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1、(10)申请公布号 CN 103557910 A (43)申请公布日 2014.02.05 CN 103557910 A (21)申请号 201310511081.7 (22)申请日 2013.10.26 G01F 25/00(2006.01) G01R 31/28(2006.01) (71)申请人 新天科技股份有限公司 地址 450001 河南省郑州市高新区国槐街 19 号 (72)发明人 费战波 刘胜利 董意德 杨昆峰 王海港 (54) 发明名称 智能水表自动化检测装置和检测方法 (57) 摘要 本发明公开了一种智能水表自动化检测装置 和检测方法。该检测装置包括柜体、 面板， 柜体 上设置。
2、有面板， 面板上设置有多个测试工位， 每 个工位上设置一个电路板， 电路板上设置有显示 屏、 LED 指示灯、 工装线圈、 电磁铁、 射频卡、 接线 端子。该检测方法的流程包括 ： 电压自检、 夹表 检测、 上电电流检测、 功耗检测、 关阀测试、 读卡测 试、 开阀测试、 采样测试、 低压关阀测试、 循环检 测、 下表检测。 本发明智能水表自动化检测装置和 检测方法能够高效、 可靠地检测水表电路板的性 能， 所有检测步骤实现自动化测试， 节省了人力资 源， 提高了效率。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明。
3、专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103557910 A CN 103557910 A 1/2 页 2 1. 智能水表自动化检测装置， 包括柜体、 面板， 其特征在于 ： 柜体上设置有面板， 面板 上设置有多个测试工位， 每个工位上设置一个电路板， 电路板上设置有显示屏、 LED 指示灯、 工装线圈、 电磁铁、 射频卡、 接线端子。 所述工装线圈、 电磁铁、 射频卡由内向外重叠排列 ； 所 述智能水表自动化检测装置采用隔离的交流220V供电， 通过M-BUS接口与按键板进行数据 通信， 通过接线端子与被测水表连接。 2. 根据权利要求 1 所述的智能水表。
4、自动化检测装置， 其特征在于 ： 所述智能水表自动 化检测装置的硬件电路包括微处理器、 电源电路、 读写卡电路、 M-BUS 电路、 阀门状态检测电 路、 脉冲采样电路、 触发线圈电路、 电压输出电路、 电流测量电路、 显示电路。所述电源电路 给整个电路供电 ； 所述读写卡电路通过端口 PWM、 RFDATA、 XQConter 与微处理器引脚 P1.3、 P1.4、 P3.1 分别连接 ； 所述 M-BUS 电路用半双工串口方式与微处理器连接 ； 所述阀门状态 检测电路通过端口 FMON、 FMOFF 与微处理器引脚 P2.5、 P2.6 分别连接 ； 所述脉冲采样电 路通过端口 TXS1、。
5、 TXS2、 S1、 S2、 GNDmeter 与微处理器引脚 P5.6、 P5.7 和扩展串口 TXD1、 RXD1 分别连接 ； 所述触发线圈电路通过端口 JDQKZ 与微处理器引脚 P1.0 连接 ； 所述电压 输出电路通过端口 VREST、 DAOUT 与微处理器引脚 P6.2、 P6.6 分别连接 ； 所述电流测量电 路通过端口 ITEST0、 ITEST1、 ITEST2 与微处理器引脚 P6.3、 P6.4、 P6.5 分别连接 ； 所述显 示电路包括液晶屏显示电路和 LED 指示灯显示电路， 液晶屏显示电路采用并行连接方式， LCD-RST、 LCD-CS、 数据 / 命令端口。
6、、 写端口、 读端口与微处理器的引脚 P5.0P5.4 分别连 接， LCD-D7LCD-D0 端口与微处理器的引脚 P4.0P4.7 分别连接， LCD-BK 端口与微处理 器引脚 P3.3 连接， LED 指示灯显示电路通过端口 LED1、 LED2 与微处理器引脚 P3.0、 P3.2 分 别连接。 3. 根据权利要求 1 和权利要求 2 所述的智能水表自动化检测装置， 其特征在于 ： 所述 微处理器的型号是 16 位的 MSP430F2618。 4. 智能水表自动化检测方法， 其特征在于包括以下步骤 ： 第一步 ： 电压自检， 老化台初始化后输出 3.6V 电压， 实际输出电压与理论输。
7、出电压差 值范围为 0.1V， 则自检合格 ； 第二步 ： 3.6V夹表检测， 每间隔500ms采样一次电流， 如果采样到电流值为0uA， 则没有 夹表 ； 如果电流值在上电电流正常范围1-8mA之内， 则开始进行20次周期为50ms的电流采 样， 电流在 1-10mA 范围内采样到的次数不少于 15 次， 则夹表正常 ； 第三步 ： 3.6V 上电电流检测， 测得电流在 1-8mA 范围内则合格 ； 第四步 ： 3.6V 功耗检测， 测得静态功耗电流在 3-20uA 范围内则合格 ； 第五步 ： 3.6V 清无电 ； 第六步 ： 3.6V 关阀测试， 进行 5 次周期为 2s 的阀门状态检测。
8、， 当检测到阀门线两端的 电平与正常关阀电平一致且水表电路板电流在 40-60mA 范围内， 则认为是一次有效关阀检 测， 若有效关阀检测不少于 2 次， 则关阀正常 ； 第七步 ： 3.6V 读卡测试， 老化台向检查卡中写入剩余量为 21845， 再读取检查卡中剩余 量， 若读取到的剩余量数据不是 21845， 且读卡电流在 1-8mA 范围内则水表读卡正常 ； 第八步 ： 3.6V 开阀测试， 进行 5 次周期为 2s 的开阀状态检测， 当检测到阀门线两端的 电平与正常开阀电平一致且水表电路板电流在 40-60mA 范围内， 则认为是一次有效开阀检 测， 若有效开阀检测不少于 3 次， 则。
9、开阀正常 ； 权 利 要 求 书 CN 103557910 A 2 2/2 页 3 第九步 ： 3.6V 采样测试， 检测老化台读到的输出采样脉冲前和输出采样脉冲后检查卡 剩余量差值是否为 1， 如果是则采样正常 ； 第十步 ： 1.9V 低压关阀测试， 调整电压到 1.9V 进行 5 次周期为 2s 的关阀状态检测， 当 检测到阀门线两端的电平与正常关阀电平一致且水表电路板电流在 20-35mA 范围内， 则认 为是一次有效关阀检测， 若检测有效关阀次数不少于 2 次， 则低压关阀正常 ； 第十一步 ： 2.5V 清无电 ； 第十二步 ： 2.5V 关阀测试， 关阀电流在 25-50mA 范。
10、围内 ； 第十三步 ： 2.5V 读卡测试， 读卡电流在 1-8mA 范围内 ； 第十四步 ： 2.5V 开阀测试， 开阀电流在 25-50mA 范围内 ； 第十五步 ： 2.5V 采样测试 ； 第十六步 ： 4.5V 读卡测试， 读卡电流在 1-8mA 范围内 ； 第十七步 ： 4.5V 开阀测试， 开阀电流在 45-70mA 范围内 ； 第十八步 ： 4.5V 采样测试 ； 第十九步 ： 循环检测， 第一轮检测完成后合格， 若此时没有下表， 则自动开始新一轮的 检测， 以此循环直到检测到下表 ； 第二十步 ： 下表检测， 判断水表电路板电流， 若大于 0uA， 则没有下表并关闭电压输出， 。
11、以此循环直到检测电流为 0uA， 则认为已经下表。 权 利 要 求 书 CN 103557910 A 3 1/5 页 4 智能水表自动化检测装置和检测方法 技术领域 0001 本发明涉及一种检测装置和检测方法， 具体是涉及一种智能水表自动化检测装置 和检测方法。 背景技术 0002 随着电子技术的发展， 电子产品的集成化程度越来越高， 工序越来越多， 制造工艺 越来越复杂， 这样在制造过程中就会产生潜伏缺陷。 对一个好的产品， 不但要求有较高的性 能指标， 还要有较高的稳定性。 目前， 国内外普遍采用智能检测装置来提高电子产品的可靠 性和稳定性， 保证出厂的产品经得起时间的检验。智能水表检测装。
12、置可以检验水表产品的 性能品质， 防止不合格的水表产品进入市场。 但是在现有技术中， 智能水表产品根据检测内 容不同需要将检测点分布在流水线的不同环节中， 需要较多的检测设备和人员， 同时测试 过程需要较长时间等待， 浪费人工资源， 生产效率低下。 发明内容 0003 本发明的目的在于克服现有的智能水表在生产过程中检测环节分散、 浪费资源和 人力、 生产效率低下的问题， 设计了智能水表自动化检测装置和检测方法。 0004 本发明的目的通过下述技术方案实现 ： 智能水表自动化检测装置， 包括柜体、 面板， 其特征在于 ： 柜体上设置有面板， 面板上设 置有多个测试工位， 每个工位上设置一个电路板。
13、， 电路板上设置有显示屏、 LED 指示灯、 工装 线圈、 电磁铁、 射频卡、 接线端子。所述工装线圈、 电磁铁、 射频卡由内向外重叠排列 ； 所述 智能水表自动化检测装置采用隔离的交流220V供电， 通过M-BUS接口与按键板进行数据通 信， 通过接线端子与被测水表连接。 0005 进一步地， 所述智能水表自动化检测装置的硬件电路包括微处理器、 电源电路、 读 写卡电路、 M-BUS 电路、 阀门状态检测电路、 脉冲采样电路、 触发线圈电路、 电压输出电路、 电流测量电路、 显示电路。所述电源电路给整个电路供电 ； 所述读写卡电路通过端口 PWM、 RFDATA、 XQConter 与微处理。
14、器引脚 P1.3、 P1.4、 P3.1 分别连接 ； 所述 M-BUS 电路用半双工 串口方式与微处理器连接 ； 所述阀门状态检测电路通过端口 FMON、 FMOFF 与微处理器引脚 P2.5、 P2.6 分别连接 ； 所述脉冲采样电路通过端口 TXS1、 TXS2、 S1、 S2、 GNDmeter 与微处理 器引脚 P5.6、 P5.7 和扩展串口 TXD1、 RXD1 分别连接 ； 所述触发线圈电路通过端口 JDQKZ 与 微处理器引脚 P1.0 连接 ； 所述电压输出电路通过端口 VREST、 DAOUT 与微处理器引脚 P6.2、 P6.6分别连接 ； 所述电流测量电路通过端口IT。
15、EST0、 ITEST1、 ITEST2与微处理器引脚P6.3、 P6.4、 P6.5 分别连接 ； 所述显示电路包括液晶屏显示电路和 LED 指示灯显示电路， 液晶屏显 示电路采用并行连接方式， LCD-RST、 LCD-CS、 数据 / 命令端口、 写端口、 读端口与微处理器 的引脚 P5.0P5.4 分别连接， LCD-D7LCD-D0 端口与微处理器的引脚 P4.0P4.7 分别连 接， LCD-BK 端口与微处理器引脚 P3.3 连接， LED 指示灯显示电路通过端口 LED1、 LED2 与微 处理器引脚 P3.0、 P3.2 分别连接。 说 明 书 CN 103557910 A 。
16、4 2/5 页 5 0006 进一步地， 所述微处理器的型号是 16 位的 MSP430F2618。 0007 智能水表自动化检测方法， 其特征在于包括以下步骤 ： 第一步 ： 电压自检， 老化台初始化后输出 3.6V 电压， 实际输出电压与理论输出电压差 值范围为 0.1V， 则自检合格 ； 第二步 ： 3.6V夹表检测， 每间隔500ms采样一次电流， 如果采样到电流值为0uA， 则没有 夹表 ； 如果电流值在上电电流正常范围1-8mA之内， 则开始进行20次周期为50ms的电流采 样， 电流在 1-10mA 范围内采样到的次数不少于 15 次， 则夹表正常 ； 第三步 ： 3.6V 上电。
17、电流检测， 测得电流在 1-8mA 范围内则合格 ； 第四步 ： 3.6V 功耗检测， 测得静态功耗电流在 3-20uA 范围内则合格 ； 第五步 ： 3.6V 清无电 ； 第六步 ： 3.6V 关阀测试， 进行 5 次周期为 2s 的阀门状态检测， 当检测到阀门线两端的 电平与正常关阀电平一致且水表电路板电流在 40-60mA 范围内， 则认为是一次有效关阀检 测， 若有效关阀检测不少于 2 次， 则关阀正常 ； 第七步 ： 3.6V 读卡测试， 老化台向检查卡中写入剩余量为 21845， 再读取检查卡中剩余 量， 若读取到的剩余量数据不是 21845， 且读卡电流在 1-8mA 范围内则水。
18、表读卡正常 ； 第八步 ： 3.6V 开阀测试， 进行 5 次周期为 2s 的开阀状态检测， 当检测到阀门线两端的 电平与正常开阀电平一致且水表电路板电流在 40-60mA 范围内， 则认为是一次有效开阀检 测， 若有效开阀检测不少于 3 次， 则开阀正常 ； 第九步 ： 3.6V 采样测试， 检测老化台读到的输出采样脉冲前和输出采样脉冲后检查卡 剩余量差值是否为 1， 如果是则采样正常 ； 第十步 ： 1.9V 低压关阀测试， 调整电压到 1.9V 进行 5 次周期为 2s 的关阀状态检测， 当 检测到阀门线两端的电平与正常关阀电平一致且水表电路板电流在 20-35mA 范围内， 则认 为是。
19、一次有效关阀检测， 若检测有效关阀次数不少于 2 次， 则低压关阀正常 ； 第十一步 ： 2.5V 清无电 ； 第十二步 ： 2.5V 关阀测试， 关阀电流在 25-50mA 范围内 ； 第十三步 ： 2.5V 读卡测试， 读卡电流在 1-8mA 范围内 ； 第十四步 ： 2.5V 开阀测试， 开阀电流在 25-50mA 范围内 ； 第十五步 ： 2.5V 采样测试 ； 第十六步 ： 4.5V 读卡测试， 读卡电流在 1-8mA 范围内 ； 第十七步 ： 4.5V 开阀测试， 开阀电流在 45-70mA 范围内 ； 第十八步 ： 4.5V 采样测试 ； 第十九步 ： 循环检测， 第一轮检测完成。
20、后合格， 若此时没有下表， 则自动开始新一轮的 检测， 以此循环直到检测到下表 ； 第二十步 ： 下表检测， 判断水表电路板电流， 若大于 0uA， 则没有下表并关闭电压输出， 以此循环直到检测电流为 0uA， 则认为已经下表。 0008 本发明的有益效果 ： 本发明智能水表自动化检测装置和检测方法能够高效、 可靠 的检测水表电路板的性能， 所有检测步骤实现自动化测试， 生产工人只需在夹表时查看水 表液晶是否全显， 下表时查看绿色指示灯是否点亮， 来判断电路板是否合格， 节省了人力成 本， 提高效率， 创造效益。 说 明 书 CN 103557910 A 5 3/5 页 6 附图说明 0009。
21、 图 1 是本发明智能水表自动化检测装置的平面图。 0010 图 2 是本发明智能水表自动化检测装置的硬件框图。 0011 图 3 是本发明智能水表自动化检测方法的流程框图。 具体实施方式 0012 下面结合具体实施方式和附图说明对本发明的技术方案作进一步详细的描述。 0013 如图 1 所示， 本发明智能水表自动化检测装置， 包括柜体 8 和面板 5， 其中， 柜体 8 上设置有面板 5， 面板 5 上设置有多个测试工位， 每个工位上设置一个电路板， 电路板上设 置有显示屏 1、 LED 指示灯 6、 电磁铁 2、 工装线圈 3、 射频卡 4、 接线端子 7 ； 所述智能水表自 动化检测装置。
22、采用隔离的交流 220V 供电， 通过电源线接线端子 7 向水表电路板提供 1.9V、 2.5V、 3.6V、 4.5V 的电压输出 ； 所述智能水表自动化检测装置通过 M-BUS 接口与按键板进 行数据通信， 主要用于改变检测表板的型号 ； 所述智能水表自动化检测装置通过接线端子 7 与被测水表的采样线、 电源线、 阀门线连接， 实现电压自检、 夹表检测、 上电电流检测、 功 耗检测、 关阀测试、 读卡测试、 开阀测试、 采样测试、 低压关阀测试、 循环检测、 下表检测等功 能 ； 所述智能水表自动化检测装置采用 LCD160*160 型点阵型液晶显示屏 1 与红绿指示灯 6 配合的方式作为。
23、系统的显示部分， 这种显示方式可直观地显示出水表电路板在检测过程中 的状态信息。 0014 如图 2 所示， 所述智能水表自动化检测装置的硬件电路包括微处理器、 电源电路、 读写卡电路、 M-BUS 电路、 阀门状态检测电路、 脉冲采样电路、 触发线圈电路、 电压输出电路、 电流测量电路、 显示电路。所述微处理器的型号是 16 位的 MSP430F2618， 具有双串口， 带 有片内 12 位 ADC 和 12 位 DAC 以满足产品模数转换和数模转换的需要 ； 所述电源电路采用 隔离交流 220V， 经降压、 整流后输出 17V 直流电为系统供电， LM7812 输出 12V 为系统供电， 。
24、MC33063 提供 -12V 输出， LM2575-3.3 提供 +3.3V 电压， 正、 -12V 电压用来为 OP07 提供正负 电压， +12V 为触发线圈供电， 3.3V 为微处理器供电 ； 所述读写卡电路通过端口 PWM、 RFDATA、 XQConter 与微处理器引脚 P1.3、 P1.4、 P3.1 分别连接， 可对检查卡进行数据写入和读出 ； 所 述 M-BUS 电路用半双工串口方式与微处理器连接 ； 所述阀门状态检测电路通过端口 FMON、 FMOFF 与微处理器引脚 P2.5、 P2.6 分别连接， 在阀门动作时可以从 FMON 和 FMOFF 两个端口 读取阀门线两端。
25、的电平 ； 所述脉冲采样电路通过端口 TXS1、 TXS2、 S1、 S2、 GNDmeter 与微处 理器引脚P5.6、 P5.7和扩展串口TXD1、 RXD1分别连接， 通过光耦为被测水表提供采样脉冲， 通断时间根据水表电路板采样信号的占空比和采样周期来确定 ； 所述触发线圈电路通过端 口JDQKZ与微处理器引脚P1.0连接， 利用线圈的磁效应对触发线圈通电产生磁场触发干簧 管吸合， 从而触发被测水表读卡， 硬件方面通过三极管控制线圈通断电 ； 所述电压输出电路 通过端口 VREST、 DAOUT 与微处理器引脚 P6.2、 P6.6 分别连接， 微处理器内部 12 位 DAC 产 生电压。
26、信号， 后跟运算放大器， 输出带功率放大器， 输出级通过电阻分压后跟随器输入处理 器内部 ADC， 可输出 1.9V、 2.5V、 3.6V、 4.5V， 提供最大 500mA 的电流 ； 所述电流测量电路通 过端口 ITEST0、 ITEST1、 ITEST2 与微处理器引脚 P6.3、 P6.4、 P6.5 分别连接， 采用精密电阻 采样所测电路板的功耗电流， 通过 OP07 对采样电流进行放大后送入处理器的 12 位 AD ； 所 说 明 书 CN 103557910 A 6 4/5 页 7 述显示电路包括液晶屏显示电路和 LED 指示灯显示电路， 液晶屏显示电路采用并行连接方 式， L。
27、CD-RST、 LCD-CS、 数据 / 命令端口、 写端口、 读端口与微处理器的引脚 P5.0P5.4 分别 连接， LCD-D7LCD-D0 端口与微处理器的引脚 P4.0P4.7 分别连接， LCD-BK 端口与微处 理器引脚 P3.3 连接， LED 指示灯显示电路通过端口 LED1、 LED2 与微处理器引脚 P3.0、 P3.2 分别连接。 0015 如图 3 所示， 本发明智能水表自动化检测方法如下 ： 第一步 ： 电压自检， 老化台初始化后输出 3.6V 电压， 实际输出电压与理论输出电压差 值范围为 0.1V， 则自检合格 ； 第二步 ： 3.6V夹表检测， 每间隔500ms。
28、采样一次电流， 如果采样到电流值为0uA， 则没有 夹表 ； 如果电流值在上电电流正常范围1-8mA之内， 则开始进行20次周期为50ms的电流采 样， 电流在 1-10mA 范围内采样到的次数不少于 15 次， 则夹表正常 ； 第三步 ： 3.6V 上电电流检测， 测得电流在 1-8mA 范围内则合格 ； 第四步 ： 3.6V 功耗检测， 测得静态功耗电流在 3-20uA 范围内则合格 ； 第五步 ： 3.6V 清无电 ； 第六步 ： 3.6V 关阀测试， 进行 5 次周期为 2s 的阀门状态检测， 当检测到阀门线两端的 电平与正常关阀电平一致且水表电路板电流在 40-60mA 范围内， 则。
29、认为是一次有效关阀检 测， 若有效关阀检测不少于 2 次， 则关阀正常 ； 第七步 ： 3.6V 读卡测试， 老化台向检查卡中写入剩余量为 21845， 再读取检查卡中剩余 量， 若读取到的剩余量数据不是 21845， 且读卡电流在 1-8mA 范围内则水表读卡正常 ； 第八步 ： 3.6V 开阀测试， 进行 5 次周期为 2s 的开阀状态检测， 当检测到阀门线两端的 电平与正常开阀电平一致且水表电路板电流在 40-60mA 范围内， 则认为是一次有效开阀检 测， 若有效开阀检测不少于 3 次， 则开阀正常 ； 第九步 ： 3.6V 采样测试， 检测老化台读到的输出采样脉冲前和输出采样脉冲后检。
30、查卡 剩余量差值是否为 1， 如果是则采样正常 ； 第十步 ： 1.9V 低压关阀测试， 调整电压到 1.9V 进行 5 次周期为 2s 的关阀状态检测， 当 检测到阀门线两端的电平与正常关阀电平一致且水表电路板电流在 20-35mA 范围内， 则认 为是一次有效关阀检测， 若检测有效关阀次数不少于 2 次， 则低压关阀正常 ； 第十一步 ： 2.5V 清无电 ； 第十二步 ： 2.5V 关阀测试， 关阀电流在 25-50mA 范围内 ； 第十三步 ： 2.5V 读卡测试， 读卡电流在 1-8mA 范围内 ； 第十四步 ： 2.5V 开阀测试， 开阀电流在 25-50mA 范围内 ； 第十五步。
31、 ： 2.5V 采样测试 ； 第十六步 ： 4.5V 读卡测试， 读卡电流在 1-8mA 范围内 ； 第十七步 ： 4.5V 开阀测试， 开阀电流在 45-70mA 范围内 ； 第十八步 ： 4.5V 采样测试 ； 第十九步 ： 循环检测， 第一轮检测完成后合格， 若此时没有下表， 则自动开始新一轮的 检测， 以此循环直到检测到下表 ； 第二十步 ： 下表检测， 判断水表电路板电流， 若大于 0uA， 则没有下表并关闭电压输出， 以此循环直到检测电流为 0uA， 则认为已经下表 ； 另外有报警处理和采样处理功能。 说 明 书 CN 103557910 A 7 5/5 页 8 0016 所述智能。
32、水表自动化检测装置在检测过程中液晶屏显示如下 ： (1) 固定显示输出的电压、 电流、 水表电路板已检测的时间 ； (2) 等待夹表时显示 “未夹表” ； (3) 正常检表时过程中显示 “正在 XX 测试” ； (4) 报警状态时显示报警时的电压、 电流和故障项 ； (5) 上电电流异常时显示 “上电电流异常” ； (6) 静态电流异常时显示 “静态电流异常” ； (7) 关阀故障时显示 “关阀故障” ； (8) 开阀故障时显示 “开阀故障” ； (9) 读卡故障时显示 “读卡故障” ； (10) 采样故障时显示 “采样故障” ； (11) 低压关阀故障时显示 “低压关阀故障” ； (12) 工装读卡故障时显示 “工装读卡故障” ； (13) 电压输出故障时显示 “电压输出故障” 。 0017 所述智能水表自动化检测装置在检测过程中 LED 指示灯显示如下 ： (1) 正常检测且合格时， 绿灯亮， 红灯灭 ； (2) 故障报警时红灯亮， 绿灯灭。 说 明 书 CN 103557910 A 8 1/2 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103557910 A 9 2/2 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 103557910 A 10 。