CN107843309B - 一种智能水表用光电采样器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种智能水表用光电采样器，包括上壳体和下壳体，上壳体安装在下壳体上端面，在下壳体内设有采样机构，采样机构从下向上依次包括下基板、上基板、第一PCBA板和第二PCBA板；下基板上设有多组驱动齿轮，驱动齿轮中心处设有输出轴，输出轴的下端固定在下基板上，在上基板、第一PCBA板上分别设有供输出轴穿过的通孔，输出轴的上端设有码盘，码盘位于第一PCBA板的上侧，第二PCBA板位于码盘的上侧；驱动齿轮根据十进制进行计数，包括代表最高位驱动齿轮和最低位驱动齿轮，在最低位驱动齿轮外设有输入磁缸，输入磁缸包括支架和磁铁，磁铁设于支架上，支架的上端设有与最低位的驱动齿轮相啮合的齿圈。本发明提高了光电采样器的计数精度。
Description
技术领域
本发明涉及智能水表技术领域，尤其涉及一种智能水表用光电采样器。
背景技术
现有的一种智能水表，包括设置在机芯内的计数器和光电采样器，计数器中包括多个字轮盘，光电采样器中包括多个设有红外光电管和控制芯片的PCBA板，将两个PCBA板分别设置在字轮盘的两侧，一个PCBA板用于发射光信号，另一个PCBA板用于接收光信号。在字轮盘上设有供光线穿过的凹槽，当字轮盘转动时，光信号有穿透和阻断两种可能，根据字轮盘的位置，相应形成一组代码，最后通过控制芯片将代码翻译成十进制数据从而实现计数。也就是说现有的光电采样器是直接通过计数器中的字轮盘进行采样，并将采样的光信号通过PCBA板上的控制芯片转换为十进制数据的电信号，再将该电信号发送给上位机，上位机接收电信号后供用户读取。但是由于现有的机芯是浸泡在水中工作的，因此导致光电采样器处于一个湿度较大的环境中，而光电采样器不具备很好的防水、防潮能力，因此很容易被损坏，尤其是光电采样器中的PCBA板，一旦受潮将会导致计数不准确，当计数较多时，会导致用户多缴纳水费，而当计数较少时，又会导致自来水公司遭受损失，可能引发诸多问题。因此现有的一体式智能水表存在计数器与光电采样器结构相互依赖无法分离的问题，同时光电采样器所处的环境较为恶劣，增大了光电采样器计数不准确的风险，在光电采样器损坏后需要直接更换新的机芯，导致机芯的使用寿命也较短。
发明内容
本发明提供了一种智能水表用光电采样器，该种采样器可以单独配置在具有输出磁缸的机械水表外，采样时无需依靠计数器中的字轮盘，结构简单，使用、更换都较为方便。
本发明所采用的技术方案是，一种智能水表用光电采样器，包括上壳体和下壳体，所述的上壳体安装在所述的下壳体上端面，在所述的下壳体内设有采样机构，所述的采样机构从下向上依次包括下基板、上基板、第一PCBA板和第二PCBA板；所述的下基板上设有多组驱动齿轮，所述的驱动齿轮中心处设有输出轴，所述的输出轴的下端固定在所述的下基板上，在所述的上基板、第一PCBA板上分别设有供所述的输出轴穿过的通孔，所述的输出轴的上端设有码盘，所述的码盘位于所述的第一PCBA板的上侧，所述的第二PCBA板位于所述的码盘的上侧；所述的驱动齿轮根据十进制进行计数，包括代表最高位驱动齿轮和最低位驱动齿轮，在所述的最低位驱动齿轮外设有输入磁缸，所述的输入磁缸包括支架和磁铁，所述的磁铁设于所述的支架上，所述的支架的上端设有与所述的最低位的驱动齿轮相啮合的齿圈。
采用以上技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明中的光电采样器可以直接搭配带有输出磁钢的机械水表使用，使光电采样器脱离了机芯这类较为潮湿的安装环境，提高了其计数精度、延长了使用寿命，同时光电采样器在采样时使用的是其自身所设置的码盘，不必依靠机芯中的计数器机构中字轮盘，安装和更换光电采样器都更为方便，降低了使用、维修成本，提高了维修效率。
作为改进，所述的磁铁为圆环型，所述的支架设有容置所述的磁铁的空腔，所述的支架设有转轴，所述的齿圈设于所述的转轴的上端，所述的转轴的下端位于所述的空腔中，所述的磁铁套在所述的转轴的下端，该种结构的支架不仅起支撑、传递转动的作用同时具有防磁作用，支架罩在磁铁外，可以避免人为利用外部磁铁控制输入磁缸从而影响计数的问题。
作为改进，所述的驱动齿轮包括5组，分别代表十进制数值中的个位、十位、百位、千位、万位，所述的个位所对应的驱动齿轮与所述的输入磁缸相啮合，所述的输入磁缸代表十分之一位，该种结构用于配合输出磁缸与计数器中代表十分之一位的驱动齿轮相同步的计数器结构。
作为改进，所述的驱动齿轮包括6组，分别代表十进制数值中的十分之一位、个位、十位、百位、千位、万位，所述的十分之一位所对应的驱动齿轮与所述的输入磁缸相啮合，所述的输入磁缸代表百分之一位，该种结构用于配合输出磁缸与计数器中代表百分之一位的驱动齿轮相同步的计数器结构。
作为改进，所述的驱动齿轮包括7组，分别代表十进制数值中的百分之一位、十分之一位、个位、十位、百位、千位、万位，所述的百分之一位所对应的驱动齿轮与所述的输入磁缸相啮合，所述的输入磁缸代表千分之一位，该种结构用于配合输出磁缸与计数器中代表百分之一位的驱动齿轮相同步的计数器结构。
作为改进，所述的上壳体和下壳体之间设有橡胶密封圈，使得上壳体与下壳体之间的密封性更好，提高整个壳体的防水、防潮能力。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图
图2为本发明剖视图
图3为本发明爆炸图
图4为上基板结构示意图
图5为支架结构示意图
图6为支架俯视图
图中所示，1、上壳体，2、下壳体，3、采样机构，31、下基板，32、上基板，33、第一PCBA板，34、第二PCBA板，311、驱动齿轮，312、输出轴，313、码盘，4、输入磁缸，41、支架，411、转轴，42、磁铁，5、输出磁缸，6、橡胶密封圈，7、天线。
具体实施方式
如图1至6所示，一种智能水表用光电采样器，包括上壳体1和下壳体2，上壳体1安装在下壳体2的上端面，上壳体和下壳体之间设有橡胶密封圈6；在下壳体2内设有采样机构3，采样机构3从下向上依次包括下基板31、上基板32、第一PCBA板33和第二PCBA板34；在下基板31上设有多组驱动齿轮311，驱动齿轮的中心设有输出轴312，输出轴312的下端固定在下基板31上，在上基板32、第一PCBA板33上分别设有供输出轴312穿过的通孔，在输出轴的上端设有码盘313，码盘313位于第一PCBA板33的上侧，第二PCBA板34位于码盘的上侧，在第一PCBA板33和第二PCBA板34上设均设有多个红外光电管，其中第一PCBA板和第二PCBA板结构相同，当第二PCBA板34用于发射光信号时，则第一PCBA板33用于接收光信号，当第一PCBA板33用于发射光信号时，则第二PCBA板34用于接收光信号；多组驱动齿轮根据十进制进行计数，包括代表最高位驱动齿轮和最低位驱动齿轮，其中，在最低位驱动齿轮外设有输入磁缸4，输入磁缸4包括支架41和磁铁42，磁铁42设于支架41上，支架41的上端设有与最低位的驱动齿轮相啮合的齿圈。在本发明中，磁铁为圆环型，支架设有容置磁铁的空腔，支架中部设有转轴411，齿圈位于转轴411的上端，转轴的下端位于空腔中，磁铁42套在转轴的下端。计数器中的字轮盘与光电采样器中的码盘结构相同，只是字轮盘的周向侧壁上设有0-9的刻度值，而码盘上无需设置。
本发明中的光电采样器包括三种结构，在第一种结构中，驱动齿轮311包括5组，分别代表十进制数值中的个位、十位、百位、千位、万位，个位所对应的驱动齿轮311与输入磁缸4相啮合，输入磁钢上端设有齿圈，齿圈转动带动个位所对应的驱动齿轮311转动，齿圈转十圈，驱动齿轮转一圈，因此输入磁缸4代表十进制中的十分之一位；在第二种结构中，驱动齿轮311包括6组，分别代表十进制数值中的十分之一位、个位、十位、百位、千位、万位，十分之一位所对应的驱动齿轮与输入磁缸相啮合，输入磁缸代表百分之一位；在第三种结构中，驱动齿轮311包括7组，分别代表十进制数值中的百分之一位、十分之一位、个位、十位、百位、千位、万位，百分之一位所对应的驱动齿轮与输入磁缸相啮合，输入磁缸代表千分之一位。每种结构的光电采样器在使用时与计数器是相配合的，比如，计数器中的输出磁缸5同步的是十分之一位的驱动齿轮时，则使用光电采样器中的第一种结构，在使用时将光电采样器固定在机械水表的上侧，使计数器的输出磁缸5与光电采样器的输入磁缸4相对，输出磁缸5与输入磁缸4之间存在磁耦合，当输出磁缸转动时将带动输入磁缸同步转动，输入磁缸转动时将通过齿圈带动最低位的驱动齿轮转动，然后各组驱动齿轮依次转动，在驱动齿轮转动时，位于其上端的码盘同步旋转，此时第二PCBA板开始发射光信号，第一PCBA板上的控制芯片通过判定码盘313的位置形成一组光电数据信号，在第二PCBA板34上还设有天线7，当第一PCBA板和第二PCBA板计数完成后将通过控制芯片和天线7将光电数据信号输送给上位机，上位机接收信号后供用户直接读取。输出磁缸5的结构和输入磁缸4的结构可以相同，也可以不同，主要是磁铁的形状可以进行改变，例如可以将输出磁缸5中的磁铁设置为多个圆型的结构，并将该多个圆型磁铁嵌入在输出磁缸的支架上，如图2中所示的输出磁缸结构。
在使用本发明时，只需将本发明设置在包括输出磁缸5的机械水表外即可组成智能水表，使得智能水表中的计数器与光电采样器相互独立，光电采样器通过自身设置的码盘进行采样计数，不必依靠计数器中的字轮盘，计数更准确，安装、更换光电采样器都更为方便，同时保证了光电采样器所处环境较为干燥，降低了第一PCBA板和第二PCBA板被损坏的风险，降低了使用成本。在机械水表外加装光电采样器即可成为智能水表，使得智能水表的生产、组装更简单。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述的实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中各部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。
Claims (4)
1.一种智能水表用光电采样器，其特征在于，包括上壳体(1)和下壳体(2)，所述的上壳体安装在所述的下壳体上端面，在所述的下壳体(2)内设有采样机构(3)，所述的采样机构(3)从下向上依次包括下基板(31)、上基板(32)、第一PCBA板(33)和第二PCBA板(34)；
所述的下基板(31)上设有多组驱动齿轮(311)，所述的驱动齿轮(311)中心处设有输出轴(312)，所述的输出轴(312)的下端固定在所述的下基板(31)上，在所述的上基板(32)、第一PCBA板(33)上分别设有供所述的输出轴穿过的通孔，所述的输出轴的上端设有码盘(313)，所述的码盘(313)位于所述的第一PCBA板(33)的上侧，所述的第二PCBA板(34)位于所述的码盘(313)的上侧；所述的驱动齿轮(311)根据十进制进行计数，包括代表最高位驱动齿轮和最低位驱动齿轮，在所述的最低位驱动齿轮外设有输入磁缸(4)，所述的输入磁缸包括支架(41)和磁铁(42)，所述的磁铁设于所述的支架上，所述的支架(41)的上端设有与所述的最低位的驱动齿轮相啮合的齿圈；
所述的磁铁(42)为圆环型，所述的支架(41)设有容置所述磁铁的空腔，所述的支架设有转轴(411)，所述的齿圈设于所述的转轴的上端，所述的转轴的下端位于所述的空腔中，所述的磁铁(42)套在所述的转轴(411)的下端；
所述的上壳体(1)和下壳体(2)之间设有橡胶密封圈(6)。
2.根据权利要求1所述的一种智能水表用光电采样器，其特征在于，所述的驱动齿轮(311)包括5组，分别代表十进制数值中的个位、十位、百位、千位、万位，所述的个位所对应的驱动齿轮与所述的输入磁缸4相啮合，所述的输入磁缸代表十分之一位。
3.根据权利要求1所述的一种智能水表用光电采样器，其特征在于，所述的驱动齿轮(311)包括6组，分别代表十进制数值中的十分之一位、个位、十位、百位、千位、万位，所述的十分之一位所对应的驱动齿轮与所述的输入磁缸相啮合，所述的输入磁缸(4)代表百分之一位。
4.根据权利要求1所述的一种智能水表用光电采样器，其特征在于，所述的驱动齿轮(311)包括7组，分别代表十进制数值中的百分之一位、十分之一位、个位、十位、百位、千位、万位，所述的百分之一位所对应的驱动齿轮与所述的输入磁缸相啮合，所述的输入磁缸(4)代表千分之一位。
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