CN102607661B - 湿式水表电子直读计数器 - Google Patents

Abstract

一种湿式水表电子直读计数器，包括：若干读数字轮、与读数字轮相对应的多个进位耦合轮，其特征在于：所述表头座的字轮盒体内设有互为密闭的字轮腔和供线路板安装的腔体及腔槽；若干读数字轮以同轴线分段间隔安装在字轮腔内；各读数字轮两侧轴芯部位分别设有永久磁铁和磁屏蔽板；各读数字轮间分别设有与读数字轮轴芯永久磁铁同轴线相对应的磁感应角度传感器。本发明有益效果是：可实现读数字轮360度全圆周测量，测量分辨率取决于模数转换的实际精度，读数准确、稳定；字轮逢“9”进“0”低位向高位进位读数，有足够多的可供参考的信息，不可能出现重码、误码；电子元器件的大幅度减少，大大降低了产品故障风险。防水等级可达到IP68。

Description

湿式水表电子直读计数器

技术领域

本发明涉及的水表，尤其是一种湿式水表电子直读计数器。

背景技术

目前，在传统机械式湿式水表中主要采用光电编码技术来采集字轮编码信息以实现齿轮传动累加计数器电子直读的方式居多，如中国发明专利200810121211.5《液封电子直读水表》，这类水表的计数器归纳起来主要在以下几方面仍存在缺陷：

一、受局限的计数器尺寸大小与有限的字轮编码的矛盾，有限的编码资源无法对字轮位置精准定位，导致字轮在逢“9”进“0”位时由于必要的信息量不足而造成进位判断出现读数误码；即使在计数器几何尺寸许可的条件下，可通过增加光电对管数量来提高字轮定位精度(编码数据增加)，但同时却带来制造成本的提升，且电子元器件的增多也加大产品故障风险，从而影响了传统机械式湿式电子直读水表的推广与应用。

二、在湿式水表采用光电编码技术来采集字轮编码信息以实现计数器电子远传直读时，光通路穿过可能存在气泡(生产、运输、储存及使用过程都可能引发)的液封介质时，光的反射与折射引起读数误码等故障不可避免，这种对生产及使用过程的过高要求，很难在实践中大规模投入生产和应用。

三、我国北方地区为了水表防冻，多数安置于居民户内或水表井中，雨季积水对水表井中水表尤其是电子水表防水等级要求较高，而湿式光电直读水表为了便于维护往往不灌胶，因此很难达到相应的防水等级，况且目前的灌封填充剂在常温下极易氧化变为浑浊不透明，不适宜于光电检测环境下应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提出一种能满足电子读数准确稳定、生产加工装配简单、电子模块免维护防水灌封、出厂一致性检测容易实施标准化操作的湿式水表电子直读计数器。

本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决。

这种湿式水表电子直读计数器，包括：由面板、面板玻璃、压圈、面板密封圈、字轮盒体和液封盖板构成的表头座；所述表头座的字轮盒体内设有同轴线安装的若干读数字轮和与各读数字轮配合的各进位耦合轮，各进位耦合轮通过与读数字轮轴线平行的轮轴安装在读数字轮圆周边沿，耦合各相邻的读数字轮；与最左端读数字轮连接的驱动轴通过轴密封圈安装在字轮盒体内并向外突出，驱动轴的伸出端装有驱动轮；所述读数字轮的一侧环形圆周面上均布20个进位从动齿，读数字轮另一侧环形圆周面适当位置上设置2个进位主动齿，读数字轮环形圆柱面上顺序均布可供人工读数用的0～9十个数字；

这种湿式水表电子直读计数器的特点是：

所述表头座的字轮盒体内设有互为密闭的字轮腔和供线路板安装的腔体及腔槽；

所述若干读数字轮以同轴线分段间隔安装在字轮腔内的字轮安装座上；

所述读数字轮和字轮盒体均由非导磁材料注塑成型；

所述各读数字轮一侧轴芯部位均设有永久磁铁，对应于永久磁铁另一侧各读数字轮之轴芯部位均设有磁屏蔽板，磁屏蔽板用于阻断相邻永久磁铁对磁感应角度传感器的影响；

所述腔槽内装有与各读数字轮轴芯永久磁铁同轴线相对应的磁感应角度传感器；

所述磁感应角度传感器焊装在传感器装配线路板上；

所述传感器装配线路板两两平行，分别垂直间隔安装在主线路板上；

所述主线路板安装在腔体内，与主线路板连接的通讯线从表头座引出。

本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。

所述各读数字轮进位主动齿侧轴芯部位均设有永久磁铁，各读数字轮进位从动齿侧轴芯部位均设有与永久磁铁相应的磁屏蔽板。

所述各读数字轮进位从动齿侧轴芯部位均设有永久磁铁，各读数字轮进位主动齿侧轴芯部位均设有与永久磁铁相应的磁屏蔽板。

所述读数字轮设有轮轴，永久磁铁和磁屏蔽板分别镶嵌在读数字轮两侧轮轴芯内。

所述字轮盒体垂直间隔排列设有供读数字轮同轴线分段间隔安装定位的字轮安装座，字轮安装座上设有供读数字轮轮轴装配的可拆装轴瓦；

所述垂直间隔排列的各字轮安装座外侧均相间开设腔槽，该腔槽连同相连的腔体与面板及面板玻璃配合形成供主线路板、传感器装配线路板插入设置的密闭空间。

所述可拆装轴瓦由下轴瓦和上轴瓦构成，下轴瓦注塑成型在字轮安装座上，上轴瓦通过销钉或卡槽安装在字轮安装座上与下轴瓦配合形成供读数字轮轮轴装配的可拆装轴瓦。

本发明的湿式水表电子直读计数器的设计原理是：

通过上述结构确定读数字轮上的数字示值(对应永久磁铁旋转角度)、进位从动齿、进位主动齿以及磁感应角度传感器四者之间的相对空间关系，读数字轮每旋转特定角度，安装在读数字轮一侧对应的磁感应角度传感器可输出360度角度测量的电平信号，从而根据读数字轮的实际角度位置即可推测得到读数字轮相对应位置上的示值，在对所有读数字轮依次判断并结合各位的进位信息后，即可得到湿式水表当前电子示值。本发明可现实读数字轮360度全圆周测量，测量分辨率取决于模数转换的实际精度。

本发明与现有技术对比的有益效果是：

1、可实现读数字轮360度全圆周测量，测量分辨率取决于模数转换的实际精度，读数准确、稳定；

2、字轮逢“9”进“0”低位向高位进位读数，有足够多的可供参考的信息，不可能出现重码、误码，使得读数判断准确、稳定；

3、对计数器装配工艺要求降低，适合规模生产；

4、完全克服了在湿式水表采用光电编码技术来采集字轮编码信息以实现计数器电子远传直读时，光通路穿过可能存在气泡(生产、运输、储存及使用过程都可能引发)的液封介质时，光的反射与折射而引起直读误码等故障；

5、由于传感器装配线路板设置在字轮盒体字轮安装座外侧的相间隔的密闭空间内，自然形成防水结构，进而整体灌封，可实现IP68防水等级；

6、电子元器件的大幅度减少，大大降低了产品故障风险。

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

附图说明

图1是湿式水表电子直读计数器的结构示意图；

图2是图1所示湿式水表电子直读计数器A向剖面结构示意图；

图3是图1所示湿式水表电子直读计数器B向剖面结构示意图；

图4是图1所示湿式水表电子直读计数器的磁感应角度传感器装配位置示意图；

图5是图1所示湿式水表电子直读计数器的读数字轮结构示意图；

图6是图5所示读数字轮的左视结构示意图；

图7是图5所示读数字轮的右视结构示意图。

图中：读数字轮1，磁屏蔽板2，永久磁铁3，磁感应角度传感器4，传感器装配线路板5，主线路板6，可拆装轴瓦7，销钉8，字轮盒体9，液封盖板10，水表面板压圈11，面板玻璃12，面板密封圈13，面板14，轴密封圈15，驱动轴16，驱动轮17，进位耦合轮18，通讯线19，轮轴20，上轴瓦21，下轴瓦22，进位主动齿23，进位从动齿24，字轮安装座25，腔槽26，腔体27，字轮腔28，表头座29。

具体实施方式

实施例：从图1、图2和图3可清楚地看到湿式水表电子直读计数器有一由字轮盒体9、面板14、面板玻璃12、水表面板压圈11、面板密封圈13和液封盖板10构成的表头座29。

所述表头座29的字轮盒体9内设有字轮腔28和由腔槽26与腔体27构成的密闭空间；所述字轮腔28内垂直间隔排列设有供读数字轮1同轴线分段间隔安装定位的字轮安装座25，字轮安装座25上设有供读数字轮1之轮轴20装配的可拆装轴瓦7；垂直间隔排列的各字轮安装座25外侧均相间开设腔槽26，该腔槽26连同相连的腔体27与面板14、面板玻璃12及面板密封圈13和水表面板压圈11配合形成供主线路板6、传感器装配线路板5插入设置的密闭空间。

所述可拆装轴瓦7由下轴瓦22和上轴瓦21构成。下轴瓦22注塑成型在字轮安装座25上，上轴瓦21通过销钉8安装在字轮安装座25上，与下轴瓦22配合形成供读数字轮1之轮轴20装配的可拆装轴瓦7。

所述读数字轮1如图5、6、7所示，读数字轮1的一侧环形圆周面上均布20个进位从动齿24，读数字轮1的另一侧环形圆周面适当位置上设置2个进位主动齿23，读数字轮1环形圆柱面上顺序均布可供人工读数用的0～9十个数字，读数字轮1的中心设有轮轴20，进位主动齿23侧轮轴20内镶嵌有永久磁铁3，进位从动齿24侧轮轴20内镶嵌有磁屏蔽板2；

所述若干读数字轮1通过其轮轴20与上轴瓦21、下轴瓦22配合以同轴线分段间隔安装在字轮盒体9内的字轮安装座25上。

与各读数字轮1配合的各进位耦合轮18通过与读数字轮1轴线平行的轮轴20安装在读数字轮1圆周边沿之字轮盒体9内，各进位耦合轮18耦合各相邻的读数字轮1。

与最左端读数字轮1连接的驱动轴16通过轴密封圈15安装在字轮盒体9上并向外突出，驱动轴16的伸出端装有驱动轮17。

所述磁感应角度传感器4同轴线焊装在间隔排列的传感器装配线路板5上，如图4所示，间隔排列的传感器装配线路板5垂直安装在主线路板6上，传感器装配线路板5及磁感应角度传感器4插入腔槽26，主线路板6以卡槽或销钉固定在密闭空间的腔体27内。

主线路板6装设在字轮盒体9的腔体27内。与主线路板6连接的通讯线19从表头座29引出水表外部。

设置在各读数字轮1进位从动齿24侧轮轴20内的磁屏蔽板2可阻断相邻读数字轮1进位主动齿23侧轮轴20内永久磁铁3对磁感应角度传感器4的影响。

所述读数字轮1、字轮盒体9由非导磁材料注塑成型。

本发明湿式水表电子直读计数器的工作过程是：当读数字轮1逢9过0即将要向高位进位时，借助进位耦合轮18，读数字轮1上的进位主动齿23推动下一位读数字轮1的进位从动齿24完成进位；在任意特定时点，只要确定读数字轮1上的数字示值(对应永久磁铁3旋转角度)、进位从动齿24、进位主动齿23以及磁感应角度传感器4四者之间的相对空间关系，读数字轮1每旋转特定角度，安装在读数字轮1一侧对应的磁感应角度传感器4可输出360度角度测量的电平信号，从而根据读数字轮1的实际角度位置即可推测得到读数字轮1相对应位置上的示值，在对所有读数字轮1依次判断并结合各位的进位信息后，即可得到湿式水表当前电子示值。

本发明可现实读数字轮360度全圆周测量，测量分辨率取决于模数转换的实际精度。由于磁感应角度传感器4提供了有足够多的可供参考的信息，从而彻底克服了读数字轮1转动处于进位临界状态时，读数不稳定的缺陷。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种湿式水表电子直读计数器，包括：由面板、面板玻璃、压圈、面板密封圈、字轮盒体和液封盖板构成的表头座；所述表头座的字轮盒体内设有同轴线安装的若干读数字轮和与各读数字轮配合的各进位耦合轮，各进位耦合轮通过与读数字轮轴线平行的轮轴安装在读数字轮圆周边沿，耦合各相邻的读数字轮；与最左端读数字轮连接的驱动轴通过轴密封圈安装在字轮盒体上并向外突出，驱动轴的伸出端装有驱动轮；所述读数字轮的一侧环形圆周面上均布20个进位从动齿，读数字轮另一侧环形圆周面适当位置上设置2个进位主动齿，读数字轮环形圆柱面上顺序均布可供人工读数用的0～9十个数字，其特征在于：

所述表头座的字轮盒体内设有互为密闭的字轮腔和供线路板安装的腔体及腔槽；

所述若干读数字轮以同轴线分段间隔安装在字轮腔内的字轮安装座上；

所述读数字轮和字轮盒体均由非导磁材料注塑成型；

所述各读数字轮一侧轴芯部位均设有永久磁铁，对应于永久磁铁另一侧各读数字轮之轴芯部位均设有磁屏蔽板，磁屏蔽板用于阻断相邻永久磁铁对磁感应角度传感器的影响；

所述腔槽内装有与各读数字轮轴芯永久磁铁同轴线相对应的磁感应角度传感器；

所述磁感应角度传感器焊装在传感器装配线路板上；

所述传感器装配线路板两两平行，分别垂直间隔安装在主线路板上；

所述主线路板安装在腔体内，与主线路板连接的通讯线从表头座引出水表外部。

2.根据权利要求1所述湿式水表电子直读计数器，其特征在于：

所述各读数字轮进位主动齿侧轴芯部位均设有永久磁铁，各读数字轮进位从动齿侧轴芯部位均设有与永久磁铁相应的磁屏蔽板。

3.根据权利要求1所述湿式水表电子直读计数器，其特征在于：

所述各读数字轮进位从动齿侧轴芯部位均设有永久磁铁，各读数字轮进位主动齿侧轴芯部位均设有与永久磁铁相应的磁屏蔽板。

4.根据权利要求1或2或3所述湿式水表电子直读计数器，其特征在于：

所述读数字轮设有轮轴，永久磁铁和磁屏蔽板分别镶嵌在读数字轮两侧轮轴芯内。

5.根据权利要求4所述湿式水表电子直读计数器，其特征在于：

所述字轮盒体垂直间隔排列设有供读数字轮同轴线分段间隔安装定位的字轮安装座，字轮安装座上设有供读数字轮轮轴装配的可拆装轴瓦。

6.根据权利要求5所述湿式水表电子直读计数器，其特征在于：

所述垂直间隔排列的各字轮安装座外侧均相间开设腔槽，该腔槽连同相连的腔体与面板及面板玻璃配合形成供主线路板、传感器装配线路板插入设置的密闭空间。

7.根据权利要求6所述湿式水表电子直读计数器，其特征在于：

所述可拆装轴瓦由下轴瓦和上轴瓦构成，下轴瓦注塑成型在字轮安装座上，上轴瓦通过销钉或卡槽安装在字轮安装座上与下轴瓦配合形成供读数字轮轮轴装配的可拆装轴瓦。

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