CN208887699U - 一种智能水表 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种智能水表，属于机械技术领域，它解决了现有智能水表使用效果差的问题。本智能水表包括：本体，开设有容置腔；叶轮，嵌设在容置腔内，叶轮上方安装有计数器，计数器通过中心齿轮与叶轮相连，计数器一侧设置有蜗轮轴，且蜗轮轴底部套设有与中心齿轮相连的感应齿轮，感应齿轮上安装有磁钢；传感接头，伸入容置腔，传感接头上安装有与磁钢对应设置的霍尔传感器IC，且霍尔传感器IC与附随感应齿轮转动的磁钢相配合而使霍尔电路导通，霍尔电路的输出端将信号传递至计量单片机；防磁片，卡接在计数器上，上述传感接头穿过防磁片并延伸至感应齿轮上方；保护罩，位于计数器上方并与本体扣合连接。本实用新型具有使用效果好的特点。

Description

一种智能水表

技术领域

本实用新型属于机械技术领域，涉及一种智能水表，特别是一种能精准计量的智能水表。

背景技术

市场上的水表已经广泛使用各种智能型水表，水表抄表系统等产品也开始兴起，基于电磁或者电子原理来进行工作，不同于传统的机械式水表，目前智能水表电往往采用磁流量计或超声流量计或电子流量传感器进行操作。

一般智能水表在工作时，水流量通过水表内腔，带磁环的叶轮组件产生旋转，与电子流量传感器内嵌有磁环的运动构件在非接触的状态下达成耦合而同步旋转，产生磁场量的变化，从而由感应元件精准的获取电子信号，并将信号与控制电路连接。控制电路对信号进行计算处理，实现计量的目的。

除此之外，现有智能水表匹配无线远传功能，通过数据采集集中器、传输网络以及计算机系统，将信号转换后，由数据采集器动态地采集并存储，然后集中到相应的系统中，通过计算机软件进行统一的处理，即将计量数据转换到无线射频模块，实现无线远程传输的功能，从而达到用水管理的目的。

但由于水表内产生的磁场会影响流量计的数据，长期使用容易造成水表度数不准确，或出现漏水等现象，不利于正常使用。

综上所述，为解决现有的智能水表结构上的不足，本实用新型设计了一种结构合理、使用效果好的智能水表。

发明内容

本实用新型为解决现有技术存在的问题，提供了一种结构合理、使用效果好的智能水表。

本实用新型的目的可通过以下技术方案来实现：一种智能水表，包括：

本体，内部开设有容置腔，本体一侧开设有与容置腔联通的安装孔；

叶轮，嵌设在容置腔内，叶轮上方安装有计数器，所述计数器通过中心齿轮与叶轮相连，计数器一侧设置有蜗轮轴，且蜗轮轴底部套设有与中心齿轮相连的感应齿轮，感应齿轮上安装有磁钢；

传感接头，贯穿安装孔并部分伸入容置腔，传感接头上安装有与磁钢对应设置的霍尔传感器IC，且霍尔传感器IC与附随感应齿轮转动的磁钢相配合而使霍尔电路导通，霍尔电路的输出端将信号传递至计量单片机；

防磁片，卡接在计数器上，上述传感接头穿过防磁片并延伸至感应齿轮上方；

保护罩，位于计数器上方并与本体扣合连接，在保护罩与计数器之间还安装有玻璃板。

作为本案的进一步改进，所述防磁片包括基部，基部上开设有供传感接头穿过的通孔，基部上下两侧弯折延伸形成两卡接部，两卡接部分别卡接在蜗轮轴上且感应齿轮位于两侧部之间。

作为本案的又一步改进，基部左右两侧分别向外延伸有防护部、隔离部，所述隔离部朝着蜗轮轴弯折设置，防护部一侧设置有若干锯齿状断面。

作为本案的进一步改进，基部左右两侧分别设置加强筋。

作为本案的又一步改进，传感接头靠近霍尔传感器IC的部位采用纯铁制成。

作为本案的进一步改进，计数器内安装有若干传动轴，每个传动轴上均套设有传动齿轮，各传动齿轮依次啮合设置，首尾两个传动齿轮分别与中心齿轮、感应齿轮相互啮合。

作为本案的又一步改进，蜗轮轴、各齿轮轴的顶部均固连有指针。

作为本案的进一步改进，霍尔传感器IC的引脚1接地，引脚3与电源电压VCC连接，电阻R1一端与引脚3连接，另一端作为输出端，且引脚2与输出端连接，电容C1一端与电源电压VCC连接，另一端接地。

作为本案的又一步改进，霍尔传感器IC的引脚1接地，引脚3与电源电压VCC连接，电源电压VCC上连接有电容C2且电容C2接地，引脚2上依次串联有电阻R2、电阻R3，且电阻R3与电源电压VCC连接，电阻R2两端并联有电容C3，电阻R2靠近电阻R3一端为输出端。

作为本案的进一步改进，霍尔传感器IC的引脚1接地，引脚3与电源电压VCC连接，电源电压VCC上连接有电容C4且电容C4接地，引脚2上依次串联有电阻R4、电阻R5，且电阻R5与电源电压VCC连接，电阻R4两端并联有电容C5，PMOS管的栅极与电阻R4连接，源极与电压VCC连接，漏极为输出端，且在漏极连接有电阻R6，电阻R6接地。

与现有技术相比，本实用新型结构设置合理，通过在水表机壳内安装霍尔传感器IC感应磁钢的磁场信号将水流计量信号向外传递至计量单片机进行计算，同时卡接设置防磁片进行隔磁，避免信号受到干扰而影响计数的准确性，导致读数不够精准进而不利于水表的正常使用；此外，霍尔传感器IC能够适用多种电路，使用范围广。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的部分剖视图。

图3是图2的局部放大结构示意图。

图4是本实用新型中防磁片的结构示意图。

图5是本实用新型中防磁片另一形式的结构示意图。

图6是霍尔电路实施例一的结构示意图。

图7是图6的波形图。

图8是霍尔电路实施例二的结构示意图。

图9是图8的波形图。

图10是霍尔电路实施例三的结构示意图。

图11是图10的波形图。

图中，10、本体；11、容置腔；12、叶轮；13、传感接头；20、计数器；21、蜗轮轴；22、感应齿轮；23、磁钢；24、指针；30、防磁片；31、基部；311、通孔；32、卡接部；321、卡接槽；33、隔离部；34、防护部；35、锯齿状断面；36、加强筋；40、玻璃板；50、保护罩。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。

如图1至图4所示，本智能水表包括：

本体10，内部开设有容置腔11，本体10一侧开设有与容置腔11联通的安装孔(图中未示出)；

叶轮12，嵌设在容置腔11内，叶轮12上方安装有计数器20，计数器20通过中心齿轮(图中未示出)与叶轮12相连，计数器20一侧设置有蜗轮轴21，且蜗轮轴21底部套设有与中心齿轮相连的感应齿轮22，感应齿轮22上安装有磁钢23；

传感接头13，贯穿通孔311并部分伸入容置腔11，传感接头13上安装有与磁钢23对应设置的霍尔传感器IC，且霍尔传感器IC与附随感应齿轮22转动的磁钢23相配合而使霍尔电路导通，霍尔电路的输出端将信号传递至计量单片机(图中未示出)；

防磁片30，卡接在计数器20上，上述传感接头13穿过防磁片30并延伸至感应齿轮22上方；

保护罩50，位于计数器20上方并与本体10扣合连接，在保护罩50与计数器20之间还安装有玻璃板40。

智能水表匹配无线远传功能，通过磁场变换产生信号，转换信号之后将信号数据收集到相应的处理系统，即将计量数据转换到无线射频模块，实现无线远程传输的功能，从而达到用水管理的目的。但由于水表内产生的磁场会影响流量计的数据，长期使用容易造成水表度数不准确，或出现漏水等现象，不利于正常使用。

为此，本实用新型设计了一种智能水表，在水表机壳内安装霍尔传感器IC感应磁钢23的磁场信号将水流计量信号向外传递至计量单片机进行计算，同时卡接设置防磁片30进行隔磁，确保计数的准确性。

具体的，水表整体结构采用较为普遍的旋翼式水表，由水表机壳本体10以及扣合在本体10上的保护罩50构成，本体10内开设容置腔11便于叶轮12以及计数器20的安装，玻璃板40的设置则能够对计数器20起到一定的保护作用。

使用时，水流流经叶轮12带动叶轮12转动，通过叶轮12将转动传递到中心齿轮，进一步传递到感应齿轮22带动蜗轮轴21转动，本实施例中优选在感应齿轮22上安装磁钢23，在感应齿轮22转动的时候向霍尔传感器IC提供变化的磁场。

其中，在本体10上开设安装孔供传感接头13贯穿进入容置腔11内，传感接头13上设置与磁钢23匹配的霍尔传感器IC，感应磁钢23转动期间形成的磁通变化的磁场，借此，磁钢23控制在霍尔电路中作为开关元件的霍尔传感器IC的导通与截止，从而在霍尔电路上的输出端形成方波信号传递到计量单片机进行计算处理。

在这一过程中，为避免磁场对传递信号的干扰，在计数器20外周卡接设置防磁片30，优选上述传感接头13连带霍尔传感器IC穿过防磁片30与磁钢23对应设置，确保防干扰性好，进而保证水表的计量准确，避免漏水的现象发生。

优选地，防磁片30包括基部31，基部31上开设有供传感接头13穿过的通孔311，基部31上下两侧弯折延伸形成两卡接部32，两卡接部32分别卡接在蜗轮轴21上且感应齿轮22位于两侧部之间。

本实施例中优选防磁片30包括基部31以及分列在基部31上下两侧的的卡接部32，基部31上开设通孔311供传感接头13伸入，优选霍尔传感器IC位于传感接头13朝向感应齿轮22一侧，更利于感应信号。

卡接部32分别卡接在蜗轮轴21的上下两端，感应齿轮22则在两卡接部32之间转动，优选在卡接部32上开设卡接槽321，便于卡接在蜗轮轴21上。

进一步地，基部31左右两侧分别向外延伸有防护部34、隔离部33，隔离部33朝着蜗轮轴21弯折设置，防护部34一侧设置有多个锯齿状断面35。

值得一提的是，基部31左右两侧还设置有防护部34、隔离部33，优选隔离部33朝着蜗轮轴21弯折，配合两卡接部32将感应齿轮22(磁钢23)与其他部件进行隔离，防护部34则沿着计数器20外周延伸，进一步提高隔离效果，减少磁场的干扰，锯齿状断面35的设置则能避免与其他部件发生干涉，确保水表的正常工作。

如图5所示，优选地，基部31左右两侧分别设置加强筋36。防磁片30还可以设置成另一种形式，由于本实施例中霍尔传感器IC只在竖直方向的磁场线上切割，除了上下两卡接部32之外，直接在基部31两侧设置加强筋36即可，提高防磁片30的结构强度。

进一步地，传感接头13靠近霍尔传感器IC的部位采用纯铁制成。为提高整个水表结构对外部磁场的防磁效果，本实施例中优选传感接头13上安装霍尔传感器IC的部位采用纯铁材料制成，传感接头13其余部位可采用其他非导磁金属材料或非金属材料，此处不做限定。如图中所示，采用纯铁材料制成的部位具有台阶面，台阶面的上阶面供霍尔传感器安装，台阶面的侧阶面与感应齿轮的侧面相对，并且侧阶面的下端低于感应齿轮的下表面。由此，起到良好的防磁干扰。

优选地，计数器20内安装有多个传动轴(图中未示出)，每个传动轴上均套设有传动齿轮(图中未示出)，各传动齿轮依次啮合设置，首尾两个传动齿轮分别与中心齿轮、感应齿轮22相互啮合。

水表内的计数器20大都设置多个传动轴，通过相互啮合的传动齿轮将中心齿轮的转动依次传递，实际工作中中心齿轮是通过各个传动齿轮将转动传递至感应齿轮22的。

进一步地，蜗轮轴21、各齿轮轴的顶部均固连有指针24。

蜗轮轴21以及各传动轴顶部均设置有指针24，指针24通过相应的转动指示对应的数字，每传递一个齿轮轴，进位一次，读书时，指针24对应的数字按照相应的标准，此处优选蜗轮轴21上对应的指针24为x0.1指针，便于将水流的计量传递至计量单片机，计量单片机通过设置的计算程序得到最终的数字，实现远程传送。

如图6所示为实施例一的霍尔电路图，实际为一个微分电路图，优选地，霍尔传感器IC的引脚1接地，引脚3与电源电压VCC连接，电阻R1一端与引脚3连接，另一端作为输出端，且引脚2与输出端连接，电容C1一端与电源电压VCC连接，另一端接地。

如图8所示为实施例二的霍尔电路图，实际为一个积分电路图，进一步地，霍尔传感器IC的引脚1接地，引脚3与电源电压VCC连接，电源电压VCC上连接有电容C2且电容C2接地，引脚2上依次串联有电阻R2、电阻R3，且电阻R3与电源电压VCC连接，电阻R2两端并联有电容C3，电阻R2靠近电阻R3一端为输出端。

如图10所示为实施例三的霍尔电路图，实际是在积分电路图上叠加一个放大电路图，更进一步地，霍尔传感器IC的引脚1接地，引脚3与电源电压VCC连接，电源电压VCC上连接有电容C4且电容C4接地，引脚2上依次串联有电阻R4、电阻R5，且电阻R5与电源电压VCC连接，电阻R4两端并联有电容C5，PMOS管Q1的栅极与电阻R4连接，源极与电压VCC连接，漏极为输出端，且在漏极连接有电阻R6，电阻R6接地。

实际工作时可以采用不同形式的霍尔电路图，具体可以根据需要进行选择，通过霍尔电路输出方波电平(如图7、图9、图11所示)，导通时间短，待机能耗低，有利于长期使用。其中，在实施例三中，可以通过叠加放大电路的形式，进而采用相对较低的的电源电压。

优选上述霍尔电路中的电压值为2.5～5V，各电阻均优选为几兆欧，平均电流为5uA(min＝1.5uA,max＝10uA)。

上述霍尔传感器IC实际是由霍尔元件和NMOS管集成而成。与磁钢23相配合的霍尔元件来控制N沟道MOS管的导通与截止，相应的，霍尔传感器IC在电路中作为开关元器件使用。可以理解的是，在感应齿轮22转动过程中，当磁钢23被转动至特定位置时，霍尔传感器IC导通，而在感应齿轮22的转动周向上，能够使霍尔传感器IC处于导通状态的角度小，相应的，霍尔电路导通时间短，因此，消耗的电量少，使得待机时间长。

在本实施例中，术语“磁钢”为永磁体结构。

在本实施例中，霍尔传感器IC的型号为：MTS111。

本智能水表结构设置合理，通过在水表机壳内安装霍尔传感器IC感应磁钢23的磁场信号将水流计量信号向外传递至计量单片机进行计算，同时卡接设置防磁片30进行隔磁，避免信号受到干扰而影响计数的准确性，导致读数不够精准进而不利于水表的正常使用；此外，霍尔传感器IC能够适用多种电路，使用范围广。

本文中所描述的仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此。本实用新型所属领域的技术人员对所描述的具体实施例进行的修改或补充或采用类似的方式替换，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能水表，其特征在于，包括：

本体，内部开设有容置腔，本体一侧开设有与容置腔联通的通孔；

叶轮，嵌设在容置腔内，叶轮上方安装有计数器，所述计数器通过中心齿轮与叶轮相连，计数器一侧设置有蜗轮轴，且蜗轮轴底部套设有与中心齿轮相连的感应齿轮，感应齿轮上安装有磁钢；

传感接头，贯穿通孔并部分伸入容置腔，传感接头上安装有与磁钢对应设置的霍尔传感器IC，且霍尔传感器IC与附随感应齿轮转动的磁钢相配合而使霍尔电路导通，霍尔电路的输出端将信号传递至计量单片机；

防磁片，卡接在计数器上，上述传感接头穿过防磁片并延伸至感应齿轮上方；

保护罩，位于计数器上方并与本体扣合连接，在保护罩与计数器之间还安装有玻璃板。

2.根据权利要求1所述的一种智能水表，其特征在于，所述防磁片包括基部，基部上开设有供传感接头穿过的通孔，基部上下两侧弯折延伸形成两卡接部，两卡接部分别卡接在蜗轮轴上且感应齿轮位于两侧部之间。

3.根据权利要求2所述的一种智能水表，其特征在于，基部左右两侧分别向外延伸有防护部、隔离部，所述隔离部朝着蜗轮轴弯折设置，防护部一侧设置有若干锯齿状断面。

4.根据权利要求2所述的一种智能水表，其特征在于，基部左右两侧分别设置加强筋。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种智能水表，其特征在于，传感接头靠近霍尔传感器IC的部位采用纯铁制成。

6.根据权利要求1所述的一种智能水表，其特征在于，计数器内安装有若干传动轴，每个传动轴上均套设有传动齿轮，各传动齿轮依次啮合设置，首尾两个传动齿轮分别与中心齿轮、感应齿轮相互啮合。

7.根据权利要求6所述的一种智能水表，其特征在于，蜗轮轴、各齿轮轴的顶部均固连有指针。

8.根据权利要求1所述的一种智能水表，其特征在于，霍尔传感器IC的引脚1接地，引脚3与电源电压VCC连接，电阻R1一端与引脚3连接，另一端作为输出端，且引脚2与输出端连接，电容C1一端与电源电压VCC连接，另一端接地。

9.根据权利要求1所述的一种智能水表，其特征在于，霍尔传感器IC的引脚1接地，引脚3与电源电压VCC连接，电源电压VCC上连接有电容C2且电容C2接地，引脚2上依次串联有电阻R2、电阻R3，且电阻R3与电源电压VCC连接，电阻R2两端并联有电容C3，电阻R2靠近电阻R3一端为输出端。

10.根据权利要求1所述的一种智能水表，其特征在于，霍尔传感器IC的引脚1接地，引脚3与电源电压VCC连接，电源电压VCC上连接有电容C4且电容C4接地，引脚2上依次串联有电阻R4、电阻R5，且电阻R5与电源电压VCC连接，电阻R4两端并联有电容C5，PMOS管的栅极与电阻R4连接，源极与电压VCC连接，漏极为输出端，且在漏极连接有电阻R6，电阻R6接地。