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智能超声波水表的技术创新趋势

《北京遇到西雅图》成就了一段美好的爱情,而当时间数字转换器TDC-GP22遇到超低功耗ARM CortexM3 MCU又会产生怎样的火花呢?答案是:可成就传统机械水表向智能超声波水表技术的飞跃!模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)听得多了,时间数字转换器(TDC——Timer Digital Converter)是什么原理的器件?为什么是ARM CortexM3,而不是M0、M4还有,超声波水表这种创新产品形式是否到了大规模商用阶段呢?
好奇心总是会驱使我们去探索事物的本质,想知道智能超声波水表有何突破创新之处?TDC-GP22在其中起到何种关键作用,ARM CortexM3 MCU如何在超低功耗突破方面再助一臂之力?本文将介绍TDC-GP22在智能超声波水表中起到何种关键作用,ARM CortexM3 MCU如何在超低功耗突破方面再助一臂之力?

水表技术的创新发展是实现智能测量的重要武器

“当智能电表在电力系统中如火如荼地发展之时,水表也在朝向智能化、全电子的方向快速发展。这一方面因为全球水资源的短缺迫使政府重视节水和水量控制,另一方面也源于现代工业技术的发展成熟使得智能水表的实现成为可能。”世强先进公司华南区技术主管陈刚先生强调说,“能满足阶梯计价的智能式水表将会成为建设节水型社会一大利器!”

水表技术的创新发展是实现用水智能测量的重要武器。超声波水表是采用超声波时差原理,采用工业级电子元器件制造而成的全电子水表。利用一对超声波换能器相向交替(或同时)收发超声波,通过检测超声波在介质中的顺流和逆流传播时间差来间接测量流体的流速,再通过流速来计算流量的这种间接测量方法——超声波测量,使智能水表变为现实。

超声波时差法测量原理

与传统机械式水表相比较,精度高、可靠性好、量程比宽、寿命长、无活动部件、任意角度安装、更换非常灵活等都是超声波水表所具有的重要优势:

精度高:测量的分辨率高;

可靠性好:超声波回波测量稳定可靠;

量程比宽:始动流量非常小(2Lh),微小变化可以获知;

寿命长:尽管测量速度很快,但可以拥有非常长的使用寿命;

无活动部件:不影响流体特性,测量性能更加优越;

更换非常灵活:更换非常简单,无需断管网。

有研究数据显示,在欧洲以及世界一些地区:大口径工业水表和小口径民用水表,都已经开始朝超声波方向发展。欧洲一些著名的表计公司在欧洲的项目开发工作中已经开始或者已经量产,超声波水表潜力巨大(市场潜力:10Mio.年)。

在中国,超声波测量方式已经在热量表和流量计当中得到普遍的应用和验证。由于超声波方式的优势,以及测量超声波电路的不断发展和完善,智能水表也将向这种方式发展。国家住建部标准定额司相关单位委托行业领军企业牵头组织起草的“超声波水表”国家标准已经基本完成。

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