CN103162760A

CN103162760A - 全智能远传水表

Info

Publication number: CN103162760A
Application number: CN2013100873658A
Authority: CN
Inventors: 张炳华; 靳建伟; 马向阳
Original assignee: TIANJIN BINGHUA ENERGY-SAVING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: TIANJIN BINGHUA ENERGY-SAVING TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2013-06-19

Abstract

本发明提供一种全智能远传水表，该水表流量传感器装于基表的计数器上，阀门通过法兰与基表的后级连接，执行器装于阀门上，压力传感器通过螺纹和密封圈与基表表体连接。控制盒内的控制器通过通讯模块将接受到的水流量信号、阀门状态信号、管网压力信号、故障信号，无线远传至管理中心的计算机上。有益效果是该全智能远传水表，不但将用水量、阀门状态、故障信号、管网压力值无线远传至计算机上远程操纵，还实现阀门的自动开关，用水予付费功能，管理中心能及时掌握用户用水量，用水状态，水表的各种故障以及管网供水压力，及时掌握和维修管道破裂造成的漏水现象，确保远距离传递可靠、及时，取消人工抄表，不受环境、气候影响，防水防潮，抗干扰，抗高低温。

Description

全智能远传水表

技术领域

本发明涉及一种计量水表，特别是一种全智能远传水表。

背景技术

现有远传水表性能单一，只能单纯传输水流量及有关故障，没有压力信号的同时传输，也不带自动阀门。压力传输与水流量传输脱节。当管网压力变化时，不能及时与水流量挂钩，很难判定压力变化是水流量造成的还是管道破裂漏水造成。判断失误造成不必要的损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全智能远传水表，可远距离同时监测水流量、管网压力值、阀门状态及各类故障。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供全智能远传水表，该远传水表信息通过通讯模块无线远传至计算机，其中：该远传水表包括有基表、阀门、执行器、流量传感器、压力传感器和控制盒；流量传感器装于基表的计数器上，阀门通过法兰连接于基表的出水口端，压力传感器通过螺纹和密封圈与基表的表体连接，执行器装于阀门上面，流量传感器、执行器、压力传感器分别与控制盒电连接；所述控制盒内设有控制器和电池；所述控制盒内的控制器通过通讯模块将接收到的水流量信号、阀门状态信号，管网压力信号以及故障信号无线远传至所述计算机上；计算机通过通讯模块和执行器对阀门进行远程控制操纵。

本发明的效果是该全智能远传水表通过无线远传的计算机不仅可以接受水流量信号，还可以接收阀门状态信号、故障信号和管网压力信号，可以实现计算机对阀门实现远程操纵。计算机通过收到的压力信号，水流量信号及阀门状态信号能判断出管网压力是否正常，管道是否破裂和漏水，以便及时维修，预计每年因管道破裂后所造成的漏失率占总用水量的8%—10%，采用本水表计水以后可以减少漏失率的80%。以年供水量为2000万立方米的中型自来水公司为例，每年减少漏失水量为140万立方米。用该全智能远传水表，不但将用水量、阀门状态、故障信号、管网压力值无线远传至计算机上，还可实现阀门的自动开关，用水预付费功能，管理中心能及时掌握用户用水量，用水状态，水表的各种故障以及管网供水压力，及时掌握和维修管道破裂造成的漏水现象，同时可以对阀门实施远程操纵，确保远距离传递可靠、及时，取消人工抄表，不受环境、气候影响，防水防潮，抗干扰，抗高低温。采用GPRS通讯手段，使通讯可靠，并不受距离限制。控制盒采用一体化设计，控制盒外壳采用聚砜特种塑料制造，加上多重密封件和密封胶，不受环境气候影响，防水防潮，防干扰，防高低温。采用一次性锂电池和周期间断供电方式，能长期供电。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的控制器电路框图。

图中：

1.基表2.阀门3.执行器4.执行器导线5.流量传感器6.流量传感器导线7.压力传感器8.压力传感器导线9.控制盒10.控制器11.电池12.计算机13.微处理器14.显示模块15.时钟模块16.存储器17.控制器模块18.压力采集模块19.流量采集模块20.GPRS通讯模块21.射频卡读写模块

具体实施方式

结合附图及实例对本发明的全智能远传水表结构加以说明。

本发明的全智能远传水表结构是，该远传水表信息通过20GPRS通讯模块无线远传至计算机12，该远传水表包括有基表1、阀门2、执行器3、流量传感器5、压力传感器7和控制盒9。该远传水表的基表1在其出水口端通过法兰连接阀门2，所述阀门2内部有主阀和先导阀，执行器3直接安装于阀门2的先导阀上。在基表1计数器的表盘上面装有流量传感器5，在基表1的表体上通过螺纹和密封圈连接有压力传感器7，基表1的表体并与主水道相通，所述执行器3、流量传感器5和压力传感器7分别与基表1外的控制盒9通过执行器导线4、流量传感器导线6和压力传感器导线8实行电连接，将流量传感器5采集的水流量信号、压力传感器7采集的管网水压力信号传输给控制盒9；所述控制盒内有相互电连接的控制器10和电池11，所述电池11是作为电源的自备锂电池。所述控制盒9通过控制器10将接受到的各类信号无线远传至计算机12上，计算机12也可以通过通讯模块和控制器对阀门进行远程操纵。同时控制盒9通过执行器3对阀门进行自动开关，实现用户用水预付费功能。

所述控制器10包括有相互电连接的微处理器13、显示模块14、时钟模块15、存储器16、控制器模块17、压力采集模块18、流量采集模块19、GPRS通讯模块20和射频卡读写模块21。

如图1所示，本发明的全智能远传水表的执行器3安装于阀门2上面，执行器3由微型直流电机和行程开关构成，执行器电机直接控制阀门2的先导阀，执行器3通过执行器导线4与控制盒9相连，流量传感器5安装于基表1的计数器表盘之上并通过流量传感器导线6与控制盒9相连，压力传感器7通过螺纹和密封圈与基表1的表体连接，并通过压力传感器导线8与控制盒9相连。控制器10和电池11装于控制盒9中，控制器10与电池11、控制器导线4、流量传感器导线6和压力传感器导线8电连接。该水表阀门2由控制器10通过执行器导线4根据要求实现自动开关。

该水表用水量通过流量传感器5将信号由流量传感器导线6传至控制器10，管网水的压力通过压力传感器7由压力传感器导线8传至控制器10，控制器10将接受到的信号处理后，再无线远传至管理中心的计算机12上。

如图2所示，本发明的全智能远传水表的控制器10由微处理器13、显示模块14、时钟模块15、存储器16、控制器模块17、压力采集模块18、流量采集模块19、GPRS通讯模块20和射频卡读写模块21组成。

如图2所示，本发明的全智能远传水表的微处理器13选用TI公司的16位低功耗处理器MSP430F449。

如图2所示，本发明的全智能远传水表的显示模块14与微处理器13相连，选用8位段码低功耗液晶显示器，可以现场显示水表的流量、管网水压力、配置的参数、各类故障和操作过程状态的提示。

如图2所示，本发明的全智能远传水表的时钟模块15与微处理器13相连，为控制器提供实时时钟，时钟芯片PCF8563有时钟中断功能，当设置中断时间到时，微处理器13通过检测到时钟芯片管脚的高低电平判断出中断时间、执行上传发送功能和其他功能。

如图2所示，本发明的全智能远传水表的存储器16与微处理器13相连，存储各种需要保存的数据，包括用户购买水量、用水水量、管网水压力，各种配置参数和各类故障信息。

如图2所示，本发明的全智能远传水表的执行器模块17与微处理器13相连，采用马达驱动芯片，为执行器3的阀门电机提供电源，并附有阀门到位检测电路和阀门电机断线检测电路，当用户用水水量等于购买水量时，由微处理通过执行器模块17关闭阀门。当阀门不到位或阀门电机发生故障时，由微处理通过GPRS通讯模块20执行上传发送功能。

如图2所示，本发明的全智能远传水表的压力采集模块18与微处理器13相连，通过压力传感器7内部的压阻电桥产生的毫伏信号经过压力传感器模块18的差分放大，变成微处理器13可采集的0V～2.5V的电压信号，由于压力传感器7的电源是由微处理器13通过压力采集模块周期间断提供的，所以功耗比传统的压力传感器功耗小得多，满足本产品电池供电的要求。

在自来水管网系统中，管网水压力的变化与水流量是成正比例的，△P=KQ，上式中△P是管网水压力变化值（下降值），Q是水流量，K是常数，K与管道直径、材料、管道尺寸的变化有关。从上式中得出：当管道中水流量越大时，管网水压力下降越大。当△P的值大于上式中计算值的某一量时，即可以认定供水管道有破裂漏水的现象，这时微处理器13及时通过GPRS通讯模块20将水流量和管网压力及时上传发送。

如图2所示，本发明的全智能远传水表的流量采集模块19与微处理器13相连，流量采集模块19不但有计量功能，还具有断线检测功能，当微处理器检测到流量传感器导线6有断线现象时，做出断线标识，并触发上传报警。

如图2所示，本发明的全智能远传水表的GPRS通讯模块20与微处理器13相连，其功能是将水表信息无线远传至管理中心的计算机12上，利用移动网络的覆盖面广、工作可靠的优势，可将分散的水表信息通过GPRS通讯模块集中发送至管理中心的计算机上。其发送时间分为定点发送和适时发送，定时发送的内容为水流量、管网压力及其配置的参数，适时发送的内容是流量传感器5、执行器3的各种故障以及管网压力异常。在GPRS通讯模块20工作时，控制器10与计算机12可实现双向通讯，计算机12可修改和设置水表内的参数和对阀门2的远程操纵。

如图2所示，本发明的全智能远传水表的射频卡读写模块21与微处理器13相连，当用户购买水时，在射频卡读写模块21的线圈处进行刷卡充值操作，管理部门还可通过射频卡读写模块21进行读写卡操作，配备设置参数和查询。

Claims

1.一种全智能远传水表，该远传水表信息通过通讯模块无线远传至计算机，其特征是：该远传水表包括有基表、阀门、执行器、流量传感器、压力传感器和控制盒；流量传感器装于基表的计数器上，阀门通过法兰连接于基表后级，压力传感器通过螺纹和密封圈与基表表体连接，执行器装于阀门上面，流量传感器、执行器、压力传感器分别与控制盒电连接；所述控制盒内设有控制器和电池；所述控制盒内的控制器通过通讯模块将接收到的水流量信号、阀门状态信号，管网压力信号以及故障信号无线远传至所述计算机上；计算机通过通讯模块和执行器对阀门进行远程控制操作。

2.根据权利要求1所述的全智能远传水表，其特征是：所述控制器包括有相互电连接的微处理器、显示模块、时钟模块、存储器、流量采集模块、压力采集模块、射频卡模块、执行器控制模块、GPRS通讯模块。

3.根据权利要求1所述的全智能远传水表，其特征是：所述电池是作为电源的自备锂电池。