CN101377425A - 磁耦合光电位置检测自供电精确流量计 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁耦合光电位置检测自供电精确流量计，包括表体，所述表体内安装有计量旋转叶轮系统和光电检测密封仓，所述光电检测密封仓内、外安装有相互耦合的磁耦合体，所述计量旋转叶轮系统和磁耦合体连接；光电检测密封仓内设置有多个平行排列的转盘和光电接收发射电路板，转盘上标刻有计数显示数字，光电接收发射电路板沿转盘半径平行排列，所述光电接收发射电路板通过拨轮和转盘连接，光电接收发射电路板上设置有集成处理芯片和光信号发射接收器，所述集成处理芯片和光信号发射接收器连接，并连接有无线发射装置，所述转盘中心转轴和磁耦合体连接。它真正做到与机械流量表的同步和一致，误差小，无累积误差，安装使用可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁耦合光电位置检测自供电精确流量计。
背景技术
我们知道，传统的机械流量表是靠流体带动叶轮转动来达到计量的目的，由于其本身结构简单、造价低廉、耐用性强等特点，所以被广泛的采用，目前绝大多数的安装使用的都是这种传统流量表，如水表、燃气表、暖气等表。
随着社会的进步和发展，传统机械表已经远远不能满足现代化数字管理监控的具体需要。自建设部在其小康住宅标准中将“三表出户”作为一条新的要求提了出来之后，北京、深圳等城市的地方标准也相应提出:民用住宅中的“水、电、气三表应设在户外，方便抄表、避免扰民”。到目前为止，市场上出现的智能水表大致有以下几种:
1、一体化卡式表:我们称之为第一代智能型表，即预付费表，也称为IC卡智能表，随后又有射频卡表、TM卡表进入市场。此类一体化表的初衷是做到抄表不入户，让用户自行到银行或交费点预先购买所需用水吨数，然后再将用水吨数输入水表使阀门处于打开状态。但由于流量表与电表的最大区别是:电表本身和电线相连具有电能，而且电表在停电时可以不计数；而流量表在停电时仍需继续计数和保证使用，所以流量表需另外附加电源以保证计数的正确和使用的正常。一体化表普遍以电池为动力，但电池本身是不环保的并且使用寿命是难以保障的，水表和燃气表的安装大多在厨房、卫生间等湿度、温差相对比较大的地方，受其环境湿度、温差变化的影响，电池的寿命大大缩短。由于电池产生的故障使得一体化表不能正常工作，加上表是安装在用户室内的，不便故障的监控和排除，从而使得用户和管理部门的利益都遭受损失，更不要说计量数据的准确性。由于一体水表并没有做到建设部在其小康住宅标准中提出关于“三表出户”的要求，所以目前一体化表已经基本停止安装使用。
2、远传式智能表:我们称之为第二代智能型表，也可以称为网络型表。远传式智能表又大致分为无线连接和有线连接两种形式。远传式表的初衷是针对一代表没有做到真正意义上的抄表出户和实施监控所设计的。工作原理是采用霍尔元件或干簧管元件制作脉冲传感器，利用脉冲次数来计量流量，由于需要实时采集数据，对电能的依赖反而比第一代智能型水表更强，而电能问题依然不能有所突破，目前采用的比较安全的方法是蓄电池加外接电源充电，这样做的缺点是增加了成本和安装的复杂性，而由电池引起的一系列问题依然没有解决。这种采用霍尔元件或干簧管元件制作的脉冲传感器的智能型表在准确性方面也存在问题，采用这类传感器的智能型表的计量在长期使用中会有较大误差，尤其是感应一次，不管正转还是反转都增加一个计量单位。另外，不论是干簧管还是霍耳元件都需要一定磁感应强度才能准确动作，在临界状态下由于抖动(压力波动)会造成磁感应强度的变化，况且磁性元件都存在退磁现象，故有不稳定情况产生。在日常生活中，我们经常遇见水管剧烈抖动和发出声响的情况，也就是水锤现象。正是这种剧烈的抖动造成了干簧管簧片在很短时间里，频繁地吸合，发出大量的脉冲。由于此类抄表系统，都是读表发出的脉冲，脉冲在传输的过程中受到上述原因的干扰，导致读表错误。准确性对于实时监控是至关重要的，国家提倡建立高效节水节能型社会，加强对水资源和能源的管理，而实行阶梯式水价气价，对水表，气表及表管理系统的要求是非常严格地，目前的智能表均不能达到国家的标准严重阻碍了加速建立高效节水节能型社会的进程。
发明内容
本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种磁耦合光电位置检测自供电精确流量，它真正做到与机械流量表的同步和一致，误差小，无累积误差，安装使用可靠。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案:
本发明一种磁耦合光电位置检测自供电精确流量计，包括表体，所述表体内安装有计量旋转叶轮系统和光电检测密封仓，所述光电检测密封仓内、外安装有相互耦合的磁耦合体，所述计量旋转叶轮系统可以通过变向齿轮系统和光电检测密封仓外的磁耦合体连接；光电检测密封仓内设置有多个平行排列的转盘和光电接收发射电路板，转盘上标刻有计数显示的数字，光电接收发射电路板沿转盘半径平行排列，所述光电接收发射电路板通过拨轮和转盘连接，光电接收发射电路板上设置有集成处理芯片和光信号发射接收器，所述集成处理芯片和光信号发射接收器连接，并连接有无线发射装置，所述转盘中心转轴可以通过蜗轮、蜗杆装置和光电检测密封仓内的磁耦合体连接。
所述表体内设置有水力发电叶轮系统，所述水力发电叶轮系统连接发电机，所述发电机通过密封导线和光电检测密封仓内的光电接收发射电路板电连接为光电接收发射电路板提供电源；所述发动机连接电压检测及电容充电板，充电板上安装有发射天线和法拉电容。
作为一种革命性的发明创新，本发明首先是建立在传统机械流量式表可靠价廉和基本准确的优点之上，将机械表的数据用数字化方式同步记录和传输，并彻底摒弃了现有技术对电力的依赖，也就是说完全不用依赖外界电力做到数据的采集、存储和传输，使其不但保证了建设部在其小康住宅标准中提出关于“三表出户”的要求，还在安装、使用和维护方面达到了一个前所未有的新高度。具体优点有以下几点:
1、真正做到与机械流量表的同步和一致，误差±0.4m3，此误差只是指在分辨率上有±0.4m3，不会造成累计误差。也就是说只是在每次读表时在分辨率上有±0.4m3的误差，而不管是半年还是一年，此±0.4m3是不会累积的。更高的分辨率也能达到，但±0.4m3已满足要求。
2、真正摈弃了对外界电源的依赖，而采用自身利用流量发电的独特设计来完成数据的采集、存储和传输。
3、由于本发明是光电位置检测，而位置移动是靠流体驱动机械完成的并不需要电。所以可以说计量不用电。仅在数据更新需要存储和传输时才需电。这就意味着功耗小，长期待机时不用电(长期允许无电)。
4、用户用水用气用暖时靠流体驱动微小发电机(若干毫瓦级)给电容充电，到一定值时启动微电脑检测数据和无线发送。使用流体发电并不是新方法，但基与脉冲计数方式的智能型流量表是不能采用的，因为其监测脉冲计数时需要供电，即先供电监测脉冲计数才能累计计量。而本发明创造是计量不用电，等待电容充电，到一定值时启动微电脑检测数据和发送数据(后供电)。
上述全部功能和部件可以嵌入到计量表中，由于采用磁耦合，使光电位置检测部件和微电脑及其电路与流体隔离，可以封闭在一个空气或真空密封仓内，大大改善了光电位置检测的性能，形成了新的第三代智能型流量表。
本发明解决了智能型流量表在长期使用中的三大难题即“长期计量准确性、网络布线、供电”，其使用寿命基本上与机械流量表相同。
真正做到安装方便、使用和维护简单，达到了一个前所未有的新高度。安装方面，新表的大小和国家标准的机械表基本一致。并且智能型流量表本身不用布线。
使用方面，因摈弃了对电源的依赖，提高了使用的范围，故障率也相应大大降低。维护方面，标准化的设计和故障率的降低，使维护成本也大幅降低，因没有电池为动力所以达到环保要求。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明所述光电检测密封仓内的转盘和光电接收发射电路板安装结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种磁耦合光电位置检测自供电精确流量计，包括表体1，表体内箭头方向为水流的方向，所述表体内安装有计量旋转叶轮系统2和光电检测密封仓3，所述光电检测密封仓内、外安装有相互耦合的磁耦合体41、42，所述计量旋转叶轮系统可以通过变向齿轮系统5和光电检测密封仓外的磁耦合体连接；如图2所示，光电检测密封仓内设置有多个平行排列的转盘6和光电接收发射电路板7，转盘上标刻有计数显示的数字8，光电接收发射电路板沿转盘半径平行排列，所述光电接收发射电路板通过拨轮9和转盘连接，光电接收发射电路板上设置有集成处理芯片和光信号发射接收器，所述集成处理芯片和光信号发射接收器连接，并连接有无线发射装置，所述转盘中心转轴可以通过蜗轮、蜗杆装置10和光电检测密封仓内的磁耦合体连接。
所述表体内设置有水力发电叶轮系统11，所述水力发电叶轮系统连接发电机12，所述发电机通过密封导线13和光电检测密封仓内的光电接收发射电路板电连接为光电接收发射电路板提供电源；所述发电机连接电压检测及电容充电板14，充电板上安装有发射天线15和法拉电容16。
作为一种革命性的发明创新，本发明首先是建立在传统机械流量式表可靠价廉和基本准确的优点之上，将机械表的数据用数字化方式同步记录和传输，并彻底摒弃了现有技术对电力的依赖，也就是说完全不用依赖外界电力做到数据的采集、存储和传输，使其不但保证了建设部在其小康住宅标准中提出关于“三表出户”的要求，还在安装、使用和维护方面达到了一个前所未有的新高度。具体优点有以下几点:
1、真正做到与机械流量表的同步和一致，误差±0.4m3，此误差只是指在分辨率上有±0.4m3，不会造成累计误差。也就是说只是在每次读表时在分辨率上有±0.4m3的误差，而不管是半年还是一年，此±0.4m3是不会累积的。更高的分辨率也能达到，但±0.4m3已满足要求。
2、真正摈弃了对外界电源的依赖，而采用自身利用流量发电的独特设计来完成数据的采集、存储和传输。
3、由于本发明是光电位置检测，而位置移动是靠流体驱动机械完成的并不需要电。所以可以说计量不用电。仅在数据更新需要存储和传输时才需电。这就意味着功耗小，长期待机时不用电(长期允许无电)。
4、用户用水用气用暖时靠流体驱动微小发电机(若干毫瓦级)给电容充电，到一定值时启动微电脑检测数据和无线发送。使用流体发电并不是新方法，但基与脉冲计数方式的智能型流量表是不能采用的，因为其监测脉冲计数时需要供电，即先供电监测脉冲计数才能累计计量。而本发明创造是计量不用电，等待电容充电，到一定值时启动微电脑检测数据和发送数据(后供电)。
上述全部功能和部件可以嵌入到计量表中，由于采用磁耦合，使光电位置检测部件和微电脑及其电路与流体隔离，可以封闭在一个空气或真空密封仓内，大大改善了光电位置的性能，形成新一代智能型流量表，称为第三代智能型流量表。
本发明解决了智能型流量表在长期使用中的三大难题即“长期计量准确性、网络布线、供电”，其使用寿命基本上与机械流量表相同。
真正做到安装方便，使用和维护简单，达到了一个前所未有的新高度。安装方面，新表的大小和国家标准的机械表基本一致。并且智能型流量表本身不用布线。
使用方面，因摈弃了对电源的依赖，提高了使用的范围，故障率也相应降低。维护方面，标准化的设计和故障率的降低，使维护成本也大幅降低，因没有电池为动力所以达到环保要求。
实际检测数据(m3)
| 机械数据 | 0788.0 | 0788.1 | 0788.2 | 0788.3 | 0788.4 |
| 本发明检测数据 | 0788.3 | 0788.3 | 0788.3 | 0788.3 | 0788.5 |
| 机械数据 | 0888.5 | 0888.6 | 0888.7 | 0888.8 | 0888.9 |
| 本发明检测数据 | 0889.5 | 0889.5 | 0889.9 | 0889.9 | 0889.9 |
| 机械数据 | 0989.0 | 0989.1 | 0989.2 | 0989.3 | 0989.4 |
| 本发明检测数据 | 0989.2 | 0989.2 | 0989.2 | 0989.2 | 0989.5 |
| 机械数据 | 0989.5 | 0989.6 | 0989.7 | 0989.8 | 0989.9 |
| 电子数据 | 0989.5 | 0989.5 | 0989.9 | 0989.9 | 0989.9 |
| 机械数据 | 0995.0 | 0995.1 | 0995.2 | 0995.3 | 0995.4 |
| 本发明检测数据 | 0995.3 | 0995.3 | 0995.3 | 0995.3 | 0995.5 |
| 机械数据 | 0995.5 | 0995.6 | 0995.7 | 0995.8 | 0995.9 |
| 本发明检测数据 | 0995.5 | 0995.5 | 0995.9 | 0995.9 | 0995.9 |
| 机械数据 | 0000.2 | 0000.4 | 0000.6 | 0000.7 | 0000.9 |
| 本发明检测数据 | 0000.2 | 0000.5 | 0000.5 | 0000.7 | 0000.9 |
由上表可以看出，本发明实际检测数据与机械数据误差很小。
本发明不局限于上述最佳实施例，任何单位或个人，在本发明的启示下，得出其他任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明保护范围之内。
Claims (4)
1、一种磁耦合光电位置检测自供电精确流量计，包括表体，其特征在于:所述表体内安装有计量旋转叶轮系统和光电检测密封仓，所述光电检测密封仓内、外安装有相互耦合的磁耦合体，所述计量旋转叶轮系统和光电检测密封仓外的磁耦合体连接；光电检测密封仓内设置有多个平行排列的转盘和光电接收发射电路板，转盘上标刻有计数显示的数字，光电接收发射电路板沿转盘半径平行排列，所述光电接收发射电路板通过拨轮和转盘连接，光电接收发射电路板上设置有集成处理芯片和光信号发射接收器，所述集成处理芯片和光信号发射接收器连接，并连接有无线发射装置，所述转盘中心转轴和光电检测密封仓内的磁耦合体连接。
2、如权利要求1所述的磁耦合光电位置检测自供电精确流量计，其特征在于:所述表体内设置有水力发电叶轮系统，所述水力发电叶轮系统连接发电机，所述发电机通过密封导线和光电检测密封仓内的光电接收发射电路板电连接为光电接收发射电路板提供电源；所述发动机连接电压检测及电容充电板，充电板上安装有发射天线和法拉电容。
3、如权利要求1或2所述的磁耦合光电位置检测自供电精确流量计，其特征在于:所述计量旋转叶轮系统通过变向齿轮系统和光电检测密封仓外的磁耦合体连接.
4、如权利要求1或2所述的磁耦合光电位置检测自供电精确流量计，其特征在于:所述转盘中心转轴通过蜗轮、蜗杆装置和光电检测密封仓内的磁耦合体连接。
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| CNA2007101883878A CN101377425A (zh) | 2007-11-21 | 2007-11-21 | 磁耦合光电位置检测自供电精确流量计 |
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| CNA2007101883878A CN101377425A (zh) | 2007-11-21 | 2007-11-21 | 磁耦合光电位置检测自供电精确流量计 |
Publications (1)
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| CN101377425A true CN101377425A (zh) | 2009-03-04 |
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Family Applications (1)
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| CNA2007101883878A Pending CN101377425A (zh) | 2007-11-21 | 2007-11-21 | 磁耦合光电位置检测自供电精确流量计 |
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2007
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