CN210441939U - 一种机电分离式水表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机电分离式水表，包括机械部分和电子部分；所述机械部分包括基表，所述基表采用机械水表；所述电子部分包括磁阻传感器、PCB板和用于控制磁阻传感器的电源的电源模块一，所述PCB板上电连接有电源模块二、通信模块、数据存储模块、时钟模块、磁阻传感器检测模块和作为运算核心和控制中心的中央控制器；所述通信模块、数据存储模块、时钟模块、磁阻传感器检测模块均与中央控制器相连；所述磁阻传感器，根据基表指针旋转半圈数进行计数，当基表指针旋转半圈磁阻传感器计数一次。

Description

一种机电分离式水表

技术领域

本实用新型涉及智能水表领域，具体是一种机电分离式水表。

背景技术

水表是一种测量水流量的仪表，起源于英国，发展已有近200年的历史，已由最初的全机械形式逐渐发展到当今的机械表和智能水表产品并存阶段，随着移动互联网技术、无线通讯技术、云计算技术、大数据处理技术、人工智能技术的飞速发展，其已向着智能程度更高的智能水表产品阶段发展。现有的智能水表在成本控制、维修更换、使用寿命、数据准确、数据有效传输等方面始终未能达到最优化。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术中存在的缺陷，提供一种机电分离式水表。

技术方案：一种机电分离式水表，包括机械部分和电子部分；所述机械部分包括基表，所述基表采用机械水表；

所述电子部分包括磁阻传感器、PCB板和用于控制磁阻传感器的电源的电源模块一，所述PCB板上电连接有电源模块二、通信模块、数据存储模块、时钟模块、磁阻传感器检测模块和作为运算核心和控制中心的中央控制器；所述通信模块、数据存储模块、时钟模块、磁阻传感器检测模块均与中央控制器相连；

所述磁阻传感器，根据基表指针旋转半圈数进行计数，当基表指针旋转半圈磁阻传感器计数一次；

所述电源模块二，用于控制通信模块、数据存储模块和时钟模块的电源；

所述通信模块，用于传输电子部分采集到的数据和进行电子部分内部参数传输；

所述数据存储模块，用于存储磁阻传感器器所采集的数据；

所述时钟模块，用于对中央控制器的周期性唤醒；

所述磁阻传感器检测模块，用于检测磁阻传感器数据；

所述磁阻传感器安装在基表档位指针处，当基表指针旋转一圈会触发两个脉冲，中央控制服务器默认得到一个完整的脉冲组，将脉冲组转化为水表计数进行存储。

进一步的，所述通信模块包括NB-IoT通信模块，所述NB-IoT通信模块将中央控制器存储的数据传送到外部服务器，由外部服务器将数据分类录入数据库，所述外部服务器为软件平台服务器。

进一步的，所述通信模块还包括红外通讯模块，所述红外通讯模块用于进行所述PCB板与终端设备之间的数据传输。

进一步的，所述电子部分还包括封装外壳，所述封装外壳内设有容腔和灌封材料，所述PCB板设于所述容腔内，灌封材料填充于PCB板所在的区域，所述灌封材料包覆所述PCB板。

进一步的，所述磁阻传感器固封在发讯圈内，发讯圈与封装外壳采用卡扣予以固定，发讯圈齿轮与基表齿轮啮合定位。

进一步的，所述封装外壳外部设有若干卡扣，该封装外壳通过卡扣使磁阻传感器固定在基表档位指针处。

进一步的，所述封装外壳包括上盖，所述上盖与封装外壳采用卡扣式组装固定。

进一步的，所述基表包括壳体、设置在壳体内的套筒、设置在套筒底部的过滤网和设置在套筒内的内芯；所述壳体上设有进水口和出水口，该壳体内部分为下环室和上环室，所述下环室与进水口相通，所述上环室与出水口相通，所述套筒侧面设有上下两排圆孔包括上排出水孔和下排进水孔，所述上排出水孔的位置与上环室相对应，所述下排进水孔的位置与下环室相对应，所述内芯包括设有档位指针和刻度盘的上层、设有十进制数齿轮的中层和设有叶轮的下层，所述叶轮的设置位置位于套管下排进水孔所形成的旋转流里，该叶轮的轴上设有齿轮且叶轮的轴垂直向上到达中层，轴上的齿轮与十进制数齿轮啮合。

进一步的，所述上排出水孔和下排进水孔均为沿圆的切线方向斜向结构，且上排出水孔和下排进水孔的斜向方向相反，水从下排进水孔沿切线方向流进。

有益效果：本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

1、采用机电分离，机械部分采用传统的机械式水表，安装简便，使用寿命长，运行稳定可靠且成本低；

2、采用机电分离，且电子部分采用防水结构，产品不易损坏，损坏时可根据具体的损坏进行更换，有效降低了维护成本；

3、采用NB通讯无线传输，数据传输可靠，且成本低；

4、采用磁阻传感器进行数据采集，成本低、寿命长、运行稳定、数据准确。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的机械部分示意图；

图3为本实用新型的模块连接示意图；

图4为发讯圈与封装外壳连接结构示意图；

图5为通讯模块开关电路；

图6为通讯模块复位电路；

图7为通讯网络信号灯电路；

图8为EEPROM存储电路；

图9为单片机及外围电路；

图10为手机卡座电路；

图11为NB-IOT通讯模块电路。

具体实施方式

下面结合附图进一步阐述该实用新型。

实施例：

本实施例的一种机电分离式水表，包括机械部分1和电子部分2，本实施例采用机电分离，机械部分1采用传统的机械式水表，安装简便，使用寿命长，运行稳定可靠且成本低；电子部分2采用防水结构，产品不易损坏，损坏时可根据具体的损坏进行更换，有效降低了维护成本。

如图2所示，本实施例的机械部分1以基表为主，该基表采用机械水表，包括壳体11、设置在壳体11内的套筒12、设置在套筒12底部的过滤网13和设置在套筒12内的内芯；基表的壳体11由生铁铸成的，水通过进水口进入壳体11的下部环形空间，该下部环形空间称为下环室，在下环室的上方设有上环室，该上环室与出水口相通，套筒12 的底部设有带有小孔的过滤网13，用于滤出水中的杂物，套筒12侧面有上下两排圆孔，孔的位置恰好与壳体的上下环室对着，下排是进水孔，上排是出水孔，这两排孔都是沿圆的切线方向斜着打的，且上下两排孔的方向相反。水从下排孔沿切线方向流进去，势必形成旋转的水流。内芯分为上、中、下三层，从玻璃窗看到的是上层，只有指针和刻度盘。其实最关键的是下层，这里面有个塑料轮，轮边上有许多塑料叶片，叫做“叶轮”。叶轮14所处的位置正好在套管下层孔所形成的旋转流里，水流冲击轮周的叶片，产生转矩，使叶轮旋转起来。龙头(阀门)开得越大，水流越急，叶轮就转得越快。叶轮的轴垂直向上到达中层，轴上面有个小齿轮15，用它和上层的十进制数的齿轮16啮合，达到累计转数的目的。这类水表简单价廉，能在潮湿环境里长期使用而无需维修，而且不用电源，停电也不影响工作。

如图2所示，本实施例的电子部分2设置在一封装外壳21内部的容腔内，灌封材料填充于PCB板所在的区域，即灌封材料包覆PCB板，实现PCB板整体灌封，电子元器件防水性能可达到IP68，在潮湿的环境中大大提高了产品的使用寿命，具体的，电子部分包括磁阻传感器、PCB板和用于控制磁阻传感器电源的电源模块一，PCB板上电连接有电源模块二、NB-IoT通信模块、数据存储模块、时钟模块、红外通讯模块、磁阻传感器检测模块和作为运算核心和控制中心的中央控制器；通信模块、数据存储模块、时钟模块、磁阻传感器检测模块均与中央控制器相连；本实施例的磁阻传感器根据基表指针旋转半圈数进行计数，当基表指针旋转半圈磁阻传感器计数一次；电源模块二，用于控制NB-IoT通信模块、数据存储模块和时钟模块的电源；NB-IoT通信模块，用于传输磁阻传感器所采集的数据；数据存储模块，用于存储磁阻传感器器所采集的数据；时钟模块，用于PCB板的周期性唤醒；磁阻传感器检测模块，用于检测磁阻传感器数据。

作为优选，本实施例采用的磁阻传感器型号为TMR1302，NB-IOT模块型号为SIM7020C，数据存储模块由存储芯片ATCM01构建得到，红外通讯模块型号为 LF0038Q，本实施例的磁阻传感器检测模块基于高低电平的采样电路实现，本实施例的中央控制器由单片机及其外围电路构成，本实施例的具体电路图可参见图5-图11，本领域技术人员在不参考本实施例具体电路图的情况下，仍无需付出创造性劳动即可搭建能实现上述功能的模块电路。

本实施例采用磁阻传感器对基表数据进行采集，实现了机电分离，出现故障时可有针对性进行更换，有效缩减了成本，同时也大大降低了维护成本。基表为机械式水表，其具有使用寿命长、运行稳定、数据准确的特点。磁阻传感器具有以下特点：敏度高, 输出信号幅值大，并与旋转速度的大小无关；体积小，结构简单、金属盒封装，耐油污粉尘；频率特性优良，能检测静止状态的转速；内偏置磁钢；抗电磁干扰能力强。采用磁阻传感器对基表数据进行采集其准确性得到了有效保障。具体的，本实施例的磁阻传感器一组为两个，安装在对应的基表档位上，基表指针旋转半圈磁阻传感器计数一次，当指针旋转一圈会触发两个脉冲，中央控制器(CPU)默认得到一个完整的脉冲组，并将脉冲组转化为水表计数进行存储。磁阻传感器固封在发讯圈23内，发讯圈23与封装外壳21采用卡扣予以固定，在发讯圈的背后设置有齿轮25，该齿轮25与基表齿轮16 啮合定位，防水性能可达到IP68。

本实施例的封装外壳21设计有四个卡扣，磁阻传感器可以根据现场需求切换至基表的四个档位，增加了采集的精确度和灵活性，电源模块一采用电池，将电池单独置于封装外壳中，便于更换。该封装外壳包括上盖24，上盖24与封装外壳21采用卡扣式予以组装，装配简单，可起到有效的防尘作用，以延长水表的使用寿命。

磁阻传感器检测模块将采集到的数据通过移动(电信)NB-IoT通信模块进行数据传输，可以兼容移动或者电信运营商卡，在现场单个运营商信号不好的情况下可切换至另一个运营商，降低设备对单个运营商信号的依赖性，数据传输可靠稳定，功耗低，运营成本低，海量数据的采集、处理、存储、传输使得管理人员可以根据需要提取所需的数据，并对数据进行必要分析。

红外通讯模块可实现电子部分与手机(或计算机)之间的数据传输，进行必要的数据设置、读取及显示，如用于现场安装调试，现场安装时通过红外传感器对所要采集的数据进行设置，使其初始水表底数与基表表数一致。通过红外通讯模块使PCB板与终端设备连接方便，数据交流连接方便，具有简单易用和结构紧凑的特点，占用空间较小，有利于PCB板的整理灌封，且对信号接收无影响。

Claims (9)

1.一种机电分离式水表，其特征在于：包括机械部分和电子部分；所述机械部分包括基表，所述基表采用机械水表；

所述电子部分包括磁阻传感器、PCB板和用于控制磁阻传感器的电源的电源模块一，所述PCB板上电连接有电源模块二、通信模块、数据存储模块、时钟模块、磁阻传感器检测模块和作为运算核心和控制中心的中央控制器；所述通信模块、数据存储模块、时钟模块、磁阻传感器检测模块均与中央控制器相连；

所述磁阻传感器，根据基表指针旋转半圈数进行计数，当基表指针旋转半圈磁阻传感器计数一次；

所述电源模块二，用于控制通信模块、数据存储模块和时钟模块的电源；

所述通信模块，用于传输电子部分采集到的数据和进行电子部分内部参数传输；

所述数据存储模块，用于存储磁阻传感器器所采集的数据；

所述时钟模块，用于对中央控制器的周期性唤醒；

所述磁阻传感器检测模块，用于检测磁阻传感器数据；

所述磁阻传感器安装在基表档位指针处，当基表指针旋转一圈会触发两个脉冲，中央控制服务器默认得到一个完整的脉冲组，将脉冲组转化为水表计数进行存储。

2.根据权利要求1所述的一种机电分离式水表，其特征在于：所述通信模块包括NB-IoT通信模块，所述NB-IoT通信模块将中央控制器存储的数据传送到外部服务器，由外部服务器将数据分类录入数据库，所述外部服务器为软件平台服务器。

3.根据权利要求2所述的一种机电分离式水表，其特征在于：所述通信模块还包括红外通讯模块，所述红外通讯模块用于进行所述PCB板与终端设备之间的数据传输。

4.根据权利要求1所述的一种机电分离式水表，其特征在于：所述电子部分还包括封装外壳，所述封装外壳内设有容腔和灌封材料，所述PCB板设于所述容腔内，灌封材料填充于PCB板所在的区域，所述灌封材料包覆所述PCB板。

5.根据权利要求4所述的一种机电分离式水表，其特征在于：所述磁阻传感器固封在发讯圈内，发讯圈与封装外壳采用卡扣予以固定，在所述发讯圈的背后设有齿轮，该齿轮与基表齿轮啮合定位。

6.根据权利要求5所述的一种机电分离式水表，其特征在于：所述封装外壳外部设有若干卡扣，该封装外壳通过卡扣使磁阻传感器固定在基表档位指针处。

7.根据权利要求6所述的一种机电分离式水表，其特征在于：所述封装外壳包括上盖，所述上盖与封装外壳采用卡扣式组装固定。

8.根据权利要求1所述的一种机电分离式水表，其特征在于：所述基表包括壳体、设置在壳体内的套筒、设置在套筒底部的过滤网和设置在套筒内的内芯；所述壳体上设有进水口和出水口，该壳体内部分为下环室和上环室，所述下环室与进水口相通，所述上环室与出水口相通，所述套筒侧面设有上下两排圆孔包括上排出水孔和下排进水孔，所述上排出水孔的位置与上环室相对应，所述下排进水孔的位置与下环室相对应，所述内芯包括设有档位指针和刻度盘的上层、设有十进制数齿轮的中层和设有叶轮的下层，所述叶轮的设置位置位于套管下排进水孔所形成的旋转流里，该叶轮的轴上设有齿轮且叶轮的轴垂直向上到达中层，轴上的齿轮与十进制数齿轮啮合。

9.根据权利要求8所述的一种机电分离式水表，其特征在于：所述上排出水孔和下排进水孔均为沿圆的切线方向斜向结构，且上排出水孔和下排进水孔的斜向方向相反，水从下排进水孔沿切线方向流进。

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