CN206194027U - 一种插卡式流量监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种插卡式流量监控装置，包括IC卡插口及设置在IC卡插口内的读卡器，读卡器的输出端与单片机的输入端相连，单片机的输出端控制连接进水阀及水泵，进水阀和水泵均设置在饮水机内部，出水管道内还设置有流量计量装置，流量计量装置的输出端与单片机相连。本实用新型能够准确地对饮水机的出水量进行监控，并实时显示IC卡内的余额，且结构简单，成本低廉，安全可靠，适用性强。

Description

一种插卡式流量监控装置

技术领域

本实用新型涉及流量监控技术领域，尤其涉及一种插卡式流量监控装置。

背景技术

目前，饮水机用水表主要采用IC卡计费的方式，利用现代传感技术和智能IC卡技术对水量进行计量，并进行数据传递，IC卡式水表主要IC卡插口及设置在IC卡插口内的读卡器，在使用时将IC卡插入IC卡插口内，利用读卡器对IC卡内的读数进行读取，并利用流量计对用水量进行统计，实现实时扣费。但是这种方式主要是利用流量计实现计数，流量计由于长时间与水接触，长时间使用后会逐渐老化，从而使计数不准确，甚至使装置的使用寿命降低。

申请号为2012202332900的中国专利公开了一种法兰式超声波流量计，包括法兰盘、套管、超声波换能器、反射片、螺母、螺栓及电子控制装置，利用超声波换能器发出超声波来对流量进行监控，这种监控方式虽然准确可靠，但是由于超声波换能器的费用较高，使得成本大大增加，此外，由于本装置需要安装法兰及套管，占用空间较大，不适宜在家庭用自来水管上使用，因此此种超声波流量计不适宜大范围使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种插卡式流量监控装置，能够准确地对饮水机的出水量进行监控，并实时显示IC卡内的余额，且成本低廉，安全可靠。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种插卡式流量监控装置，包括IC卡插口及设置在IC卡插口内的读卡器，所述读卡器的输出端与单片机的输入端相连，单片机的输出端控制连接进水阀及水泵，所述进水阀和水泵均设置在饮水机内部，所述出水管道内还设置有流量计量装置，流量计量装置的输出端与单片机相连。

所述流量计量装置包括设置在出水管道内的节流装置，所述节流装置处还设置有导压管及差压计，导压管的一端设置于出水管道内，另一端与差压计相连，差压计的输出端与单片机相连。

所述差压计的输出端经防抖电路连接单片机，所述防抖电路采用功率放大器，功率放大器的正相输入端接地，反向输入端经第一电阻连接差压计的输出端，功率放大器的反向输入端还经第一电容连接功率放大器的输出端，功率放大器的输出端与单片机相连。

所述单片机的输出端经控制电路分别连接进水阀及水泵，所述控制电路采用场效应管，场效应管的栅极经第二电阻连接差压计的输出端，场效应管的栅极还经第一稳压二极管接地，第一稳压二极管两端并联有第三电阻，第三电阻两端并联有第四电阻，所述场效应管的源极接地，所述场效应管的漏极经第一二极管连接电源正极，第一二极管的两端并联有第二电容，所述场效应管的漏极分别连接进水阀及水泵。

所述场效应管采用增强型场效应管。

所述单片机的输出端还连接有用于显示IC卡内余额的显示装置，显示装置设置于IC卡插口旁。

所述单片机的输出端还连接有报警装置，所述报警装置采用蜂鸣器，蜂鸣器的正极经第五电阻连接电源正极，蜂鸣器的负极连接第一三极管的集电极，所述蜂鸣器的负极还经第二二极管连接蜂鸣器的正极，所述第一三极管的发射极接地，第一三极管的基极经第六电阻连接单片机的输出端，第一三极管的基极还经第七电阻接地。

所述单片机及流量计量装置均经电源调理装置连接电源，所述电源调理装置采用稳压器，稳压器的输入端经第三电容接地，稳压器的输出端还经第三二极管连接第八电阻的一端，第八电阻的另一端连接电源正极，第八电阻的另一端还经第四二极管接地，第四二极管两端并联有第五二极管，所述稳压器的地端接地，稳压器的输出端经第四电容接地，第四电容两端依次并联有第五电容和第六电容，所述稳压器的输出端分别连接单片机及流量计量装置。

所述稳压器采用LM7805稳压器。

本实用新型通过在饮水机的出水管道上设置流量计量装置来对饮水机的出水量进行实时监控，并通过单片机实现实时扣费，计量准确，安全可靠；流量计量装置采用节流装置、导压管及差压计，节流装置使得水流在节流装置处形成局部增加，从而使流速增加，静压力降低，从而在节流装置前后形成静压力差，导流管将水流导入差压计，差压计根据根据节流装置产生的静压力差，来测量水流的压力，通过节流装置、导压管及差压计的配合，使得水流的监测更加准确；差压计的输出端经防抖电路与单片机相连，防抖电路能够对差压计测量的结果进行调整，使得输入单片机的信号更加稳定，减小输入误差；单片机的输出端经控制电路连接进水阀和水泵，控制电路采用场效应管，场效应管具有输入电阻高、噪声小、功耗小、动态范围大及安全工作区域宽的优点，能够稳定地实现对控制阀的控制，安全可靠；单片机的输出端还连接有报警装置，当IC卡内的余额低于设定值时，报警装置提醒用于及时续费，能够有效地防止用户因欠费而造成停水，从而给用户的生活带来不便的问题；单片机及流量计量装置均经电源调理装置连接电源，电源调整装置能够将输入电源调整至稳定的电压，使得装置的工作更加稳定。本实用新型能够准确地对饮水机的出水量进行监控，并实时显示IC卡内的余额，且结构简单，成本低廉，安全可靠，适用性强。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型所述防抖电路的电路原理图；

图3为本实用新型所述控制电路的电路原理图；

图4为本实用新型所述报警装置的电路原理图；

图5为本实用新型所述电源调理装置的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都属于本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸地连接，或一体连接，可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图5所示，本实用新型包括IC卡插口及设置在IC卡插口内的读卡器，读卡器的输出端与单片机的输入端相连，单片机的输出端控制连接进水阀及水泵，进水阀和水泵均设置在饮水机内部，进水阀用于控制水流，水泵用于为水流提供动力，进水阀和水泵均为饮水机的现有装置，其结构不再赘述，由于饮水机中的水经层层净化后水压会减小，所以需要利用水泵为水流提供动力。

出水管道内还设置有流量计量装置，流量计量装置的输出端与单片机相连，流量计量装置用于计算水的流量，包括设置在出水管道内的节流装置，节流装置用于使得水流在节流装置处形成局部增加，从而使流速增加，静压力降低，从而在节流装置前后形成静压力差，节流装置处还设置有导压管及差压计，导压管的一端设置于出水管道内，另一端与差压计相连，差压计的输出端与单片机相连，导流管用于将水流导入差压计，差压计用于根据根据节流装置产生的静压力差，来测量水流的压力，并将测量结果输入单片机，由单片机根据水流的压力计算流量。

差压计的输出端经防抖电路连接单片机，防抖电路用于对差压计测量的结果进行调整，使得输入单片机的信号更加稳定，减小输入误差，防抖电路采用功率放大器U1，功率放大器U1的正相输入端接地，功率放大器U1的反相输入端经第一电阻R1连接差压计的输出端，功率放大器U1的反相输入端还经第一电容C1连接功率放大器U1的输出端，功率放大器U1的输出端与单片机相连。

单片机的输出端经控制电路分别连接进水阀及水泵，控制电路用于控制水泵及进水阀的开闭，控制电路采用场效应管Q1，在本实施例中，场效应管Q1采用增强型场效应管，场效应管Q1的栅极连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接单片机的输出端，场效应管Q1的栅极还经第一稳压二极管VD1接地，第二电阻R2的另一端还经第三电阻R3接地，第三电阻R3两端并联有第四电阻R4，场效应管Q1的源极接地，场效应管Q1的漏极经第一二极管D1连接电源正极，第一二极管D1的两端并联有第二电容C2，场效应管Q1的漏极分别连接进水阀及水泵。

当单片机输出信号时，场效应管Q1导通，进水阀及水泵得电，进水阀打开，水泵转动，开始供水。

单片机的输出端还连接有报警装置，报警装置采用蜂鸣器B1，蜂鸣器B1的正极经第五电阻R5连接电源正极，蜂鸣器B1的负极连接第一三极管VT1的集电极，蜂鸣器B1的负极还经第二二极管D2连接蜂鸣器B1的正极，第一三极管VT1的发射极接地，第一三极管VT1的基极经第六电阻R6连接单片机的输出端，第一三极管VT1的基极还经第七电阻R7接地。

当单片机输出报警信号时，第一三极管VT1导通，蜂鸣器B1得电开始报警。

单片机、流量计量装置及报警装置均经电源调理装置连接电源，电源调理装置采用稳压器U2，在本实施例中，稳压器U2采用LM7805稳压器，稳压器U2的输入端经第三电容C3接地，稳压器U2的输出端还经第三二极管D3连接第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端连接电源正极，第八电阻R8的另一端还经第四二极管D4接地，第四二极D4管两端并联有第五二极管D5，稳压器U2的地端接地，稳压器U2的输出端经第四电容C4接地，第四电容C4两端依次并联有第五电容C5和第六电容C6，稳压器U2的输出端分别连接单片机、流量计量装置及报警装置。

单片机的输出端还连接有显示装置，显示装置设置于IC卡插口旁，用于显示IC卡内的余额。

本实用新型在工作时，首先将IC卡插入IC卡插口内，读卡器读取IC卡内的余额，并将读取到的信息发送至单片机，单片机输出电平，场效应管Q1导通，进水阀及水泵得电，进水阀打开，水泵转动，开始供水；此时，节流装置使得水流在节流装置处形成局部增加，从而使流速增加，静压力降低，从而在节流装置前后形成静压力差，导流管将水流导入差压计，差压计根据节流装置产生的静压力差，来测量水流的压力，并将测量结果输入单片机，由单片机根据水流的压力计算流量，同时单片机根据流量对IC卡内的费用进行扣除。

当IC卡内的余额低于设定值时，单片机输出报警信号，第一三极管VT1导通，蜂鸣器B1得电开始报警，同时，显示装置显示“余额不足”，提醒用户及时续费；当IC卡内的余额为零时，单片机无控制信号输出，此时场效应管Q1截止，进水阀及水泵断电，进水阀闭合，水泵停止转动，饮水机停止工作。单片机根据水流的压力计算流量、单片机扣费及单片机输出报警信号的控制过程和控制原理均为现有技术，且本实用新型的发明点不在于此，故不再赘述。

本实用新型能够准确地对饮水机的出水量进行监控，并实时显示IC卡内的余额，且结构简单，成本低廉，安全可靠，适用性强。

Claims (9)

1.一种插卡式流量监控装置，包括IC卡插口及设置在IC卡插口内的读卡器，其特征在于：所述读卡器的输出端与单片机的输入端相连，单片机的输出端控制连接进水阀及水泵，所述进水阀和水泵均设置在饮水机内部，所述出水管道内还设置有流量计量装置，流量计量装置的输出端与单片机相连。

2.如权利要求1所述的一种插卡式流量监控装置，其特征在于：所述流量计量装置包括设置在出水管道内的节流装置，所述节流装置处还设置有导压管及差压计，导压管的一端设置于出水管道内，另一端与差压计相连，差压计的输出端与单片机相连。

3.如权利要求2所述的一种插卡式流量监控装置，其特征在于：所述差压计的输出端经防抖电路连接单片机，所述防抖电路采用功率放大器，功率放大器的正相输入端接地，反向输入端经第一电阻连接差压计的输出端，功率放大器的反向输入端还经第一电容连接功率放大器的输出端，功率放大器的输出端与单片机相连。

4.如权利要求3所述的一种插卡式流量监控装置，其特征在于：所述单片机的输出端经控制电路分别连接进水阀及水泵，所述控制电路采用场效应管，场效应管的栅极经第二电阻连接差压计的输出端，场效应管的栅极还经第一稳压二极管接地，第一稳压二极管两端并联有第三电阻，第三电阻两端并联有第四电阻，所述场效应管的源极接地，所述场效应管的漏极经第一二极管连接电源正极，第一二极管的两端并联有第二电容，所述场效应管的漏极分别连接进水阀及水泵。

5.如权利要求4所述的一种插卡式流量监控装置，其特征在于：所述场效应管采用增强型场效应管。

6.如权利要求5所述的一种插卡式流量监控装置，其特征在于：所述单片机的输出端还连接有用于显示IC卡内余额的显示装置，显示装置设置于IC卡插口旁。

7.如权利要求6所述的一种插卡式流量监控装置，其特征在于：所述单片机的输出端还连接有报警装置，所述报警装置采用蜂鸣器，蜂鸣器的正极经第五电阻连接电源正极，蜂鸣器的负极连接第一三极管的集电极，所述蜂鸣器的负极还经第二二极管连接蜂鸣器的正极，所述第一三极管的发射极接地，第一三极管的基极经第六电阻连接单片机的输出端，第一三极管的基极还经第七电阻接地。

8.如权利要求7所述的一种插卡式流量监控装置，其特征在于：所述单片机及流量计量装置均经电源调理装置连接电源，所述电源调理装置采用稳压器，稳压器的输入端经第三电容接地，稳压器的输出端还经第三二极管连接第八电阻的一端，第八电阻的另一端连接电源正极，第八电阻的另一端还经第四二极管接地，第四二极管两端并联有第五二极管，所述稳压器的地端接地，稳压器的输出端经第四电容接地，第四电容两端依次并联有第五电容和第六电容，所述稳压器的输出端分别连接单片机及流量计量装置。

9.如权利要求8所述的一种插卡式流量监控装置，其特征在于：所述稳压器采用LM7805稳压器。