CN109798943A - 一种基于电阻应变式传感器的水表或流量计结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于电阻应变式传感器的水表或流量计结构，包括测量管段体及设于测量管段体外侧的测量主机，测量管段体具有流体通道，测量管段体固设有可受力形变的封装件，该封装件内设有由其进行密封绝缘的电阻应变式传感器，电阻应变式传感器包括弹性元件及电阻应变片，弹性元件随封装件的局部一同伸入至流体通道内并基于流体的冲击而产生形变，电阻应变片贴设于弹性元件的表面并随弹性元件的形变而改变自身的电阻；电阻应变片与测量主机电连接并将自身的电阻阻值传输至测量主机。本发明具有以下优点和效果：改变了传统机械式水表的结构，将水表由机械式结构转变为电子模式，从而为水表和流量计的多功能和智能化提供了良好基础。
Description
技术领域
本发明涉及水表、流量计领域，特别涉及一种基于电阻应变式传感器的水表或流量计结构。
背景技术
目前，市场上大部分的水表构造主要由叶轮、水流导向装置、变速齿轮等机械零件组合而成，其结构单一，只能用作水量统计，很难扩展其他功能。故改进传统水表及流量计的结构，并扩展其功能的多样化是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于电阻应变式传感器的水表或流量计结构，改变了传统机械式水表的结构，将水表由机械式结构转变为电子模式，从而为水表和流量计的多功能和智能化提供了良好基础。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于电阻应变式传感器的水表或流量计结构，包括测量管段体及设于测量管段体外侧的测量主机，所述的测量管段体为中空构件并具有一供流体流通的流体通道，所述的测量管段体至少固设有一个可受力形变的封装件，该封装件内设有由其进行密封绝缘且与其匹配的电阻应变式传感器，所述的电阻应变式传感器包括弹性元件及电阻应变片，所述的弹性元件随封装件的局部一同伸入至流体通道内并基于流体的冲击而产生形变，所述的电阻应变片贴设于弹性元件的表面并随弹性元件的形变而改变自身的电阻；所述的电阻应变片与测量主机电连接并将自身的电阻阻值传输至测量主机。
进一步设置为：所述的弹性元件呈钢条状，所述的电阻应变片贴设于弹性元件的中间位置。
进一步设置为：所述的测量管段体设有与封装件相匹配的安装孔，所述的封装件插设于安装孔,所述的封装件的外周固设有与安装孔的内壁相抵的定位块，所述的定位块的上方设有用于固定封装件的密封盖板。
进一步设置为：所述的密封盖板与位于安装孔处的测量管段体部分之间固设有第一密封圈，所述的密封盖板与定位块之间固设有第二密封圈。
进一步设置为：所述的测量主机包括主机壳体及位于主机壳体内的电路板，所述的电路板上至少配置有控制单元及为控制单元供电的电源，所述的主机壳体设于安装孔处，且插设于安装孔内的封装件伸入至主机壳体内并通过锁定螺栓与主机壳体相固定，所述的电阻应变式传感器通过导线分别与电路板上的电源及控制单元相连。
进一步设置为：所述的主机壳体的外侧设有液晶显示屏，该液晶显示屏通过导线分别与电路板上的电源及控制单元相连。
进一步设置为：所述的电路板还配置有警报单元，该警报单元分别与电路板上的电源及控制单元电连接。
本发明的有益效果是：
1、电阻应变式传感器设于封装件内，该封装件起到密封绝缘的作用，可防止电阻应变式传感器与流体通道内的水接触而发生短路现象。且封装件可受力形变，不会阻碍弹性元件被流体通道的水冲刷而形变的动作。具体的，弹性元件随封装件的局部一同伸入至流体通道内，随着流体通道内水的通过，封装件同弹性元件一起在水的冲刷下发生形变，弹性元件会根据流体通道内水流动时流量的大小变化而弯曲变化，同时附着其上的电阻应变片也随着产生形变，电阻应变片将形变转化为电阻值的变化，然后通过测量主机计算可以测量力的大小。由此可将基于水的流量及流速得到可视化的数值来进行多功能、智能化的扩展，为后续的电子化创造提供良好的基础。
2、本发明既具有水表功能，又具有流量计功能。作为水表功能，可记录流体通道内自来水的用水量，而作为流量计功能，它不但能显示管道自来水的瞬时流量，通过它还能作为自来水公司区间管道自来水漏耗和用户管道自来水漏耗监控报警功能，比如一般自来水用户每天用水时间大约在1-3小时，而且用水时间是断断续续的，假如用户自来水管道出现漏水，它是长时间连续有流量的，我们设定连续流量超过100升/小时、连续流量3小时以上的报警功能，如果某用户管道自来水漏耗超过3小时，本发明通过报警单元可向用户或自来水公司报警，从而及时得到修复和处理，以达到降低管道自来水漏耗率和国家所提倡节约用水的目的。
附图说明
图1为实施例的结构示意图；
图2为实施例中封装件的俯视图；
图3为实施例中封装件的剖视图一；
图4为实施例中封装件的剖视图二；
图5为实施例中电路板的结构框图。
图中：1、测量管段体；10、流体通道；11、安装孔；2、测量主机；20、主机壳体；3、封装件；30、定位块；31、插入腔；4、电阻应变式传感器；41、弹性元件；42、电阻应变片；6、密封盖板；71、第一密封圈；72、第二密封圈；8、锁定螺栓；91、电源；92、控制单元；93、液晶显示屏；94、警报单元。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参考图1至图5，一种基于电阻应变式传感器的水表或流量计结构，包括测量管段体1及设于测量管段体1外侧的测量主机2，测量管段体1为中空构件并具有一供流体流通的流体通道10，测量管段体1至少固设有一个可受力形变的封装件3，该封装件3内设有由其进行密封绝缘且与其匹配的电阻应变式传感器4。在本实施例中，封装件3的数量为一个，且该封装件3的中间设有供电阻应变式传感器4插入的插入腔31,电阻应变式传感器4插入并限位于该插入腔31内。
电阻应变式传感器4包括弹性元件41及电阻应变片42，弹性元件41随封装件3的局部一同伸入至流体通道10内并基于流体的冲击而产生形变，电阻应变片42贴设于弹性元件41的表面并随弹性元件41的形变而改变自身的电阻；电阻应变片42与测量主机2电连接并将自身的电阻阻值传输至测量主机2。封装件3的局部和弹性元件41一同伸入至流体通道10内，当流体通道10内的水流通时，会冲击封装件3和弹性元件41。另封装件3由塑料制成，且具有可形变的特征，当水冲击封装件3时封装件3会同弹性元件41一起发生形变，弹性元件41会根据流体通道10内水流动时流量的大小变化而弯曲变化，同时附着其上的电阻应变片42也随着产生形变，电阻应变片42将形变转化为电阻值的变化，然后通过测量主机2计算可以测量力的大小。封装件3起到密封绝缘电阻应变式传感器4的作用，可防止弹性元件41和电阻应变片42与流体通道10内的水接触而导致短路现象的发生。
弹性元件41呈钢条状，且电阻应变片42贴设于弹性元件41的中间位置。
测量管段体1设有与封装件3相匹配的安装孔11，封装件3插设于安装孔11,封装件3的外周固设有与安装孔11的内壁相抵的定位块30，封装件3通过定位块30与安装孔11的内壁相抵，使封装件3不会在晃动下产生径向偏移，保证封装件3的稳定性。同时，定位块30的上方设有用于固定封装件3的密封盖板6，将该密封盖板6与封装件3固定，再将密封盖板6与测量管段体1固定即可,连接方式可采用螺栓或焊接等方式均可。
另为了保证本发明的密封性能，在密封盖板6与位于安装孔11处的测量管段体1部分之间固设有第一密封圈71，密封盖板6与定位块30之间固设有第二密封圈72。利用第一密封圈71和第二密封圈72的微变形，有效的补偿所出现间隙，加强密封性能。
另测量主机2包括主机壳体20及位于主机壳体20内的电路板，电路板上至少配置有控制单元92及为控制单元92供电的电源91，主机壳体20设于安装孔11处，且插设于安装孔11内的封装件3伸入至主机壳体20内并通过锁定螺栓8与主机壳体20相固定，电阻应变式传感器4通过导线分别与电路板上的电源91及控制单元92相连。电阻应变式传感器4内的电阻应变片42通过导线与控制单元92相连，控制单元92可采用STM32单片机，控制单元92用于接收电阻应变式传感器4内电阻应变片42所传递的电阻阻值，并通过瞬态的阻值变化、周期性阻值变化或某段时间内的阻值变化等来对应计算出对应的瞬时流量或流速、某段时间内的流量或平均流量等多种数据，由此实现多功能、智能化的扩展，为后续的电子化智能水表创造提供良好的基础。
主机壳体20的外侧设有液晶显示屏93，该液晶显示屏93通过导线分别与电路板上的电源91及控制单元92相连，电源91为液晶显示屏93供电，控制单元92将计算出流速流量等数据发送至液晶显示屏93，液晶显示屏93显示实时数据供用户直观的查看。
电路板还配置有警报单元94，该警报单元94分别与电路板上的电源91及控制单元92电连接，警报单元94可为LED灯及蜂鸣器。当自来水管道内发生漏水时，它是长时间连续有流量的，故电阻应变式传感器4会时刻检测到该数据，此时警报单元94可发出警报来提醒用户。同时，警报单元94还可扩展配置无线通信模块与自来水公司联动，当发生自来水管泄漏时及时向自来水公司发出警报。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (7)
1.一种基于电阻应变式传感器的水表或流量计结构，包括测量管段体(1)及设于测量管段体(1)外侧的测量主机(2)，所述的测量管段体(1)为中空构件并具有一供流体流通的流体通道(10)，其特征在于：
所述的测量管段体(1)至少固设有一个可受力形变的封装件(3)，该封装件(3)内设有由其进行密封绝缘且与其匹配的电阻应变式传感器(4)，所述的电阻应变式传感器(4)包括弹性元件(41)及电阻应变片(42)，所述的弹性元件(41)随封装件(3)的局部一同伸入至流体通道(10)内并基于流体的冲击而产生形变，所述的电阻应变片(42)贴设于弹性元件(41)的表面并随弹性元件(41)的形变而改变自身的电阻；所述的电阻应变片(42)与测量主机(2)电连接并将自身的电阻阻值传输至测量主机(2)。
2.根据权利要求1所述的一种基于电阻应变式传感器的水表或流量计结构，其特征在于：所述的弹性元件(41)呈钢条状，所述的电阻应变片(42)贴设于弹性元件(41)的中间位置。
3.根据权利要求1所述的一种基于电阻应变式传感器的水表或流量计结构，其特征在于：所述的测量管段体(1)设有与封装件(3)相匹配的安装孔(11)，所述的封装件(3)插设于安装孔(11),所述的封装件(3)的外周固设有与安装孔(11)的内壁相抵的定位块(30)，所述的定位块(30)的上方设有用于固定封装件(3)的密封盖板(6)。
4.根据权利要求3所述的一种基于电阻应变式传感器的水表或流量计结构，其特征在于：所述的密封盖板(6)与位于安装孔(11)处的测量管段体(1)部分之间固设有第一密封圈(71)，所述的密封盖板(6)与定位块(30)之间固设有第二密封圈(72)。
5.根据权利要求3所述的一种基于电阻应变式传感器的水表或流量计结构，其特征在于：所述的测量主机(2)包括主机壳体(20)及位于主机壳体(20)内的电路板，所述的电路板上至少配置有控制单元(92)及为控制单元(92)供电的电源(91)，所述的主机壳体(20)设于安装孔(11)处，且插设于安装孔(11)内的封装件(3)伸入至主机壳体(20)内并通过锁定螺栓(8)与主机壳体(20)相固定，所述的电阻应变式传感器(4)通过导线分别与电路板上的电源(91)及控制单元(92)相连。
6.根据权利要求5所述的一种基于电阻应变式传感器的水表或流量计结构，其特征在于：所述的主机壳体(20)的外侧设有液晶显示屏(93)，该液晶显示屏(93)通过导线分别与电路板上的电源(91)及控制单元(92)相连。
7.根据权利要求5所述的一种基于电阻应变式传感器的水表或流量计结构，其特征在于：所述的电路板还配置有警报单元(94)，该警报单元(94)分别与电路板上的电源(91)及控制单元(92)电连接。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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