CN103261847A - 计量器的流量测量装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例涉及水表，尤其涉及能够准确地进行流量测量，并能够节省电力消耗的水表。根据本发明的实施例的水表，包括：主体部，其具有流入部及流出部；叶轮组，其借助于在所述主体部内部流动的液体进行旋转；盖部件，其覆盖所述叶轮组的一侧，并形成有引导槽；传感器，其为多个，配置在盖部件的一侧及另一侧，并相互分隔地相向，所述叶轮组包括：叶片，其为多个，与液体相互作用；芯轴，其形成所述叶片的旋转中心；切断部，其延伸至所述叶片的一侧，并插入所述引导槽，有选择性地切断传感器之间的信号传输。

Description

计量器的流量测量装置及其测量方法

技术领域

本发明的实施例涉及一种计量器的流量测量装置及其测量方法，尤其涉及能够准确地测量流量，并且可节省电力消耗的计量器的流量测量装置及其测量方法。

背景技术

一般而言,水表是用于测量由水管供应源向家庭或公司等使用地点供应的水量的设备。将使用地点的用水量换算成水费金额，并向所述使用地点征收水费。

现有的水表，作为测量用水量的装置，使用永久磁铁和磁簧开关。

尤其，使用磁簧开关的计量器，由附着在可旋转的叶轮上的永久磁铁和配置在所述叶轮外侧的磁簧开关构成。在所述叶轮和永久磁铁旋转过程中，永久磁铁作用于磁簧开关，使所述磁簧开关进行选择性地开/关。随着磁簧开关的开/关，产生电脉冲，从而，通过计算脉冲数可以测量叶轮的旋转数。

另外，此类计量器的磁簧开关通过磁力运转，因此，在磁簧开关周围有其它带有磁力的物体存在时，磁簧开关的开/关无法顺利地发挥作用。结果，通过磁簧开关产生的脉冲发生不准确的现象，并出现无法正确地测量流量的问题。

发明内容

技术课题

为解决所述问题，本发明实施例的目的是提供可以准确地测量流量的计量器的流量测量装置及其测量方法。

技术方案

根据本发明的实施例的计量器的流量测量装置，包括：主体部，其具备流入和流出部；叶轮组，其借助于流动所述主体部内部的液体进行旋转；盖部件，其覆盖叶轮组的一侧，形成有引导槽；传感器，其为多个，配置在所述盖部件的一侧和另一侧，并相互分隔地相向，所述叶轮组包括：叶片，其为多个，与液体相互作用；芯轴，其形成所述叶片的旋转中心；切断部，其延伸至所述叶片的一侧，并插入所述引导槽，有选择性地切断传感器之间的信号传输。

根据其它实施例的计量器的流量测量方法，作为利用第1,2传感器的信号的收发，并根据预先设定的周期被激活的计量器的流量测量方法，其特征在于：主要包括以下几个步骤：向所述第1传感器输出开启信号，执行所述第1传感器的信号传输；感知所述第1传感器的信号是否传输至第2传感器，从而，感知所述第2传感器初期开/关与否；所述传感器转换至静止状态；所述计量器通过计时器或外部干扰被激活；及所述第1传感器运行，比较所述第2传感器的当前开/关状态和所述第2传感器的之前的开/关状态，选择性地计算计量器的旋转数。

技术效果

根据所述构成的实施例，根据多个传感器收发的信号，选择性地计算叶轮的旋转数，因此，具有能够准确地测量流量的效果。

另外，信号收发部按预定的周期反复开/关，因此无需一直保持开启，所以具有节约电力消耗的效果。

同时，计量器的结构简单，因此容易制造，具有可降低制造成本的优点。

并且，计量器的控制方法简单，可信任度高，降低了故障率，因此可提高使用者对产品的满意度。

附图说明

图1为本发明的实施例的水表剖视图；

图2为本发明的实施例的水表分解剖视图；

图3为本发明的实施例的叶轮组的剖视图；

图4为本发明的实施例的传感器支撑部剖视图；

图5为将图1沿I-I'切开的截面图；

图6为从本发明的实施例的多个传感器收发信号的示意图；

图7为从本发明实施例的多个传感器信号被切断的示意图；

图8为本发明的实施例的切断部和多个传感器之间作用的概略图；

图9为本发明的实施例的水表的构成的剖视图；

图10为显示本发明的实施例的水表的收发信号作用的线路图；

图11和图12为显示关于本发明的实施例的水表旋转数计算的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明的具体实施例进行说明。但是，本发明不受将要描述的实施例的限制，理解本发明的思想的本领域的技术人员能够在相同思想的范围内容易地实施其他实施例。

图1为本发明实施例的水表的剖视图，图2为本发明实施例的水表分解剖视图。

如图1和图2所示，本发明实施例的水表10，包括：主体部100，其形成有容纳空间；流入部110，其形成于所述主体部100的一侧，供流入液体；及流出部120，其形成于主体部100另一侧，供液体流出。

通过所述流入部110流入的液体(例如，水)贯通所述主体部100并通过所述流出部120向外部排出。在所述流入部110和流出部120,分别配置固定螺母115，以便将所述流入部110和流出部120固定在主体100的一侧。

所述水表(10)包括：传感器支撑部150，其支撑多个传感器160,170；第1盖部件130和第2盖部件140，其用于遮挡所述主体部100的开口的上面。

所述多个传感器160,170包括第1传感器160和第2传感器170。所述第1传感器160可为发送信号的信号发送部,所述第2传感器170可为接收信号的信号接收部。例如,所述第1传感器160可为发送光信号的发光二极管（LED）,所述第2传感器170可为接收光信号的光电晶体管(Photo transistor)，当然,与上述说明不同地，所述第2传感器170可为信号发送部，第1传感器160可为信号接收部。

所述第1盖部件130大致为环形状,安装在所述主体部100上侧。在所述主体部100上形成有第1安放部104，以便安放第1盖部件130。所述第1安放部104从所述主体部100的上面向下方下陷。

所述第2盖部件140配置于所述第1盖部件130的内测，并安放在所述主体部100的上侧。在所述主体部100上形成有第2安放部105，以便安放第2盖部件140。并且，所述第2安放部105向第1安放部104的下侧下陷。

通过所述第1安放部104和第2安放部105，所述主体100的上面向下方形成阶梯部。而且,所述第2盖部件140上面边缘部被第1盖部件130加压(参考图5)。

在所述第2盖部件140形成有用于容纳所述第2传感器170的传感器容纳部142。所述传感器容纳部142可形成下陷的形状，以便从所述第2盖部件140的上侧向下方插入。所述第1传感器160配置在所述第2盖部件140外侧,所述第2传感器170配置在所述第2盖部件140内测,即配置于所述传感器容纳部142内。但，上述配置结构只作为一例，所述第2传感器170也可配置在所述第2盖部件140外侧,所述第1传感器160也可配置在所述第2盖部件140内测,即配置于所述传感器容纳部142。

在所述主体100内部,插入可旋转的叶轮组180。所述叶轮组180的至少一部分插入于所述第2盖部件140，并延伸至下方。在所述主体100形成有供插入所述叶轮组180的叶轮插入部102。所述叶轮插入部102形成得从所述第2安放部105的内测向下方下陷。

并且,为防止所述主体部100内部的液体向外部渗漏，在所述叶轮插入部102的外侧安装有密封部件190。在所述第2盖部件140结合于所述主体部100的状态下,所述密封部件190紧贴在所述第2盖部件140的下侧(参照图5)。

图3为本发明的实施例的叶轮组的剖视图。

如图3所示,本发明的实施例的叶轮组180，包括：叶轮主体181；叶片183，其为多个，安装在所述叶轮主体181下侧，与在所述主体100内部流动的液体相互作用而产生旋转力；芯轴182，其形成为所述叶片183的旋转中心；以及切断部184，其延伸至叶轮主体181的上侧。

所述叶轮主体181为圆盘形状,所述芯轴182插入叶轮主体181并延伸至下方。所述芯轴182的上半部突出于所述叶轮主体181的上侧。并且,所述多个叶片183相互间隔地结合于芯轴182外周面，所述多个叶片183可等间距结合于芯轴182外周面。

所述切断部184结合于所述叶轮主体181的上面边缘部，并弯曲形成，使得与所述叶轮主体181的曲率一致。并且,所述切断部184为所述叶轮组主体181的外周面一部分延伸至上方而形成。

详细地,所述切断部184,从相当于所述叶轮主体181的上面边缘部的约1/2处向上方延伸。即，所述叶轮主体181的上面作为圆形状，以所述芯轴182为中心形成360度，此时，所述切断部184形成于相当于约180度的上面部分。换而言之,可理解为连接形成所述切断部184一侧端部的支点P1和形成另一侧端部的支点P2的虚线与所述芯轴182的中心C交叉。

液体由所述流入部110流入，向所述流出部120流动时,所述叶片183与液体发生相互作用。在此过程中，所述叶轮主体181、叶片183及切断部184以所述芯轴182为中心进行旋转。

图4为本发明的实施例的传感器支撑部的剖视图。

如图4所示,本发明实施例传感器支撑部150包括：支撑主体151，其结合有多个传感器160,170；盖容纳部152，其规定为在所述支撑主体151内形成的预定空间，供所述第2盖部件140至少一部分放入此预定空间；盖结合部155，其结合于所述第2盖部件140上。

所述支撑主体151形成有分别插入所述第1传感器160和第2传感器170的多个传感器插入部153。

所述盖容纳部152可形成于所述多个传感器插入部153之间。所述第1传感器160和第2传感器170结合于所述传感器插入部153的状态下，以所述盖容纳部152为中心而相向地配置于两侧。

所述盖结合部155延伸至所述支撑主体151两侧,结合于所述第2盖部件140的上侧。在所述盖结合部155形成有供结合连结部件(无图示)的连结槽。

图5为沿图1的I-I剖开的剖面图。

如图5所示,根据本发明的实施例，在第2盖部件140形成有插入所述切断部184的引导槽144。所述引导槽144与所述切断部184相同的曲率弯曲形成圆形，以使所述切断部184完全插入。并且,所述引导槽144大致形成圆柱形状，以使所述切断部184自由旋转。所述切断部184通过引导槽144插入所述第2盖部件140的下侧。另外,所述引导槽144多少大于所述切断部184，以使所述叶轮组180或切断部184与所述第2盖部件140互不干扰。

所述第2盖部件140中,位于所述盖容纳部152的部分,在所述第1传感器160和第2传感器170之间形成进行信号（例如，光信号）传输的穿透部147。所述穿透部147由透明材质构成，从所述第1传感器160发出的信号，穿透过穿透部147向第2传感器170传达。

当然，如图5所示,所述切断部184位于所述第1,2传感器160,170的之间时,所述第1,2传感器160,170之间将被切断信号。与此相关的说明参考附图后述。

另外,虽未在附图中所示,在所述穿透部147可形成有穿透孔（无图示）,以使收发信号顺畅，整体所述穿透部147可以穿透孔形成。

图6为从本发明得实施例的多个传感器收发信号的示意图,图7为本发明实施例的多个传感器的信号被切断的示意图,图8为本发明实施例的切断部与多个传感器之间的相互作用的简略图。

如图6至图8所示,在叶轮组180旋转过程中,由第1传感器160发出的信号，选择性地向第2传感器170传输。

如图6所示,切断部184不在所述第1传感器160和第2传感器170之间空间的情况，所述第1传感器160发送的信号向第2传感器170传输。

相反地,如图7所示,切断部184在所述第1传感器160和第2传感器170之间空间时,由所述第1传感器160发送的信号，被所述切断部184中断，无法向所述第2传感器170传输。

即,如图8所示,所述第1传感器160发出的信号，被所述切断部184切断时，所述第2传感器170处于关闭的状态。并且,所述叶轮组180进行旋转，所述切断部184不在所述第1传感器160和第2传感器170之间的空间时,所述第1传感器160发送的信号向所述第2传感器170传输,由此，所述第2传感器170处于开启状态。

同时,所述叶轮组180的旋转周期可由A(msec)形成。此时,所述"A"值可将液体流动过程中所述叶轮组180的最大旋转速度为基准而设定。例如,所述叶轮组180或者切断部184的最大旋转速度为20rps时,即每秒旋转20轮时,旋转1轮所需时间（周期）约为50msec。此时,A为50msec。

并且,从所述第1传感器160信号发送的周期可由B(msec)形成。从所述第1传感器160发出信号的周期,与控制部200（参考图9）开启信号输出周期相对应。

并且,所述"B"值可小于A/2。例如,如上所述"A"为50msec时,所述"B"值可形成比25msec小的20msec。即,信号发生周期比所述叶轮组180的旋转周期短2倍以上。

如上所述,根据第1传感器的信号发生周期比叶轮组的旋转周期短两倍以上,所述叶轮主体181旋转一轮的过程中，所述叶轮旋转一轮时，所述第1传感器160的发送信号至少进行2次以上（例如，2次，3次，或者4次）。

并且,由于所述切断部184的圆周周长约为所述叶轮主体181的圆周周长的1/2,因此，所述叶轮主体181旋转一轮的过程中，至少分别进行一次如下状况，即所述第1传感器160的发送信号向所述第2传感器170传输（第2传感器开启状态）及无法向所述第2传感器170传输(第2传感器关闭状态)。

另外,如上所述,所述叶轮主体181每旋转一轮，所述第2传感器170形成2次以上（例如，2次，3次，或者4次）开启状态，相反，也会形成2次以上（例如，2次，3次，或者4次）关闭状态。

总体而言,根据所述叶轮组180的旋转速度,所述叶轮组180每旋转一轮，第2传感器170关闭状态或者开启状态的测量数不同。

如下,参考附图说明为准确测量所述叶轮组180的旋转数的流量测量装置及其测量方法。

图9为本发明实施例的水表构成的示意图,图10为本发明的实施例的水表信号收发作用的线路图。图9显示水表的控制部与所述第1传感器160及所述第2传感器170之间信号传输的构成,图10显示根据控制部的信号收发作用。

如图9和图10,根据本发明的实施例的水表10，包括：第1传感器160及第2传感器170；开关210，其有选择性地开/关，以命令所述第1传感器160的信号发送；控制部200，输出为所述开关210开/关运行的信号；存储器230，其保存传感器160,170的开/关状态信息。

如图10所示,所述控制部200，按预定的周期输出开关的开启的信号，由此，所述开关210按所述预定周期运行开启。并且,所述开关210开启时,则所述第1传感器160发生发送信号。

另外,切断部184位于所述第1传感器160和第2传感器170之间时,所述第2传感器170关闭（OFF），预定信号(例如,High信号)输入至控制部200。相反,如果切断部184不在所述第1传感器160和第2传感器170之间,所述第2传感器170开启（ON），预定信号(例如,Low信号)输入至控制部200。

所述控制部200根据是否从所述第2传感器170接收到High信号或者Low信号，并依据后面所述本发明的旋转数的计算方法，控制所述叶轮组180的旋转数的计算。

图11及图12为示出本发明实施例的水表的旋转数计算的控制方法的流程图。参照图11及图12,说明本发明实施例的水表的旋转数计算方法。

如图11所示，计量器的Power为ON(S11)时,为使所述第1传感器(160)的运行，所述控制部200向开关210输出开启信号,由此，所述开关210被开启，并使所述第1传感器160发出信号(S12)。

根据所述第1传感器160的发送信号,确认所述第2传感器170的初期状态。即，确认从所述第2传感器170向所述控制部200输入的信号是ON还是OFF。换言之,即在所述计量器运行前，判断所述切断部184是否位于所述第1,2传感器(160,170)之间。

所述切断部184位于所述第1,2传感器160,170之间时，所述第2传感器170为OFF状态,所述切断部184非位于所述第1,2传感器160,170之间时，所述第2传感器170为ON状态。因此,根据所述切断部184的状态，可以确定所述第2传感器170的初期ON/OFF状态(S13)。

所述第2传感器170在初期状态为ON时(S14),在控制部220的存储器230保存第2传感器170为ON的状态(S15)。相反,所述第2传感器170初期状态为OFF时(S15),在所述存储器230保存第2传感器170为OFF的状态(S16)。

以后,为停止所述第1传感器160运行，所述控制部200向开关210输出OFF信号(S17),由此，如果所述开关210关闭（OFF），所述第1感器160的信号传输被中断。

并且,可判断计量器电源是否关闭。如果所述计量器的电源没有关闭，所述控制部转换为静止状态（idle state）。所述静止状态可理解为：通过计时器(timer)或者外部信号的干扰(interrupt)，在以后的预定时间（周期）可以激活的状态(S18,S19)。

参照图12,超过预定的时间（计时器干扰）或者依靠外部周期性的信号（外部干扰），可以激活所述控制部200(S20)。

所述控制部200被激活时,为使所述第1传感器160运行，所述控制部200向开关210传输开启信号(S21)，由此，所述开关210开启，发送所述第1传感器160的信号。

根据所述第1传感器160发出的信号,确定所述第2传感器170现在的状态(S22)。即,根据目前所述切断部184是否位于所述第1，2传感器(160,170)之间,确定从所述第2传感器170向控制部200输入的信号为ON还是OFF(S22,S23)。

所述第2传感器170当前状态为OFF时,在所述存储器230存储第2

传感器(170)的当前状态为OFF状态(S24)。相反,所述第2传感器170当前状态为ON时,可判断之前第2传感器的状态(ON或OFF)(S25,S26)。

并且,之前第2传感器170状态为OFF时,测量叶轮组180旋转数的计数增加(n=n+1)(S27),并且保存所述第2传感器170的状态为ON状态。相反,如果之前第2传感器170状态为ON,计数保持不变,保存所述第2传感器170的状态为ON状态(S28)。

此处,"之前第2传感器170状态"解释如下。

如图12所示，执行最初的干扰时,所谓"之前第2传感器170状态"为图11的步骤S15或者S16中，在所述存储器230存储的第2传感器170的状态。

并且,执行根据以后的预定周期的干扰时，"之前第2传感器的状态"为图12显示的以前周期，即，步骤S24或者S28中，在所述存储器230存储的第2传感器170的状态。

在S28步骤，所述第2传感器170的ON状态存储于所述存储器230之后,为停止所述第1传感器160的运行，所述控制部200向开关210输出OFF信号(S29),由此，所述开关210成为OFF，所述第1传感器160的信号传输被中断。

并且,可判断计量器电源是否关闭,如果没有关闭，控制部200进入静止状态(S30,S31),通过计时器或者外部干扰，下个时间点（周期）转入运转状态。(S20)。

根据上述流量测量方法,确认所述第2传感器170的状态,只有所述第2传感器170状态由OFF转换为ON时，可以计算叶轮组的旋转数。结果,叶轮组旋转1轮时，旋转数能够准确地增加1次。

当然,作为其它实施例,只有所述第2传感器170状态由ON转换为OFF时，叶轮组可增加旋转数。

如上所述,本发明即使根据所述叶轮组180旋转速度，叶轮组180每旋转一轮，所述第2传感器(170)的关闭或者开启状态的测量数不同，但由于叶轮组每旋转一轮，增加1次计数，所以能够正确计数叶轮组的旋转数。

并且,所述第1、2传感器(160,170)并不是一直维持开启的状态，而是按照预定周期，使开启第1传感器160的信号，只有在所述第1传感器160处于开启状态时，才可判断由所述第2传感器170的信号的ON或OFF状态。结果,依靠第1,2传感器160,170，消耗电流时间缩短，能够减少电流消耗量，所以具有适合使用干电池的计量器的效果。

产业利用可能性

根据本实施例的计量器的流量测量装置,通过多个传感器的收发信号，选择性地计算叶轮旋转数，可达到正确进行流量测量的效果，因此有显著的产业利用可能性。

Claims (13)

1.一种计量器的流量测量装置，其特征在于：

包括：主体部，其具备流入部和流出部；

叶轮组，其借助于在所述主体部的内部流动的液体进行旋转；

盖部件，其覆盖所述叶轮组的一侧，形成有引导槽；

传感器，其为多个，配置在所述盖部件的一侧及另一侧，并相互分隔地相向，

其中，所述叶轮组包括：

叶片，其为多个，与液体相互作用；

芯轴，其形成所述叶片的旋转中心；

切断部，其延伸至所述叶片的一侧，并插入所述引导槽，有选择性地切断传感器之间的信号传输。

2.根据权利要求1所述的计量器的流量测量装置，其特征在于：

所述多个传感器包括信号发送部和信号接收部，并且，在所述叶轮组的旋转过程中，所述切断部位于所述信号发送部与信号接收部之间时，可阻止由所述信号发送部向信号接收部的信号传输。

3.根据权利要求1所述的计量器的流量测量装置，其特征在于：

包括：开关，其为了运行所述多个传感器部而开/关；

及控制部，向所述开关输出开启信号。

4.根据权利要求3所述的计量器的流量测量装置，其特征在于：

所述控制部向所述开关输出的开启信号的周期，小于所述叶轮组的旋转周期的1/2。

5.根据权利要求1所述的计量器的流量测量装置，其特征在于：

连接所述切断部的一侧端部及另一侧端部的虚线经过所述芯轴的中心。

6.根据权利要求1所述的计量器的流量测量装置，其特征在于：

所述切断部按照预先设定的曲率弯曲形成。

7.根据权利要求1所述的计量器的流量测量装置，其特征在于：

所述多个传感器，包括：第1传感器，其配置于所述盖部件的外侧；

及第2传感器，其容纳于所述盖部件的内测。

8.根据权利要求7所述的计量器的流量测量装置，其特征在于：

所述盖部件包括穿透部，其位于第1传感器与第2传感器之间，以使由第1传感器向第2传感器传输信号。

9.根据权利要求3所述的计量器的流量测量装置，其特征在于：

所述多个传感器，包括：

第1传感器，其根据所述控制部输出的开启信号，发送预先设定的信号；

第2传感器，其根据由第1传感器发送的信号是否被所述切断部切断而选择性地开或关。

10.根据权利要求9所述的计量器的流量测量装置，其特征在于：

所述控制部根据所述叶轮组的旋转速度，当所述叶轮组每旋转一轮时，第2传感器进行多次的关或开状态的测量的情况下，只有在所述第2传感器由开启状态转换为关闭状态，或者由关闭状态转换为开启状态的情况下，才计算所述叶轮组的旋转数。

11.根据权利要求4所述的计量器的流量测量装置，其特征在于：

所述控制部使所述开关开启，并接收第2传感器的开/关状态的输入之后，直到预先设定的之后周期为止维持静止(idle)状态。

12.一种计量器的流量测量方法，作为利用第1,2传感器的信号的收发，并根据预先设定的周期被激活的计量器的流量测量方法，其特征在于：

主要包括以下几个步骤：

向所述第1传感器输出开启信号，执行所述第1传感器的信号传输；

感知所述第1传感器的信号是否传输至第2传感器，从而，感知所述第2传感器初期开/关与否；

所述传感器转换至静止状态；

所述计量器通过计时器或外部干扰被激活；及

所述第1传感器运行，比较所述第2传感器的当前开/关状态和所述第2传感器的之前的开/关状态，选择性地计算计量器的旋转数。

13.根据权利要求12所述计量器的流量测量方法，其特征在于：

只有在所述第2传感器由开启状态转换至关闭的状态或由关闭的状态转至开启的状态时，才计算所述计量器的旋转数。

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