CN107328451A - 机械传感器式电子水表 - Google Patents

Abstract

本发明是机械传感器式电子水表，由机械式基表，和接受磁场信号并进行计算机处理的电路盒两部分组成，所述的基表由产生水流信号的机芯和密封水道的壳体组成；所述的电路盒内分上、下两部分，下部是由防磁罩保护的磁隧道效应传感器，上部是装有锂电池的主电路板，主电路板顶上是液晶显示器。优点：1）表内置电池不更换，能正常工作十几年以上；2）不受潮湿工作环境的侵害；同时具有防磁干扰，防非法拆卸，防灰尘污染等功能；3）保证水表计量精度不受水压变化的影响。叶轮的设计，保证了灵敏耐磨；比重接近水的密度，随水流规律运动；4）防磁结构既不受外界强磁场干扰，又引导内部磁场不对水中的铁锈产生吸附作用。

Description

机械传感器式电子水表

技术领域

本发明涉及的是一种机械传感器式电子水表，属于流量的测量领域。

背景技术

机械水表，以及脉冲式水表和直读式水表的转速流量比，只能是一个固定的比值，即水表齿轮组的变速比。电子水表中的关键部件-单板机电路，最怕水的侵害。特别是超低功耗的技术要求，别说进一滴水，哪怕工作环境湿度增大，造成正负线路间的放电电流增大。就足以使电池提前耗尽，让远传水表失效。

其次，传感器的方式目前采用磁隧道效应管。因为水表的信号源在基表水中的叶轮上，而传感器与电路置于电路盒中。为了防止水的侵害，相隔2道防水壁墙。信号能正常传递的只有磁场最为可靠。但是磁场会吸附水中的铁锈，阻塞叶轮的转动；外部强磁场会干扰内部传感器的工作，使得水表不能正常计量。

发明内容

本发明提供了一种机械传感器式电子水表，其目的旨在解决现有技术所存在的上述缺陷，它不需外部供电，不用换电池能工作12年以上、密封性能好，符合国家水表精度等级要求的高灵敏度又不会误走。

本发明的技术解决方案：机械传感器式电子水表，其结构由机械式基表，和接受磁场信号并进行计算机处理的电路盒两部分组成，所述的基表由产生水流信号的机芯和密封水道的壳体组成；所述的电路盒内分上、下两部分，下部是由防磁罩保护的磁隧道效应传感器，上部是装有锂电池的主电路板，主电路板上是液晶显示器。

本发明的优点：

1）毫安级的超低功耗的电路设计，表内置电池不更换，能正常工作十几年以上；

2）电路盒的结构和出线设计，不受潮湿工作环境的侵害；同时具有防磁干扰，防非法拆卸，防灰尘污染等功能；

3）机芯的设计，保证水表计量精度不受水压变化的影响。叶轮的设计，保证了灵敏耐磨；比重接近水的密度，随水流规律运动；

4）防磁结构设计，既不受外界强磁场干扰，又引导内部磁场不对水中的铁锈产生吸附作用。

附图说明

附图1是机械传感器式电子水表的结构示意图。

附图2是机械式基表的结构示意图。

附图3是机芯结构示意图。

附图4是叶轮结构示意图。

附图5是电路盒结构示意图。

具体实施方式

机械传感器式电子水表，由机械式基表，和接受磁场信号并进行计算机处理的电路盒两部分组成，所述的基表由产生水流信号的机芯和密封水道的壳体组成；所述的电路盒内分上、下两部分，下部是由防磁罩保护的磁隧道效应传感器，上部是装有锂电池的主电路板，主电路板顶上是液晶显示器。

所述基表是由产生水流信号的机芯和密封水道的壳体组成。

所述机芯阀座下部是滤网口，阀门接叶轮盒；叶轮盒内的叶轮顶部嵌有磁铁棒。

所述叶轮是单顶针玛瑙套，小磁棒小钢珠结构，叶轮的下端镶嵌稳定套。

所述电路盒内的下部是由防磁罩保护的磁隧道效应传感器，上部是装有锂电池的主电路板，主电路板上部是液晶显示器。

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案：

如图1所示，机械传感器式电子水表，其结构由机械式基表，和接受磁场信号并进行计算机处理的电路盒两部分组成，所述的基表由产生水流信号的机芯和密封水道的壳体组成；所述的电路盒内分上、下两部分，下部是由防磁罩保护的磁隧道效应传感器，上部是装有锂电池的主电路板，主电路板顶上是液晶显示器。

如图2、3所示，基表是机械传感器式电子水表对流量的测量部件。它是由产生水流信号的机芯和密封水道的壳体组成。

所述机芯是水表计量的关键部件。水流由图中表壳的右侧入水口流入，从机芯的阀座下部滤网口，推开阀门流入叶轮盒。水流推动叶轮盒里的叶轮转动，从叶轮盒上部流出图中表壳的左侧出水口。叶轮的顶部嵌有钐钴材料的高强度小磁铁棒。叶轮转动，磁铁棒产生的磁场也就转动。磁场翻转，触发了它上方水表电路盒内的磁隧道效应传感器，产生脉冲信号，唤醒CPU工作，计数累加水量并存储。

当进入表壳的水流变小到8升/小时以下，不足以推开机芯的阀门，阀门关闭。水流全部从阀座侧壁的小孔流入叶轮盒，直接推动叶轮转动，可以做到“滴水就走”。由于电子计数式水表可以提供沿叶轮计量曲线插值计量系数，所以滴水的小流量也可以按滴水的系数计算流量。

当水表出口管道全部关闭，没有稳定水流时。管道内水压会波动变化；或者邻居开启水龙阀门，水锤产生。叶轮就会不规则转动。水表电路盒内传感器同样产生脉冲信号。由于CPU能对叶轮转动的周期精确计算到毫秒级，从而能精确地判断，叶轮是匀速运动还是非匀速运动。匀速运动就计数累加，非匀速运动就抛弃。从而避免了水压变化或者水锤产生的“误走”。

压盖由不锈钢的顶盖，工程塑料制作的上压盖，下压盖组成。顶盖和上压盖是表壳上口的密封部件，它可以承受2MPa的压力。下压盖由于处于水表密封部件的水中，当水压变化时，它与叶轮盒组成了不受水压影响的，保持固定形状的计量水道。从而避免了内压式水表受压力变化影响水表计量精度的弊病。

如图4所示，叶轮是水表计量的最重要的部件。它的比重值和摩擦系数是影响计量精度的主要因数。叶轮机构采取了如图5所示的单顶针玛瑙套，小磁棒小钢珠的结构，大大减少了比重大材料的体积。从而既保证叶轮整体比重减轻至1.065克/立方厘米，接近水的比重。又使转动部件材料是不锈钢（顶针）对玛瑙（套），不锈钢（钢珠）对不锈钢（顶盖）。保证了运动部件的摩擦系数小，刚性和耐磨性能极高。钐钴材料的磁棒体积小，磁场强度高至2200高斯。保证了电路盒的传感器所需磁场的冗余度达到4-5倍。磁铁的下部有0#铁导磁圈，将下方的大部分N极磁力线聚集引导回S极。长颈孔的深度，保证叶轮下方流水部位的磁场强度几乎为零。避免了干式水表叶轮磁铁吸附铁锈阻塞叶轮运动的致命弊端。叶轮的下端镶嵌稳定套，避免大水流冲击时叶轮摆动影响水表计量精度。

如图5所示，电路盒内的下部是由防磁罩保护的磁隧道效应传感器，上部是装有锂电池的主电路板，主电路板上部是液晶显示器。

电路盒内的单板机是超低功耗技术，机械传感器式电子水表的功耗只有8微安。内置的锂电池理论上可以使用45年以上，现场运行的水表目前也达到10年以上。

机械传感器式电子水表，物联网抄表箱构成的抄表系统，已全部采用电池供电，就可以做到天天抄一次表，使用6-12年以上。而直读式水表却必须使用外部的交流电源，才能保证数据自动远传。

电路盒的结构提供了防水，防磁，防拆，防尘等功能。

Claims (6)

1.机械传感器式电子水表，其特征是由机械式基表，和接受磁场信号并进行计算机处理的电路盒两部分组成，所述的基表由产生水流信号的机芯和密封水道的壳体组成；所述的电路盒内分上、下两部分，下部是由防磁罩保护的磁隧道效应传感器，上部是装有锂电池的主电路板，主电路板顶上是液晶显示器。

2.根据权利要求1所述的机械传感器式电子水表，其特征是所述基表是由产生水流信号的机芯和密封水道的壳体组成。

3.根据权利要求2所述的机械传感器式电子水表，其特征是机芯的压盖由无磁性金属的顶盖，工程塑料的上压盖，下压盖组成。

4. 根据权利要求2所述的机械传感器式电子水表，其特征是所述机芯阀座下部是滤网口，阀门接叶轮盒；叶轮盒内的叶轮顶部嵌有磁铁棒。

5.根据权利要求4所述的机械传感器式电子水表，其特征是所述

叶轮是单顶针玛瑙套，小磁棒小钢珠结构，磁棒下有导磁圈；叶轮的下端镶嵌稳定套。

6.根据权利要求1所述的机械传感器式电子水表，其特征是所述电路盒内的下部是由防磁罩保护的磁隧道效应传感器，上部是装有锂电池的主电路板，主电路板上部是液晶显示器。