CN105784025B - 结构改良的电子水表 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种结构改良的电子水表，包括底座及机芯组件，底座上具有用于安装机芯组件的内腔，机芯组件包括叶轮、磁轴套、磁钢及磁阻传感器，叶轮能转动的设于底座内腔中且叶轮上具有向上延伸的叶轮轴，叶轮轴的上部具有外齿轮，磁轴套的内周面上具有与外齿轮相啮合的内齿轮，磁轴套上设置有至少两个竖直并对称布置的容置腔，磁钢为两个并对称设置于容置腔中，磁阻传感器设于磁轴套的一侧并与磁钢磁感应连接。本发明将磁钢与磁阻传感器水平平行放置，磁钢与磁阻传感器之间的距离恒定，避免了叶轮工作过程中上下移动而导致磁钢与传感器之间距离变化导致的磁计量不准确问题，有效提高了水表的计量精度；另外，本发明可在行业内适用，通用性好。

Description

结构改良的电子水表

技术领域

本发明涉及电子水表技术领域，具体指一种计量精确的结构改良的电子水表。

背景技术

现有电子水表的机电转换系统计量原理绝大多数均采用干式水表的表壳及机芯，利用干式水表的带磁钢机芯，该机芯上安装一只圆柱体水平磁化磁铁，磁阻传感器芯片安装在磁铁上方，磁铁随着叶轮的转动磁场发生变化，通过磁耦合的方式，使磁阻传感器在非接触的情况下与水表叶轮的转动状态同步，该过程中，传感器内置的敏感电子元件伴随磁场变化，输出高低电平且频率变化的电信号，从而获取叶轮在不同流量下的动态转速。根据转速与叶轮单位体积流量的关系，从而可以计算出流过表计的水量总量。

上述计量结构存在以下缺点：

(1)水表在不同水流量下，叶轮上下行程不一致，磁阻传感器与磁钢距离随之发生比较大的变化，磁感应距离偏差较大，磁阻传感器接收磁力信号不一致，甚至接收不到信号，以致丢失脉冲，导致计量数据不准；

(2)磁钢采用是的水表安装方式，与过滤网中的水接触面积大，一旦水表运行时间长，磁钢表面容易吸附杂质，降低磁力强度，影响计量；

(3)如果为改善上述缺点而加大磁钢磁场强度，则很容易导致磁场过强，严重影响水表始动流量及小流计量功能。

授权公告号为CN202814466U的中国实用新型专利《一种电子水表》(申请号：CN201220510536.4)披露了一种结构，其采用传统湿式机芯，将两个霍尔传感器设置在电子水表叶轮的上方，采用双霍尔传感器多次采样，更加精确的将流经水管的水流量测量出来。授权公告号为CN2720411Y的中国实用新型专利《液晶显示电子水表》(申请号：CN200420084513.7)也披露了一种结构，其在变速齿轮上方固定有一磁环，该专利结构与上述专利采用的相同的原理，用水时，叶轮转动，霍尔传感器或磁环输出水量信号，实现机械水量转换为电子计量。

但是，上述专利所包含的电子式水表湿式机芯无法难以处理小流量或者滴水计量的问题，且由于其磁钢与传感器距离难以恒定，导致计量不够精确；另外，上述结构的通用性也较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种计量精确、通用性好的结构改良的电子水表。

本发明所要解决的另一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能实现滴水计量的结构改良的电子水表。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种结构改良的电子水表，包括底座及机芯组件，所述底座上具有内腔，该内腔中自下而上依次设有过滤盒及叶轮盒，叶轮盒内安装有机芯组件，其特征在于：所述机芯组件包括叶轮、磁轴套及用以与磁阻传感器感应的磁钢，所述叶轮能转动的设于叶轮盒中且该叶轮上具有向上延伸的叶轮轴，该叶轮轴的上部具有外齿轮，对应的，所述磁轴套的内周面上具有与上述外齿轮相啮合的内齿轮，所述磁轴套上设置有至少两个竖直并对称布置的容置腔，所述的磁钢为两个并对称设置于容置腔中，所述磁阻传感器设于磁轴套的一侧并与磁钢磁感应连接。

作为改进，所述过滤盒的底部开有第一主进水口、侧部开有辅助进水口，所述过滤盒内设置有一能上下浮动的阀片，该阀片向上浮起能将第一主进水口露出，该阀片向下落下能将第一主进水口封住；所述叶轮盒的底部开有第二主进水口，所述叶轮盒的侧部开有靠近辅助进水口布置的射流孔。采用上述结构，当水流量较大时，水流先进入底座内腔，然后自过滤盒底部的第一主进水口流入将阀片顶起，大量水流从第二主进水口进入叶轮盒内推动叶轮转动，从而带动磁轴套及磁钢转动，磁阻传感器将采集的叶轮转速信号输出，对水流量进行计量；当水流量较小甚至为滴水状态时，水的流速不足以将阀片浮起，阀片在自身重力下下落并将过滤盒的第一主进水口封住，此时，水流只能从过滤盒侧壁上的辅助进水口流入，较小的水流变动不足以从叶轮盒底部的第二主进水口流入对叶轮产生影响，而是从叶轮盒侧面的射流孔进入并对叶轮产生冲击、带动叶轮旋转，同时带动磁轴套及磁钢转动，通过磁阻传感器采集叶轮转速信号，从而实现滴水计量，计量精确度高。

为了使阀片浮起及下落状态稳定，所述过滤盒底部的内侧面上设置有向上布置的限位柱，对应的，所述阀片上开有与该限位柱相插配连接的限位孔。

在上述方案中，所述叶轮盒的上方设置有一挡水板，该挡水板的中部向上凸起形成用于安装叶轮轴上部及磁轴套的安装腔，该挡水板的上表面成型有用于安装磁阻传感器的容置槽。设置这样的结构，一方面为磁轴套及磁钢提供了相对封闭的安装腔室，另一方面，也为磁阻传感器的安装提供了便利，从而使磁钢与磁阻传感器之间的水平距离一定，确保磁通量稳定，最大限度的减少磁感应距离偏差造成的磁力接收信号不一致问题，提高计量精度。

作为优选，所述挡水板的上表面设置有围绕安装腔及容置槽的外周布置的环形槽，该环形槽内安装有能将磁轴套及磁阻传感器包围其中的第一防磁罩。设置该结构，可以避免外界环境对磁钢及磁阻传感器的影响，提高信号感应强度及精度。

为了便于连接，所述挡水板的底部边缘与叶轮盒的顶部边缘相抵，所述挡水板的上方设置有一锁紧环，该锁紧环的外周面上具有外螺纹，对应的，所述底座内腔的上端口内侧设置有内螺纹，所述锁紧环螺纹连接在底座的上端口上，且安装完成状态下，所述锁紧环的底面与挡水板的上表面相抵。

优选地，所述安装腔的下端口内侧设置有一密封圈，该密封圈上开有供叶轮轴穿过的通孔。设置这样的结构，为磁轴套及磁钢提供相对密封的环境，最大限度的减少磁钢吸附异物而影响磁力强度，有利于提高磁钢的信号采集精度。

在上述各优选方案中，所述水表还包括壳体、计量线路板及主线路板，所述壳体设于底座上方并具有与底座内腔的上端口相配合连接的安装口，所述计量线路板设于壳体内腔的下部并与磁阻传感器连接，所述主线路板设于壳体中并与计量线路板连接。

优选地，所述壳体内侧设置有与安装口相对应的安装槽，所述的计量线路板设于该安装槽内，所述安装槽内还设置有第二防磁罩且该第二防磁罩位于计量线路板下方。设置第二防磁罩可进一步避免外界环境对磁钢及磁阻传感器的影响，提高信号感应强度及精度。

为了便于读数，所述壳体上设置有用于显示水表读数的显示屏，该显示屏与所述主线路板连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明在湿式机芯水表的基础上进行了改进，在叶轮轴上设置了磁轴套，且该磁轴套与叶轮啮合连接、同步转动，并在磁轴套上安装了竖直并对阵布置的磁钢，同时，将磁阻传感器设置在磁轴套的一侧，与现有技术中磁钢与磁阻传感器上下位置的布置方式不同，本发明的磁钢与磁钢传感器水平平行放置，这样，磁钢与磁阻传感器之间的距离恒定，避免了现有技术中叶轮工作过程中上下移动而导致磁钢与传感器之间距离变化导致的磁计量不准确问题，有效提高了水表的计量精度；本发明采用湿式水表的机芯结构并去掉现有的机芯齿轮盒，采用干式方式进行安装，不仅简化了水表结构，便于装配，且本发明的机芯结构可在行业内广泛适用，通用性好。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为图1部分结构的分解图；

图3为图2另一角度的结构示意图；

图4为图1的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1～4所示，本实施例结构改良的电子水表包括底座1、机芯组件2、壳体3、计量线路板4及主线路板5，底座1上具有内腔10，该内腔10中自下而上依次设有过滤盒25及叶轮盒26，机芯组件2安装于叶轮盒26内，内腔10的一侧开有进水口101，该内腔10的另一侧开有出水口102。壳体3设于底座1上方，壳体3上设置有用于显示水表读数的显示屏31，计量线路板4及主线路板5均设于壳体3中。

具体的，本实施例的机芯组件2包括叶轮21、磁轴套22、磁钢23、磁阻传感器7。叶轮盒26的底部中间设置有向上布置的转轴263，对应的，叶轮21的底部开有与该转轴263相匹配的轴孔211，叶轮21设置在叶轮盒26内并通过轴孔211能转动的插接在转轴263上。叶轮21的顶部中间具有向上延伸的叶轮轴212，该叶轮轴212的上部具有外齿轮213，对应的，磁轴套22的内周面上具有与上述外齿轮213相啮合的内齿轮221，磁轴套22上间隔开设有多个竖直并对称布置的容置腔222，磁钢23为两个并对称设置于容置腔222中，且两个磁钢23的安装方向相反。

在本实施例中，叶轮盒26的上方设置有一挡水板28，该挡水板28的中部向上凸起形成用于安装叶轮轴212上部及磁轴套22的安装腔281，安装腔281的下端口内侧设置有一密封圈282，该密封圈282上开有供叶轮轴212穿过的通孔283，以便于为磁轴套22及磁钢23提供相对密封的环境，最大限度的减少磁钢23吸附异物而影响磁力强度，有利于提高磁钢23的信号采集精度。挡水板28的上表面成型有用于安装磁阻传感器7的容置槽284。安装完成状态下，磁阻传感器7设于磁轴套22的一侧并与磁钢23磁感应连接。本实施例的磁钢23与磁阻传感器7水平平行放置，这样，磁钢23与磁阻传感器7之间的距离恒定，避免了叶轮21工作过程中上下移动而导致磁钢23与传感器之间距离变化导致的磁计量不准确问题，有效提高了水表的计量精度。

挡水板28的底部边缘与叶轮盒26的顶部边缘相抵，挡水板28的上表面设置有围绕安装腔281及容置槽284的外周布置的环形槽285，该环形槽285内安装有能将磁轴套22及磁阻传感器7包围其中的第一防磁罩24，以避免外界环境对磁钢23及磁阻传感器的影响，提高信号感应强度及精度。挡水板28的上方设置有一锁紧环29，该锁紧环29的外周面上具有外螺纹291，对应的，底座1内腔10的上端口内侧设置有内螺纹，锁紧环29螺纹连接在底座1的上端口上，锁紧环29的底面与挡水板28之间设置有垫片100，本实施例中借助锁紧环29将挡水板28、叶轮盒26及过滤盒25锁紧连接在底座1的内腔10中。

在本实施例中，过滤盒25的底部开有第一主进水口251、侧部开有辅助进水口252。过滤盒25内设置有一能上下浮动的阀片27，该阀片27向上浮起能将第一主进水口251露出，该阀片27向下落下能将第一主进水口251封住，过滤盒25底部的内侧面上设置有向上布置的限位柱253，对应的，阀片27上开有与该限位柱253相插配连接的限位孔271，以使阀片27上下浮动稳定。叶轮盒26的底部开有第二主进水口261，叶轮盒26的侧部开有靠近辅助进水口252布置的射流孔262，叶轮盒26上部侧面上开有间隔布置的出水口264，本实施例的射流孔262为孔径为1.6mm的斜孔。当水流量较大时，水流先进入底座1内腔10，然后自过滤盒25底部的第一主进水口251流入将阀片27顶起，大量水流从第二主进水口261进入叶轮盒26内推动叶轮21转动，从而带动磁轴套22及磁钢23转动，磁阻传感器7将采集的叶轮21转速信号输出，对水流量进行计量；当水流量较小甚至为滴水状态时，水的流速不足以将阀片27浮起，阀片27在自身重力下下落并将过滤盒25的第一主进水口251封住，此时，水流只能从过滤盒25侧壁上的辅助进水口252流入，较小的水流变动不足以从叶轮盒26底部的第二主进水口261流入对叶轮21产生影响，而是从叶轮盒26侧面的射流孔262进入并对叶轮21产生冲击、带动叶轮21旋转，同时带动磁轴套22及磁钢23转动，通过磁阻传感器采集叶轮21转速信号，从而实现滴水计量。

壳体3的底部具有与底座1内腔10的上端口相配合连接的安装口30，壳体3内侧设置有与安装口30相对应的安装槽32，计量线路板4设于该安装槽32内并与磁阻传感器7连接，用于接收磁阻传感器采集的叶轮21转速信号。安装槽32内还设置有第二防磁罩6且该第二防磁罩6位于计量线路板4下方，设置该第二防磁罩6可进一步避免外界环境对磁钢23及磁阻传感器的影响，提高信号感应强度及精度。主线路板5设于壳体3中并与计量线路板4连接，该主线路板5与计量线路板4连接并用于计算得出水量使用结果，显示屏31设于壳体3的顶部并与主线路板5连接，从而显示水量使用结果。

Claims (7)

1.一种结构改良的电子水表，包括底座(1)及机芯组件(2)，所述底座(1)上具有内腔(10)，该内腔(10)中自下而上依次设有过滤盒(25)及叶轮盒(26)，叶轮盒(26)内安装有机芯组件(2)，其特征在于：所述机芯组件(2)包括叶轮(21)、磁轴套(22)及用以与磁阻传感器(7)感应的磁钢(23)，所述叶轮(21)能转动的设于叶轮盒(26)中且该叶轮(21)上具有向上延伸的叶轮轴(212)，该叶轮轴(212)的上部具有外齿轮(213)，对应的，所述磁轴套(22)的内周面上具有与上述外齿轮(213)相啮合的内齿轮(221)，所述磁轴套(22)上设置有至少两个竖直并对称布置的容置腔(222)，所述的磁钢(23)为两个并对称设置于容置腔(222)中，所述磁阻传感器(7)设于磁轴套(22)的一侧并与磁钢(23)磁感应连接，所述磁钢(23)与磁阻传感器(7)平行放置；

所述叶轮盒(26)的上方设置有一挡水板(28)，该挡水板(28)的中部向上凸起形成用于安装叶轮轴(212)上部及磁轴套(22)的安装腔(281)，该挡水板(28)的上表面成型有用于安装磁阻传感器的容置槽(284)；

所述挡水板(28)的上表面设置有围绕安装腔(281)及容置槽(284)的外周布置的环形槽(285)，该环形槽(285)内安装有能将磁轴套(22)及磁阻传感器(7)包围其中的第一防磁罩(24)；

所述挡水板(28)的底部边缘与叶轮盒(26)的顶部边缘相抵，所述挡水板(28)的上方设置有一锁紧环(29)，该锁紧环(29)的外周面上具有外螺纹(291)，对应的，所述底座(1)内腔的上端口内侧设置有内螺纹，所述锁紧环(29)螺纹连接在底座(1)的上端口上，且安装完成状态下，所述锁紧环(29)的底面与挡水板(28)的上表面相抵；

壳体(3)的底部具有与底座(1)内腔(10)的上端口相配合连接的安装口(30)，壳体(3)内侧设置有与安装口(30)相对应的安装槽(32)，计量线路板(4)设于该安装槽(32)内并与磁阻传感器(7)连接，用于接收磁阻传感器采集的叶轮(21)转速信号；安装槽(32)内还设置有第二防磁罩(6)且该第二防磁罩(6)位于计量线路板(4)下方。

2.根据权利要求1所述的结构改良的电子水表，其特征在于：所述过滤盒(25)的底部开有第一主进水口(251)、侧部开有辅助进水口(252)，所述过滤盒(25)内设置有一能上下浮动的阀片(27)，该阀片(27)向上浮起能将第一主进水口(251)露出，该阀片(27)向下落下能将第一主进水口(251)封住；所述叶轮盒(26)的底部开有第二主进水口(261)，所述叶轮盒(26)的侧部开有靠近辅助进水口(252)布置的射流孔(262)。

3.根据权利要求2所述的结构改良的电子水表，其特征在于：所述过滤盒(25)底部的内侧面上设置有向上布置的限位柱(253)，对应的，所述阀片(27)上开有与该限位柱(253)相插配连接的限位孔(271)。

4.根据权利要求1或2或3所述的结构改良的电子水表，其特征在于：所述安装腔(281)的下端口内侧设置有一密封圈(282)，该密封圈(282)上开有供叶轮轴(212)穿过的通孔(283)。

5.根据权利要求1或2或3所述的结构改良的电子水表，其特征在于：还包括壳体(3)、计量线路板(4)及主线路板(5)，所述壳体(3)设于底座(1)上方并具有与底座(1)内腔(10)的上端口相配合连接的安装口(30)，所述计量线路板(4)设于壳体(3)内腔(10)的下部并与磁阻传感器连接，所述主线路板(5)设于壳体(3)中并与计量线路板(4)连接。

6.根据权利要求5所述的结构改良的电子水表，其特征在于：所述壳体(3)内侧设置有与安装口(30)相对应的安装槽(32)，所述的计量线路板(4)设于该安装槽(32)内，所述安装槽(32)内还设置有第二防磁罩(6)且该第二防磁罩(6)位于计量线路板(4)下方。

7.根据权利要求1或2或3所述的结构改良的电子水表，其特征在于：还包括主线路板(5)，所述壳体(3)上设置有用于显示水表读数的显示屏(31)，该显示屏(31)与所述主线路板(5)连接。

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