CN206876243U - 一种水表及其计量电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于计量水表技术领域，提供了一种水表及其计量电路，所述电路包括电源模块、检测水流量并输出流速信号的石墨烯流量传感器、根据所述流速信号生成并存储用水数据的控制芯片和显示所述用水数据的显示单元；所述控制芯片分别与所述电源模块、所述石墨烯流量传感器和所述显示单元连接。电路结构简单，电子器件少，可靠性高，减少成本，且易于实现用户结算日冻结水量的数据收集，为全面实施阶梯水价，提供了技术保障。
Description
技术领域
本实用新型属于水表计量技术领域，尤其涉及一种水表及其计量电路。
背景技术
水资源是人类赖以生存、必不可少的资源，节约用水已经成为我们的共识。目前，我国多个城市已经开始实行阶梯水价，来引导居民节约用水，缓解水资源短缺的状况，实行阶梯水价需要获得用户结算日的日冻结水量，这对用户的水表提出了一定的要求。
目前，传统的水表普遍采用机械式水表，这种水表需要加装字轮直读装置，机械结构复杂、精度差、可靠性差，且无冻结用水量的功能。行业内现有的电子水表如超声波水表和电磁式水表，虽然可以实现日结算冻结用水量的功能，但成本相对较高、测量精度差，无法实现有效的普及。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种水表计量电路，旨在解决传统的技术方案中存在的水表成本相对较高、测量精度差、难以实现日结算冻结用水量的功能的问题。
一种水表计量电路所述电路包括电源模块、检测水流量并输出流速信号的石墨烯流量传感器、根据所述流速信号生成并存储用水数据的控制芯片和显示所述用水数据的显示单元；所述控制芯片分别与所述电源模块、所述石墨烯流量传感器和所述显示单元连接。
进一步，所述石墨烯传感器包括石墨烯传感元件，以及分别设置在所述石墨烯传感元件相对两端的两个检测电极。
进一步，所述石墨烯传感元件为带状石墨烯编织网。
进一步，还包括响应开关，所述响应开关与所述控制芯片连接，所述响应开关控制所述显示单元的开闭。
进一步，所述电源模块包括蓄电池和供电电路，所述供电电路连接于所述蓄电池和所述控制芯片之间。
进一步，所述电源模块还包括电源接口，所述电源接口和所述供电电路连接，可接入外部电源。
进一步，还包括通信接口，所述通信接口与所述控制芯片连接。
进一步，所述通信接口包括通信端子和电源端子，所述通信端子用于通信信号，所述电源端子用于传输电源。
进一步，还包括无线通信单元，所述无线通信单元与所述控制芯片电性连接。
此外，还提供了一种水表，所述水表包括上述的水表计量电路。
上述的水表计量电路通过控制芯片控制石墨烯流量传感器检测供水管道的流速信号，并经计算得到用水数据，管理用户用水信息，电路结构简单，电子器件少，可靠性高，减少成本，且易于实现用户结算日冻结水量的数据收集，为全面实施阶梯水价，提供了技术保障。
附图说明
图1为本实用新型第一实施例提供的水表计量电路的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的石墨烯流量传感器的结构示意图；
图3为本实用新型第二实施例提供的水表计量电路的结构示意图；
图4为本实用新型第三实施例提供的水表计量电路的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图1示出了本实用新型较佳实施例提供的水表计量电路的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
一种水表计量电路，包括控制芯片1、石墨烯流量传感器2、电源模块3和显示单元4。
控制芯片1为可编程控制器件，优选为低功耗单片机芯片，控制电路中其他部分的运行。石墨烯流量传感器2与控制芯片1连接，用于检测供水的水流速，并将检测到的流速信号输出给控制芯片1，控制芯片1根据流速信号和时间生成用水数据。如图2所示，石墨烯传感器3包括石墨烯传感元件21，以及分别设置在所述石墨烯传感元件21相对两端的两个检测电极22。具体的，该两个检测电极22在水的流动方向上沿石墨烯传感元件21两端相对设置，当水流过石墨烯传感元件21，在两个检测电极22之间产生电势差，即流速信号。使用时，石墨烯传感元件21贴附固定于管道的内表面，检测电极22与控制芯片1连接，石墨烯传感元件21通过检测电极22将流速信号传送给控制芯片1。其中，这两个检测电极22中一个为正检测电极、另一个为负检测电极。优选地，该石墨烯传感元件21优选为带状石墨烯编织网。
其中，电路还包括存储单元，所述存储单元集成于在控制芯片1内部或扩展于所述控制芯片1的外部，用于存储控制芯片1生成的用户用水数据，控制芯片1从石墨烯流量传感器2接收流速信号，经过处理后得到用户的用水数据，并存储在存储单元中。具体的，累计用水量到达0.0001立方米时，存储一次用水数据，即用户每使用0.0001立方米水时，存储单元更新一次用水量，水表的计量精度可达0.0001立方米。
显示单元4与控制芯片1连接，用于显示用水数据，例如当前用水量、当月月用水量等，控制芯片1从存储单元调用当前的用水数据，并通过该显示单元4显示，用户可以通过该显示单元4查看用水数据。优选地，电路还包括响应开关，响应开关与控制芯片1连接，响应开关闭合时，显示单元4显示当前用水量，通常情况下响应开关处于断开状态，显示未导通。具体的，水表设有一个防尘盖，该防尘盖与水表枢接并覆盖显示单元4，防尘盖闭合时，响应开关处于断开状态，显示单元4关闭，当打开防尘盖时，响应开关闭合，显示单元4导通并显示当前用水量，显示单元4仅在用户需要查看当前用水量时导通，节省电能，减少不必要的电能浪费。在本实施例中，该显示单元4为液晶显示屏。
如图3所示，电源模块3与控制芯片1连接，用于提供电路所需的电源，电源模块3包括蓄电池31和供电电路32，供电电路32连接于蓄电池31和控制芯片1之间。该蓄电池31优选为一次性锂电池，且电池电量足够电路长时间使用，所选电池容量，可以保证维持电路的正常工作八年以上。电源模块3还包括电源接口33，电源接口33与供电电路32连接，同时外接外部电源。其中，供电电路32包括稳压电路、电压转换电路等，将蓄电池31或外部电源提供的电压转换成电路中各个单元可用的电压。具体的，电源模块3有两种供电模式，一是通过电源接口33连接的外部电源供电，此时，控制芯片1工作在正常状态，控制芯片1控制石墨烯流量传感器2的信号采集频率为每秒一次，石墨烯流量传感器2将检测到的流速信号传送给控制芯片1，控制芯片1根据流速信号和时间计算生成用水数据，同时，控制芯片1判断流速信号是否有变化，若有变化，则将信号采集频率提高到每秒两次，并计算用水用水数据。另一种供电方式是通过蓄电池31供电，此时控制芯片1工作在低功耗状态，控制芯片1控制石墨烯流量传感器2的信号采集频率为每两秒一次，石墨烯流量传感器2将检测到的流速信号传送给控制芯片1，控制芯片1根据流速信号和时间计算生成用水数据，同时，控制芯片1判断流速信号是否有变化，若有变化，则将信号采集频率提高到每秒一次，并计算用水数据。电路通过电源接口33接入外部电源时，电路处于正常工作状态，电源接口33未接入外部电源时，电路处于低功耗状态，防止外部电源故障或停电导致电路无法工作，并在蓄电池31工作时节省电源，延长电路使用寿命。
如图4所示，进一步，电路还包括通信接口，该通信接口与控制芯片1连接，通过通信接口实现控制芯片1与外部设备的通信连接，控制芯片1通过通信接口接收到控制信号，并执行相应动作。具体的，该通信接口可用于抄收实时水量，以及日期、时间、每月冻结用水量、密钥、抄表日等参数的设置，方便用户对电路的的设置，且简化了抄表流程，易于管理。在本实施例中，通信接口包括通信端子和电源端子，通信端子用于通信信号，电源端子用于传输电源，即通信接口的电源端子可以作为上述的电源接口33。通过该通信接口同时传输通信信号和电源，简化了接口电路，其中，该通信接口为USB接口。优选地，电路还可设有无线通信单元，无线通信单元与控制芯片1电性连接，用于远距离的抄表和参数的远程设置等，其功能与有线通信单元基本相同。同时，通过该无线通信单元，水表易于接入相应的物联网平台，实现水表、供水系统、缴费系统的综合管理，实现供水管理的智能化。该无线通信单元可以为蓝牙通信模块、RS485通信模块、RF通信模块等。
进一步，本实用新型实施例还提供了一种水表，包括上述的水表计量电路。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水表计量电路，其特征在于，所述电路包括：电源模块、检测水流量并输出流速信号的石墨烯流量传感器、根据所述流速信号生成并存储用水数据的控制芯片和显示所述用水数据的显示单元；所述控制芯片分别与所述电源模块、所述石墨烯流量传感器和所述显示单元连接。
2.如权利要求1所述的水表计量电路，其特征在于，所述石墨烯传感器包括石墨烯传感元件，以及分别设置在所述石墨烯传感元件相对两端的两个检测电极。
3.如权利要求2所述的水表计量电路，其特征在于，所述石墨烯传感元件为带状石墨烯编织网。
4.如权利要求1所述的水表计量电路，其特征在于，还包括响应开关，所述响应开关与所述控制芯片连接，所述响应开关控制所述显示单元的开闭。
5.如权利要求1所述的水表计量电路，其特征在于，所述电源模块包括蓄电池和供电电路，所述供电电路连接于所述蓄电池和所述控制芯片之间。
6.如权利要求5所述的水表计量电路，其特征在于，所述电源模块还包括电源接口，所述电源接口和所述供电电路连接，可接入外部电源。
7.如权利要求1所述的水表计量电路，其特征在于，还包括通信接口，所述通信接口与所述控制芯片连接。
8.如权利要求7所述的水表计量电路，其特征在于，所述通信接口包括通信端子和电源端子，所述通信端子用于通信信号，所述电源端子用于传输电源。
9.如权利要求1所述的水表计量电路，其特征在于，还包括无线通信单元，所述无线通信单元与所述控制芯片电性连接。
10.一种水表，其特征在于，所述水表包括如权利要求1至权利要求9中任意一项所述的水表计量电路。
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