一種紅外光電對管開路故障在線檢測方法技術

本發明專利技術公開了一種紅外光電對管開路故障在線檢測方法，包括檢測接收管是否開路的步驟和檢測發射管是否開路的步驟；其利用接收管的寄生電容、發射管通電發光等半導體材料特性，通過單片機嵌入式軟件編程控制，達到檢測紅外光電對管是否開路的目的。在抄表前采用該方法對紅外光電對管的接收管、發射管是否開路進行檢測，從而為電子讀數的糾錯提供信息，最大程度保證機、電讀數一致，避免出現計量糾紛。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于計量行業信息化處理領域，具體涉及。
技術介紹
智能水表和智能氣表的遠程抄表方式中，機械字輪讀數被轉換為電子讀數。在機、電讀數轉換過程中，紅外光電直讀傳感器被廣泛應用，在抄電子讀數時，需要紅外光電對管正常工作，而一旦某個紅外光電對管開路，信號采樣系統無法判斷電子讀數中該紅外光電對管對應位置的無信號是由于開路故障引起，還是由于傳感器本身所處實際位置引起的；如果是紅外光電對管開路故障引起的，則會導致所抄的電子讀數與用戶看到的表上的機械字輪讀數不一致，并且得不到糾正信息，引起計量糾紛。因此，紅外光電對管開路故障在線檢測在實際應用中是一個急需解決的技術問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供，以在抄表前對紅外光電對管的接收管、發射管是否開路進行檢測，為進一步對可能出現的錯誤電子讀數進行糾正提供信息，最大程度避免出現電子讀數與機械字輪讀數不一致的情況。本專利技術是在紅外光電對管信號發射和信號接收基礎上，合理利用接收管的寄生電容、發射管通電發光等半導體材料特性，通過單片機嵌入式軟件編程控制，達到檢測紅外光電對管是否開路的目的。 紅外光電對管的接收管是一種半導體材料，如果其集電極與發射極之間施加高頻或階躍信號時，就會在集電極與發射極之間出現寄生電容效應；正常情況下，當階躍信號在集電極與發射極之間產生寄生電容效應時，其容值相對較大，如果接收管開路，寄生電容的容值就很小，利用這一特性，通過單片機軟件編程控制，監測在兩種情況下階躍信號在寄生電容和第一采樣電阻構成的RC回路中的衰減程度，并在一定時間后(該時間大于接收管開路時的衰減時間，小于接收管正常時的衰減時間)采集第一采樣電阻上的電壓信號，通過該電壓信號來判斷接收管是否開路。紅外光電對管的發射管具有通電發光的特性，在通電回路中將恒流源電路中的反饋電阻作為第二采樣電阻，通過采集其電壓信號來判斷發射管是否開路。本專利技術所述的紅外光電對管開路故障在線檢測方法，包括如下步驟 第一步，檢測接收管是否開路 1)給接收管施加紅外光照或自然延時，使接收管的集電極與發射極之間的寄生電容充分放電； 2)禁止給接收管光照，并延時IOyS以上，延時后，單片機控制電源給接收管的集電極與地之間施加電壓，并延時10μ S 20μ S ; 3)延時后，單片機對連接在接收管的發射極與地之間的第一采樣電阻進行A/D采樣，并根據采樣結果進行判斷，如果采樣得到規定幅值以上的電壓，則表明接收管正常，如果采樣得到的電壓為0V，則表明接收管開路； 第二步，檢測發射管是否開路 1)將發射管的正極接直流電源VCC，負極接恒流源電路的電源端； 2)將恒流源電路中的反饋電阻作為第二采樣電阻，單片機輸出端口給恒流源電路的控制端口加電，并延時50 μ S以上； 3)延時后，單片機對第二采樣電阻上的電壓進行A/D采樣，并根據采樣結果進行判斷，如果采樣得到設定幅值的電壓，則表明發射管正常，如果采樣得到的電壓為0V，則表明發射管開路。采用本專利技術所述的方法在抄表前在線對紅外光電對管的發射管、接收管是否開路進行檢測，為進一步對可能出現的錯誤電子讀數進行糾正提供了信息，最大程度避免了出現電子讀數與機械字輪讀數不一致的情況，避免了用戶繳納水費時因機械字輪讀數與收費水量(即電子讀數)不一致而產生糾紛；該方法利用現有的智能水表或智能氣表上的成熟電路進行檢測，不需改變硬件電路結構，操作方便，檢測結果準確。附圖說明圖1為本專利技術中接收管接收信號的電路原理圖。圖2為本專利技術中接收管正常時，其對階躍信號響應的信號衰減波形圖。圖3為本專利技術中接收管開路時，其對階躍信號響應的信號衰減波形圖。 圖4為本專利技術中發射管在恒流源電路中通電發光的原理圖。圖5為本專利技術的流程框圖。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術作進一步說明。如圖1所示，接收管Tl (型號為Τ0136)的集電極c接由單片機控制的電源輸入，發射極e接第一采樣電阻Rl的一端，第一采樣電阻Rl的另一端接地，第一采樣電阻Rl的阻值為10K，從接收管Tl的發射極e與第一采樣電阻Rl的連接點取樣，形成第一個信號采樣點A。如圖4所示，恒流源電路由電阻R2、第二采樣電阻R3、第一三極管Ql和第二三極管Q2構成，電阻R2的一端接由單片機控制的電源輸入(即單片機的輸出端口給恒流源電路的控制端口加電)，電阻R2的另一端接第一三極管Ql的基極和第二三極管Q2的集電極，第一三極管Ql的發射極接第二采樣電阻R3的一端和第二三極管Q2的基極，第二采樣電阻R3的另一端和第二三極管Q2的發射極接地；發射管Dl (型號為ED112)的正極接直流電源VCC，負極接第一三極管Ql的集電極，從第一三極管Ql的發射極與第二三極管Q2的基極與第二采樣電阻R3的連接點取樣，形成第二個信號采樣點B。在抄表前，首先對紅外光電對管的接收管Tl和發射管Dl是否開路進行在線檢測。如圖2、圖3和圖5所示的紅外光電對管開路故障在線檢測方法，包括如下步驟 第一步，檢測接收管Tl是否開路首先，給接收管Tl的基極b施加紅外光照或采用自然延時，使接收管Tl的集電極C與發射極e之間的寄生電容Cl充分放電，在此過程中，接收管Tl的集電極C與地之間不能施加電源或其他信號；其次，禁止給接收管Tl的基極b光照，并延時10μ S ;再次，延時結束后，單片機控制電源打開，給接收管Tl的集電極c與地之間施加電壓，并延時20μ S，在階躍信號作用下，由于寄生電容Cl的作用，第一個信號采樣點A上將得到信號電壓逐步衰減的波形，如果接收管Tl正常，其寄生電容Cl為3nF 5nF，對應的電壓信號波形如圖3所示，信號衰減的時間約150 μ S，如果接收管Tl開路，則寄生電容Cl等效值不到10pF，對應的信號衰減波形如圖4所示，信號衰減時間約5μ S ;最后，延時結束后，單片機對第一個信號采樣點A的電壓信號進行A/D采樣，并根據采樣結果進行判斷；如果采樣得到O.1V以上的電壓，則表明接收管Tl正常(因為如果接收管Tl正常，信號衰減時間有150μ S，所以一定會得到O.1V以上的模擬電壓信號)；如果采樣得到的電壓為0V，則表明接收管Tl開路(因為如果接收管Tl開路，信號衰減不到5μ S就完成，那么在20 μ S后采集到的模擬電壓信號就為0V)； 第二步，檢測發射管Dl是否開路將恒流源電路中的反饋電阻作為第二采樣電阻R3，單片機控制其輸出端口打開，從電阻R2的一端給恒流源電路加電，并延時ImS ;延時結束后，單片機對第二個信號采樣點B的電壓信號進行A/D采樣，并根據采樣結果進行判斷；如果采樣得到O. 6V左右(采用的第一、第二三極管的型號不同，得到的電壓值稍有不同)的電壓，則表明發射管Dl正常；如果采樣得到的電壓為0V，則表明發射管Dl開路。每次抄表前，先用上述檢測方法判斷紅外光電對管是否開路，然后再抄取電子讀數，這樣可以準確發現故障點，從而為電子讀數的糾錯提供信息。本專利技術結合說明書和附圖對實施例做了詳細的說明與描述，但是本領域技術人員應該理解，以上實施例僅為本專利技術的優選實施方案，詳盡的說明只是為了幫助讀者更好地理解本專利技術，而并非對本 專利技術保護范圍的限制，相反，任何基于本專利技術精神所作的任何改進或修飾都應當落在本專利技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種紅外光電對管開路故障在線檢測方法，包括如下步驟：第一步，檢測接收管是否開路：1）給接收管施加紅外光照或自然延時，使接收管的集電極與發射極之間的寄生電容充分放電；2）禁止給接收管光照，并延時10μS以上，延時后，單片機控制電源給接收管的集電極與地之間施加電壓，并延時10μS～20μS；3）延時后，單片機對連接在接收管的發射極與地之間的第一采樣電阻進行A/D采樣，并根據采樣結果進行判斷，如果采樣得到規定幅值以上的電壓，則表明接收管正常，如果采樣得到的電壓為0V，則表明接收管開路；第二步，檢測發射管是否開路：1）將發射管的正極接直流電源VCC，負極接恒流源電路的電源端；2）將恒流源電路中的反饋電阻作為第二采樣電阻，單片機輸出端口給恒流源電路的控制端口加電，并延時50μS以上；3）延時后，單片機對第二采樣電阻上的電壓進行A/D采樣，并根據采樣結果進行判斷，如果采樣得到設定幅值的電壓，則表明發射管正常，如果采樣得到的電壓為0V，則表明發射管開路。

【技術特征摘要】
1.一種紅外光電對管開路故障在線檢測方法，包括如下步驟第一步，檢測接收管是否開路1)給接收管施加紅外光照或自然延時，使接收管的集電極與發射極之間的寄生電容充分放電；2)禁止給接收管光照，并延時10yS以上，延時后，單片機控制電源給接收管的集電極與地之間施加電壓，并延時10μ S 20μ S ;3)延時后，單片機對連接在接收管的發射極與地之間的第一采樣電阻進行A/D采樣， 并根據采樣結果進行判斷，如果采樣得到規定幅值以上的電壓，則...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李毅，劉強，陳計信，向方云，魏慶華，
申請(專利權)人：重慶市智能水表有限責任公司，
類型：發明
國別省市：