CN109060047A - 一种测量饮水量的水杯流量计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量饮水量的水杯流量计，包括凹凸管和叶轮：所述凹凸管包括凹管部和凸管部，所述凹管部包括入水管口和凹陷端，所述凸管部包括出水管口和凸出端；所述入水管口的中心线和所述出水管口的中心线平行；所述叶轮置于所述凸管部，且所述叶轮的中心线与所述出水管口中心线重合。本发明通过利用水杯流量计的凹凸管对水流进行缓冲和下压，使得从入水管口流入的水在到达凹凸管的最高点后再流经叶轮以保证水流和叶轮垂直，满足水在通过叶轮时流通量充足，从而保证水杯流量计计算的饮水脉冲数误差减小到最小。

Description

一种测量饮水量的水杯流量计

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种测量饮水量的水杯流量计

背景技术

水作为人赖以生存的物体之一，良好的喝水习惯可以影响到一个人的健康状态，市场上渐渐出现了各式各样的智能水杯用于统计用户的饮水量从而培养用户良好的饮水习惯。

饮水量测量方式中比较常见的是智能水杯上报用户的每次饮水量，饮水量数据通过传感器流量计获得脉冲数，并通过饮水量和流量计脉冲数线性关系公式，用户使用水杯喝水时，水经过流量计带动流量计的叶轮转动，流量计因为转动产生脉冲，通过流量计产生的脉冲数来获得经过流量计的水容量，然而当流量计倾斜的时候，当水经过叶轮的时候，流通量不充分，导致通过计算脉冲计算出来的水容量比实际水容量要大，用流量计测量饮水量因为流通量不充分导致的误差，大部分是通过误差补偿的方式来解决这个问题，也就是根据脉冲计算出来的值另外加一个补偿值，这个补偿值根据经验获得，可以适应一小部分人群，然后这样做误差还是比较大。

目前现有技术中智能水杯没有很好的方案解决当流量计叶轮没有足够通水量造成流量计计算脉冲时产生较大误差的问题。

公开号为CN107736773A的专利公开了一种可测定饮水量的儿童智能水杯及其促进饮水的方法，其包括杯体和设置在杯体上方的杯盖；所述杯盖包括外盖和内盖，外盖扣装在内盖外部，外盖上设置吸嘴，内盖内部设置流量传感器，所述流量传感器包括叶轮外壳、叶轮、磁铁、磁力传感器和感应电路板；叶轮外壳水平倒扣嵌入内盖凹槽，叶轮水平置入叶轮外壳与内盖之间的空间，叶轮上设置4个磁铁，磁力传感器安装在内盖之上，所述吸嘴连通至所述叶轮外壳与内盖之间的空间，该发明可测量与记录儿童的饮水量，但是该方法所述流量传感器叶轮可能会因为没有足够通水量造成较大测量误差。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种测量饮水量的水杯流量计，可以保证水流和流量计叶轮是垂直的，从而保证水的流通量充足，通过流量计的脉冲计算饮水量就是准确的，减小饮水量测量误差。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种测量饮水量的水杯流量计，包括凹凸管和叶轮：

所述凹凸管包括凹管部和凸管部，所述凹管部包括入水管口和凹陷端，所述凸管部包括出水管口和凸出端；

所述入水管口的中心线和所述出水管口的中心线平行；

所述叶轮置于所述凸管部，且所述叶轮的中心线与所述出水管口中心线重合。

优选的，所述凹陷端到所述入水管口与所述出水管口之间的中心线距离为所述入水管口直径，所述凸出端到所述入水管口与所述出水管口之间的中心线距离为所述出水管口直径。

优选的，所述水杯流量计呈“S”型。

优选的，所述入水管口的直径和所述出水管口的直径相等。

优选的，所述入水管口中心线到所述凹陷端中心线的距离等于所述出水管口中心线到所述凸出端中心线的距离。

优选的，所述凸管部还包括叶轮固定座，用于将所述叶轮的转动轴两端固定于所述凸管部。

优选的，所述叶轮包括四个叶片，所述叶片均匀分布，且所述叶片顶端与所述凹凸管管壁接触。

优选的，所述叶轮的叶片与叶轮的转动轴之间设置有垫片。

与现有技术相比，本发明通过利用水杯流量计的凹凸管对水流进行缓冲和下压，使得从入水管口流入的水在到达凹凸管的最高点后再流经叶轮以保证水流和叶轮垂直，满足水在通过叶轮时流通量充足，从而保证水杯流量计计算的饮水脉冲数误差减小到最小。

附图说明

图1为实施例一提供一种测量饮水量的水杯流量计结构图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

本实施例提供一种测量饮水量的水杯流量计，包括凹凸管100和叶轮200：

所述凹凸管100包括凹管部110和凸管部120，所述凹管部110包括入水管口111和凹陷端112，所述凸管部120包括出水管口121和凸出端122；

所述入水管口111的中心线和所述出水管口121的中心线平行；

所述叶轮200置于所述凸管部120，且所述叶轮200的中心线与所述出水管口121中心线重合。

本实施例提供的测量饮水量的水杯流量计是一种叶轮式流量计，叶轮式流量计的工作原理是将叶轮置于被测流体中，受流体流动的冲击而旋转，以叶轮旋转的快慢来反映流量的大小，本实施例用户通过水杯进行饮水时通过水杯流量计的叶轮来测量水流经过的脉冲数从而获得用户的饮水量。

目前的智能水杯通过叶轮流量计进行饮水量测量，流量计测量饮水量的原理在于用户使用水杯喝水时，水经过流量计带动流量计的叶轮转动，流量计因为转动产生脉冲，通过流量计产生的脉冲数来获得经过流量计的水容量，缺点在于，当流量计倾斜的时候水经过叶轮时流通量不充分，可能导致通过计算脉冲计算出来的水容量比实际水容量要大，用流量计测量饮水量因为流通量不充分导致的误差，大部分是通过误差补偿的方式来解决这个问题，也就是根据脉冲计算出来的值另外加一个补偿值，这个补偿值根据经验获得，可以适应一小部分人群，但是通过此种方法进行改进仍然不能避免产生较大误差。

现有技术流量计通常没有关于凹凸管或者对于水的流通量进行相关设计的方案，例如公开号为CN107736773A的专利所公开的一种可测定饮水量的儿童智能水杯及其促进饮水的方案，通过在水杯的杯盖内部设置流量传感器，该流量传感器通过叶轮外壳、叶轮、磁铁、磁力传感器和感应电路板组成，通过叶轮获得用户的饮水量，当叶轮位置倾斜时或者水流相对于叶轮倾斜时将导致水流通过时没有足够的流通量，叶轮所获得脉冲数就会有较大误差。

为解决水流经流量计叶轮流通量不充分的问题，本实施例提供一种水杯流量计，通过改造流量计的结构，保证用户每次饮水时，水流经流量计时垂直通过流量计，从而保证水流过流量计的流通量充足，使流量计对用户饮水测量更加准确。本实施例提供的水杯流量计设计为凹凸管100，当水从凹管110的入水管口111进入时，先到凹管100的凹陷端，然后随着水的压力增加，会将水压到凸管120，然后流至凸管120的凸出端122并从凸出端的最高点流下的水，经过叶轮，到出水口，从而保证水流和叶轮的垂直，从而保证水的流通量充足。

本实施例提供的水杯流量计的安装方式有多种，例如可以安装在智能水杯内胆里面，水杯流量计的出水管口121可以直接作为用户饮水的入水口，用户饮水时，水流经过水杯流量计的如水管口到达出水管口，通过叶轮测量水流的脉冲数换算出用户的饮水量。为了提高用户的饮水体验，在本实施例的一种优选方案中，为防止出水管口因用户饮水产生移动，将出水管口固定于智能水杯的杯口处；另一方面，本实施例的水杯流量计也可以安装于类似于专利号CN107736773A提供的带杯盖和吸管的水杯中，将水杯流量计安装与杯盖内部，本是实施例提供的凹凸管相当于该专利所述的叶轮外壳，但是叶轮外壳的形状为凹凸管，叶轮位于凹凸管的凸管部，水流经过流量计的凹凸管可以保证水流和流量计叶轮的垂直位置，从而保证水的流通量充足，通过流量计的脉冲计算饮水量也就是准确的。

所述入水管口111的中心线和所述出水管口121的中心线平行，且叶轮200的中心线和出水管口121中心平行。

所述入水管口111的中心线表示入水管口中心点所延伸的虚拟线，其它中心线同理，所述入水管口111的中心线和所述出水管口121的中心线平行，且叶轮200的中心线和出水管口121中心平行，即入水管口111、出水管口121以及叶轮在同一方向上平行，通过保持入水管口111、出水管口121以及叶轮的在同一方向，可以使水流从同一方向流进进再从同一方向流出，从而保证水流和流量计叶轮垂直，同时可以有效提高水的流速。

优选的，所述凹陷端112到所述入水管口111与所述出水管口121之间的中心线距离为所述入水管口111直径，所述凸出端到所述入水管口与所述出水管口之间的中心线距离为所述出水管口直径。

本实施例所提供的凹凸管入水管口和出水管口不限形状，例如可以是多边形或者不规则形状，在本实施例的一种优选方案中凹凸管为圆形管，即如水管口和出水管口都为圆形，以凹凸管100的中心线即入水管口111和出水管口121的中心线为参照线，凹陷端112到该参照线的距离为凹陷距离，凸出端122到该参照线的距离为凸出距离，通过保持凹陷距离与入水管口以及凸出端与出水管口的直径相等，使得进入入水管口的水量大小通过凹陷端112和凸出端122对水流进行适当冲压，在满足水流垂直流至叶轮的同时，减小凹凸管的受力，水流过大造成流量计的损坏，可延长凹凸管的使用寿命。

优选的，所述入水管口的直径和所述出水管口的直径相等。

通过保持水杯流量计的入水管管口和出水管管口的直径相等，可以有效保证流量计中入水量和出水量的相等，同时进一步提高水流经过叶轮时充足的流通量，本实施例结合所述凹陷端112到所述入水管口111与所述出水管口121之间的中心线距离为所述入水管口111直径，所述凸出端到所述入水管口与所述出水管口之间的中心线距离为所述出水管口直径。入水管口111的直径和出水管口121的直径相等，即凹陷端112的凹陷距离和凸出端122的凸出距离相等，根据能量守恒原理，动能转化为势能，当凹凸管将水流压到最低端即凹陷端时，动能达到最大，继而动能转化为重力势能，水流流至最高点即凸出端，通过保持凹陷距离和凸出距离相等可以避免水流速度过小而不能通过凹凸管的凸出端的情况；

另一方面，通过设置管口直径相等已经凹陷端的凹陷距离和突出距离相等，凹管110和凸管120关于中心对称，不仅造型美观，且在生产加工过程中更加简单，可以有效提高生产率。

优选的，所述入水管口中心线到所述凹陷端中心线的距离等于所述出水管口中心线到所述凸出端中心线的距离。

本实施例如水管口112和出水管口122直径相等，此时凹管部和凸管部呈对称形状，结构美观的同时，可以保证水流一定速度的流入及流出，可以有效延长叶轮的使用寿命。

优选的，所述水杯流量计呈“S”型。

通过将水杯流量计设置为“S”状而不是“Z”状或者其他形状的原因在于，“S”型可以使水杯流量计凹凸管的凹陷端和凸出端线条平缓，相对来说可以让水流经过时有一定的缓冲效果，在一定程度上可以有效避免长期使用水杯水的流动造成流量计的损坏，可以延长水杯的使用寿命。

优选的，所述凸管部还包括叶轮固定座，用于将所述叶轮的转动轴两端固定于所述凸管部。

本实施例叶轮设置于凸管部，叶轮的叶片安装与转动轴上，当有水流冲击时叶片会转动，通过计算叶片的转动频率以获得叶轮的脉冲数，通过将叶轮的转动轴两端固定于凸管部，可以避免叶轮在水流的冲击下位置偏移，防止叶轮位置偏移造成测量结果不准。

优选的，所述叶轮包括四个叶片，所述叶片均匀分布，且所述叶片顶端与所述凹凸管管壁接触。

通过均匀分布的四个叶轮叶片对流经的水流进行脉冲数计算，叶片之间均匀分布可以使叶轮实现恒转速，可以有效提高测量结果的准确性，本实施例的叶轮叶片的大小根据流量计凹凸管的大小决定，凹凸管直径大叶轮叶片也相应增大，同理凹凸管直径减小叶轮叶片也相应减小，叶片顶端和凹凸管管壁接触，使得叶轮和凹凸管管壁形成紧密的结构，减少水流和叶轮的间隙，测量结果更加准确。

优选的，所述叶轮的叶片与叶轮的转动轴之间设置有垫片。

通过叶轮的叶片和叶轮的转动轴之间设置垫片防止叶片因故不转动，避免叶片运行不稳定。

本实施例通过利用水杯流量计的凹凸管对水流进行缓冲和下压，使得从入水管口流入的水在到达凹凸管的最高点后再流经叶轮以保证水流和叶轮垂直，满足水在通过叶轮时流通量充足，从而保证水杯流量计计算的饮水脉冲数误差减小到最小。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种测量饮水量的水杯流量计，其特征在于，包括凹凸管和叶轮：

所述凹凸管包括凹管部和凸管部，所述凹管部包括入水管口和凹陷端，所述凸管部包括出水管口和凸出端；

所述入水管口的中心线和所述出水管口的中心线平行；

所述叶轮置于所述凸管部，且所述叶轮的中心线与所述出水管口中心线重合。

2.如权利要求1所述的一种测量饮水量的智能水杯流量计，其特征在于，

所述凹陷端到所述入水管口与所述出水管口之间的中心线距离为所述入水管口直径，所述凸出端到所述入水管口与所述出水管口之间的中心线距离为所述出水管口直径。

3.如权利要求1所述的一种测量饮水量的智能水杯流量计，其特征在于，所述水杯流量计呈“S”型。

4.如权利要求1所述的一种测量饮水量的智能水杯流量计，其特征在于，所述入水管口的直径和所述出水管口的直径相等。

5.如权利要求1所述的一种测量饮水量的智能水杯流量计，其特征在于，所述入水管口中心线到所述凹陷端中心线的距离等于所述出水管口中心线到所述凸出端中心线的距离。

6.如权利要求1所述的一种测量饮水量的智能水杯流量计，其特征在于，所述凸管部还包括叶轮固定座，用于将所述叶轮的转动轴两端固定于所述凸管部。

7.如权利要求1所述的一种测量饮水量的智能水杯流量计，所述叶轮包括四个叶片，所述叶片均匀分布，且所述叶片顶端与所述凹凸管管壁接触。

8.如权利要求1所述的一种测量饮水量的智能水杯流量计，所述叶轮的叶片与叶轮的转动轴之间设置有垫片。