尔元件的水流量信号分别 判断所述N个霍尔元件是否处于正常状态，包括：

当任一霍尔元件的水流量信号的数值位于预设的阈值范围内时，判定对应 的霍尔元件处于正常状态；

当任一霍尔元件的水流量信号的数值超出所述阈值范围时，判定对应的霍 尔元件处于异常状态。

例如，当水流量信号的数值过高或者过低都可以认为是异常状态，保证霍 尔元件所产生的水流量信号的有效性。

在一种可选的实施方式中，所述方法还包括：当接收到燃气热水器启动信 号时，判定为需要进行水流量检测。

为了解决上述的第二个技术问题，本发明实施例通过以下技术方案进行解 决：

一种控制器，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由 所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的 水流量检测方法。

为了解决上述的第三个技术问题，本发明实施例通过以下技术方案进行解 决：

一种水流量传感器，包括：壳体、水流变向筒、磁性转子、转子支座、N个 霍尔元件以及上述的控制器；所述壳体具有进水口和出水口；所述水流变向筒 设置在所述壳体内，所述水流变向筒在对应于所述壳体的进水口处设有转子叶 轮；所述转子支座固定在所述壳体内；所述磁性转子的一端插接在所述转子支 座上，另一端插接在所述转子叶轮上；所述N个霍尔元件分别设置在所述壳体 上并与所述磁性转子的位置相对应；所述N个霍尔元件分别与所述控制器电连 接；N为大于或等于2的整数。

在一种可选的实施方式中，所述水流量传感器还包括稳流芯；所述稳流芯 设置在所述壳体的出水口处。所述稳流芯能对水流量起到稳流作用，不会因进 水压力改变而致水流量大范围变化。

在一种可选的实施方式中，所述壳体上设置有两个以上的安装槽；所述N个 霍尔元件对应地插接在所述两个以上的安装槽内以设置在所述壳体上。

在一种可选的实施方式中，所述水流量传感器还包括第一固定环与第二固 定环；所述第一固定环设置在所述壳体的出水口以固定所述稳流芯；所述第二 固定环设置在所述水流变向筒对应于所述壳体的进水口的位置以固定所述水流 变向筒。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的一种水流量检测方法的流程图；

图2是本发明第三实施例提供的一种水流量传感器的结构示意图；

图3是图2的爆炸图；

图4是图3中的霍尔元件5的结构示意图；

附图标号如下：

1、壳体；2、水流变向筒；3、磁性转子；4、转子支座；5、霍尔元件；6、 稳流芯；7、安装槽；8、第一固定环；9、第二固定环；10、密封圈；21、转子 叶轮；31、磁性转子本体；32、转子棒；51、接地端；52、电源端；53、信号 输出端。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请同时参阅图1，其是本发明第一实施例提供的一种水流量检测方法的流程 图。所述方法包括：

S1，在需要进行水流量检测时，检测设置在水流量传感器上的N个霍尔元 件是否处于正常状态；N为大于或等于2的整数；

S2，当有且只有一个霍尔元件处于正常状态时，选择处于正常状态的霍尔 元件参与本次的水流量检测工作；

S3，当有至少两个霍尔元件处于正常状态时，比较所述至少两个霍尔元件 所具有的累计工作时间的长短；所述累积工作时间为每个霍尔元件参与水流量 检测工作的历史总时长；

S4，选择具有最短的所述累计工作时间并处于正常状态的霍尔元件参与本 次的水流量检测工作，并控制其他处于正常状态的霍尔元件处于休眠状态；

S5，获取参与本次的水流量检测工作的霍尔元件的水流量信号并计算得到 水流量数据。

在本发明实施例中，N＝2，即设置在水流量传感器上的霍尔元件的数量为两 个。

需要说明的是，当任一个霍尔元件作为参与本次的水流量检测工作的霍尔 元件时，在本次水流量检测工作结束后，本次的工作时间会更新到累积工作时 间中，以被下次判断使用。

现有技术的水流量传感器都只配置有一个霍尔元件，由于霍尔元件很容易 失效故障，导致机器无法感应水流量而不工作。而本发明实施例通过在水流量 传感器上配置N个霍尔元件，N为大于等于2的整数，并结合到上述的水流量 检测方法，如果检测到有至少两个霍尔元件都正常，控制器会自动比较所述至 少两个霍尔元件参与工作的累计工作时间，累计工作时间最短的霍尔元件会自 动参与水流量感应与运算工作，这样可以保证N个霍尔元件能处于交替使用， 避免出现只使用其中之一的情况，从而可有效延长霍尔元件的实用寿命。如预 检霍尔元件只有其中之一正常，则正常的霍尔元件自动参与水流量感应与运算 工作。

需要说的是，本发明第一实施例提供的水流量检测方法可以适用于任何具 有N个霍尔元件的水流量传感器，本发明不对水流量传感器的其他结构作限定， 本领域技术人员基于任何具有N个霍尔元件的水流量传感器都可以实施本发明 第一实施例提供的水流量检测方法。

本发明第一实施例由于采用多霍尔元件且霍尔元件能自动切换参与工作， 这样可以有效延长霍尔元件的实用寿命，进而延长水流量传感器工作寿命；能 有效降低热水器开机无水反应的故障率，大大提高了热水器可靠性。

在一种可选的实施方式中，所述方法还包括：当接收到燃气热水器启动信 号时，判定为需要进行水流量检测。即本发明实施例所述的水流量传感器可以 应用于燃气热水器，当燃气热水器启动时就开始检测水流量传感器上的N个霍 尔元件是否处于正常状态，选择参与本次水流量检测工作的霍尔元件。

在一种可选的实施方式中，所述方法还包括：当所述设置在所述水流量传 感器上的N个霍尔元件都处于异常状态时，停止水流量检测并提示水流量传感 器故障。当出现所有霍尔元件都处于异常状态时，说明水流量传感器出现了故 障，无法正常地检测水流量，因而及时提示水流量传感器故障，提高使用的安 全可靠性。

在一种可选的实施方式中，所述在需要进行水流量检测时，检测设置在水 流量传感器上的N个霍尔元件是否处于正常状态，包括：

在需要进行水流量检测时，分别向所述N个霍尔元件发送水流量检测信号 以检测所述N个霍尔元件的水流量信号；

根据所述N个霍尔元件的水流量信号分别判断所述N个霍尔元件是否处于 正常状态。

在一种可选的实施方式中，所述根据所述N个霍尔元件的水流量信号分别 判断所述N个霍尔元件是否处于正常状态，包括：

当任一霍尔元件的水流量信号的数值位于预设的阈值范围内时，判定对应 的霍尔元件处于正常状态；

当任一霍尔元件的水流量信号的数值超出所述阈值范围时，判定对应的霍 尔元件处于异常状态。

例如，当水流量信号的数值过高或者过低都可以认为是异常状态，保证霍 尔元件所产生的水流量信号的有效性。

相应地，本发明第二实施例提供了一种控制器，包括处理器、存储器以及 存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器 执行所述计算机程序时实现上述第一实施例的水流量检测方法。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可 以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、 专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可 编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器 件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理 器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述装置/终端设 备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个装置/终端设备的各个部分。

所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或 执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的 数据，实现所述装置/终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区 和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用 程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机 的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括 高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式 硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失 性固态存储器件。

相应地，本发明第三实施例提供了一种水流量传感器。请同时参阅图2和 图3，其中图2是本发明第三实施例提供的水流量传感器的结构示意图，图3是 图2的爆炸图。

所述水流量传感器包括壳体1、水流变向筒2、磁性转子3、转子支座4、N 个霍尔元件5以及上述第二实施例所述的控制器(图中未示意)；所述壳体1 具有进水口和出水口；所述水流变向筒2设置在所述壳体1内，所述水流变向 筒2在对应于所述壳体1的进水口处设有转子叶轮21；所述转子支座4固定在 所述壳体1内；所述磁性转子3的一端插接在所述转子支座4上，另一端插接 在所述转子叶轮21上；所述N个霍尔元件5分别设置在所述壳体1上并与所述 磁性转子3的位置相对应；所述N个霍尔元件5分别与所述控制器电连接；N为 大于或等于2的整数。

在使用时，水流从壳体1的进水口处流入水流量传感器中，通过水流变向 筒2后，把水流由直线状态改变成旋转状态，冲击在磁性转子3上，霍尔元件5 检测不同磁极的旋转磁场，切割磁力线，产生高低脉冲电平输出给控制器，再 由控制器计算出水流量。

如图4所示，其是图3中的霍尔元件5的结构示意图。每个霍尔元件5具 有接地端51、电源端52以及信号输出端53；每个霍尔元件5的接地端接地； 所述控制器具有N个控制端以及N个信号输入端；所述N个控制端与所述N个 霍尔元件5的电源端一一对应地电连接；所述N个信号输入端与所述两个霍尔 元件5的信号输出端一一对应地电连接。其中，所述N个控制端用于控制对应 的霍尔元件5的电源从而控制对应的霍尔元件5处于工作状态或休眠状态；所 述N个信号输入端用于接收对应的霍尔元件5的水流量信号。

在一种可选的实施方式中，所述水流量传感器还包括稳流芯6；所述稳流芯 6设置在所述壳体1的出水口处。所述稳流芯6能对水流量起到稳流作用，不会 因进水压力改变而致水流量大范围变化。

在一种可选的实施方式中，所述壳体1上设置有两个以上的安装槽7；所述 N个霍尔元件5对应地插接在所述两个以上的安装槽7内以设置在所述壳体1上。

优选地，所述N个霍尔元件5均匀分布于磁性转子3的周边。N个霍尔元件 5分布对称设置，能够降低N个霍尔元件5同时损坏的概率。

在一种可选的实施方式中，所述水流量传感器还包括第一固定环8与第二 固定环9；所述第一固定环8设置在所述壳体1的出水口以固定所述稳流芯6； 所述第二固定环9设置在所述水流变向筒2对应于所述壳体1的进水口的位置 以固定所述水流变向筒2。

在一种可选的实施方式中，所述稳流芯6与所述壳体1之间还设有密封圈 10，用于提高稳流芯6与壳体1之间的密封性。

在一种可选的实施方式中，所述磁性转子3包括磁性转子本体31以及转子 棒32；所述磁性转子本体31固定在所述转子棒32上；所述转子支座4上设有 第一限位槽，所述转子棒32的一端与所述第一限位槽相配合并插接在其中；所 述转子叶轮21上设有第二限位槽，所述转子棒32的另一端与所述第二限位槽 相配合并插接在其中。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明提供了一种水流量检测 方法，所述方法包括：在需要进行水流量检测时，检测设置在水流量传感器上 的N个霍尔元件是否处于正常状态；当有且只有一个霍尔元件处于正常状态时， 选择处于正常状态的霍尔元件参与本次的水流量检测工作；当有至少两个霍尔 元件处于正常状态时，比较所述至少两个霍尔元件所具有的累计工作时间的长 短；所述累积工作时间为每个霍尔元件参与水流量检测工作的历史总时长；选 择具有最短的所述累计工作时间并处于正常状态的霍尔元件参与本次的水流量 检测工作，并控制其他处于正常状态霍尔元件处于休眠状态；获取参与本次的 水流量检测工作的霍尔元件的水流量信号并计算得到水流量数据。本发明由于采用多霍尔元件且霍尔元件能自动切换参与工作，这样可以有效延长霍尔元件 的实用寿命，进而延长水流量传感器工作寿命；能有效降低热水器开机无水反 应的故障率，大大提高了热水器可靠性。同时，本发明还提供了一种用于执行 上述水流量检测方法的控制器以及包括所述控制器的水流量传感器。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这 些改进和变形也视为本发明的保护范围。