CN215811013U - 一种具有三显功能的机电分离光电直读式智能水表 - Google Patents

Abstract

一种具有三显功能的机电分离光电直读式智能水表，包括机械水表和电子远传系统，所述机械水表具有磁主动轮及其驱动的第一机械计数器，还包括磁从动轮和直读式机械显示装置；所述磁从动轮与所述磁主动轮相隔透明盖板在同一条轴线对齐，所述磁从动轮驱动直读式的第二机械计数器，所述电子远传系统包括发射模块和接收模块，所述接收模块将用水量的数据进行存储和/通过第三电子计数器进行显示；使所述智能水表具备三重显示功能，即具备机械水表的第一机械计数器、第二机械计数器同步显示和远传数据的第三电子计数器的显示功能，实现用水量数据与用户直观确认、远程传输以及电子远传系统的数据管理确认的多重复合功能，为智慧城市供水提供新技术支撑。

Description

一种具有三显功能的机电分离光电直读式智能水表

技术领域

本实用新型属于智能水表技术领域，具体涉及一种具有三显功能的机电分离光电直读式智能水表。

背景技术

随着电子与智能化技术的发展，智能化控制和管理在诸多领域普遍应用，其中水表计量技术成为智慧城市发展中重要一环。

现有的智能水表一般采用如下结构形式，在传统机械水表基础上，增设电子检测和远程传输装置，这样可以将水表的用水量数据较为准确测试出来并远程传输到管理终端，便于抄表、校验和收费管理。

然而现有的智能水表技术具有如下技术缺陷：

①增设的电子检测和远程传输装置与传统机械水表一体化设计，鉴于计量精度要求，根据国家水表计量法规，水表机械表体需要在每6年更换一次，这样一体化结构的水表因其包含机械水表部分和电子检测和远程传输的电子组件部分，因此在更换时电子检测和远程传输电子组件部分也一并被换掉，而真正涉及计量精度要求的部件仅为机械水表部分，而“电子检测和远程传输部分”主要为电子组件，其寿命在15～20年以上，因水表总成上的“电子检测和远程传输部分”的成本相比“机械水表部分”成本高出很多，显然每6年一次的更换都使“电子检测和远程传输的电子组件部分”成为陪葬品而产生较大的浪费，全国范围水表用量相当庞大，这笔浪费统计起来也是惊人的数据。

②在实际使用过程中，可能会有少部分水表需要对电子部件进行维护，而现有技术的一体化设计使作为电子部件的“电子检测和远程传输部分”与机械水表为一体化结构，每一次拆解都需要将水表总成拆解下来，这需要关闭水源阀门，导致用户停水的不便，也增加了技术人员工作量以及造成较大的工作难度及成本。

③在企业生产和出厂检验阶段，现有技术一体化设计的水表，同样也增加了水表制造企业车间检修技术人员工作量以及造成较大的工作难度及较多的检验成本。

④在实际使用过程中，“电子检测和远程传输部分”需要供电，供电方式采用的是内藏高能量密度的储能电池，这种电池因长期使用，会在1～3年内能量殆尽需要更换，现有技术的智能水表更换电池时也需要将整个水表从水管上拆下来，在进一步拆解电子部件中的储能电池，工序较为麻烦。

如附图1所示，为图1是现有技术的机械水表结构示意图；传统水表具有壳体(101)及透明的表盖(102)，在壳体(101)内安装有齿轮计量装置，包括计量涡轮(103)、与计量涡轮同轴相连的显示轮(104)，计量涡轮(103)的转轴还驱动机械数字表(105)，该机械数字表通过窗口(106)显示当前累计用水数字。

如图2，是现有技术的电子远传的智能水表结构示意图之一；在上述机械水表基础上增设了“电子检测和远程传输部分”(201)，包括信号检测和处理部分(202)，其具有水流量检测和信号处理以及发送功能，处理数据通过导线(203)连接至远程中继站或数据处理中心以及信号终端。首先，它利用磁力联动原理，在显示轮(104)上设置小磁铁，在电子检测部分也采用小的感应轮与机械水表内的显示轮同轴对齐，在感应轮上设有与显示轮上磁性相反的小磁铁，当水表水流流动驱动计量涡轮旋转时，显示轮上的小磁铁也同步转动，具有与该小磁铁异名磁极的感应轮受到磁力驱动，也同步旋转，使电子检测部分的传感器产生相应的电信号，经信号处理电路和远程传输电路发送到水务管理部门作信号采集和水费管理所用。传统机械水表本身就是密封的，所增设的“电子检测和远程传输部分”(201)与其显示轮(104)是隔着透明上盖进行磁力传输的。这种水表的“电子检测和远程传输部分”(201)与机械水表壳体之间是全封闭的，外部看不见原来机械水表的观察窗口(106)显示的用水量机械数字，导致与用户核对上的困难，因为用户不能直接了解“电子检测和远程传输部分”的电子数据具体值、也可能对不能直读的电子数据产生质疑，对水表计费管理工作会产生一定的负面影响。如果用户坚持直接读取机械水表窗口(106)显示的数字，就需要水务工作人员上门拆下水表总成上的“电子检测和远程传输部分”，并当面与用户核对窗口(106)的数字，这样使智能水表的智能化管理水平大打折扣。

如图3，是现有技术的电子远传的智能水表结构示意图之二；它是在如2所示的智能水表基础上，通过缩减“电子检测和远程传输部分”的几何尺寸，将原来机械水表的观察窗(106)露出，可以直观观察机械技术数字，相比来说有所改进，可以由用户直接读出传统水表的机械数字，但仍旧存在用户质疑“电子检测和远程传输部分”的电子数据与机械数据之间是否一致的问题，也可能是使用户怀疑电子部分的计量会有偏差，部分用户可能会要求校验电子数据和机械数据之间的一致性，因为电子数据不可直读。

鉴于上述现实问题，智能水表行业亟需开发出一种能克服上述技术问题的结构较为简化、技术通用性好、具有普适性、能提高智能水表通用性且成本较低的新型智能水表技术和产品，以为高度智能化的城市供水管理体系作出贡献。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种新型三重复合功能的智能水表。技术方案是提供一种具有三显功能的机电分离光电直读式智能水表，其特殊之处在于，

包括机械水表和电子远传系统；

所述机械水表包括壳体内安装的计量涡轮、显示装置、以及与计量涡轮同轴安装的磁主动轮，所述磁主动轮上设置有永磁性的磁极或软磁性的磁芯，且所述磁主动轮靠近所述机械水表的视窗布置，所述视窗为透明的非磁性材料制造的窗口部件，所述显示装置为第一机械计数器，所述第一机械计数器用于计量和显示所述机械水表流过的用水量；

所述电子远传系统包括发射模块和接收模块，所述发射模块配置于所述机械水表壳体外部，所述接收模块配置于数据中继站或远程数据接收处理站，所述发射模块含有用于检测所述磁主动轮转动的磁传感器和用于对所述磁传感器输出的脉冲信号进行计数的处理器，所述处理器通过所述磁传感器接收所述磁主动轮的信号并做当量计数处理后输出数据，所述数据作为所述机械水表流过的用水量数据通过有线或无线方式进行远程发送，所述接收模块接收到所述发射模块的电子信号并将含有所述用水量的数据进行存储和/通过第三电子计数器进行显示，所述第三电子计数器将所述用水量的数据在所述接收模块的终端进行数据显示；

还包括磁从动轮和直读式机械显示装置；所述磁从动轮和所述直读式机械显示装置均位于所述机械水表壳体外部，所述磁从动轮固定安装于磁从动轮的轮轴一端，所述磁从动轮与所述磁主动轮隔所述视窗靠近，所述磁从动轮靠近所述视窗的一端设置有软磁性的磁芯或永磁性的磁极，所述磁从动轮的轴线与所述磁主动轮的轴线在同一条直线对齐，所述直读式机械显示装置为第二机械计数器，所述磁从动轮的转轴的另一端设有齿轮，所述齿轮与所述第二机械计数器的输入齿轮相啮合，当所述磁主动轮受到水流驱动旋转时，所述磁从动轮上的软磁性的磁芯或永磁性的磁极跟随所述磁主动轮上的永磁性的磁极或软磁性的磁芯的磁力吸引而同步旋转，所述磁从动轮驱动所述第二机械计数器的齿轮使其同步显示所述机械水表的用水量；

使所述智能水表具备三重显示功能，即具备机械水表的第一机械计数器的显示功能、第二机械计数器同步显示功能和远传数据的第三电子计数器的显示功能，实现智能水表的用水量数据与用户直观确认、远程传输以及电子远传系统的数据管理确认的多重复合功能。

进一步的，还提供了一种具有三显功能的机电分离光电直读式智能水表，其特殊之处在于，所述电子远传系统的发射模块、所述磁从动轮和所述直读式机械显示装置采用一体化封装形式的模块结构；所述模块结构与所述机械水表的安装方式为所述模块结构贴近所述视窗且紧扣于所述机械水表壳体外部。

又进一步的，还提供了一种具有三显功能的机电分离光电直读式智能水表，其特征在于，所述模块结构与所述机械水表壳体之间采用可拆卸的机械安装结构，以便于在寿命计量期或强检时更换。

再进一步的，提供了一种具有三显功能的机电分离光电直读式智能水表，其特征在于，所述模块结构内设置有储能电池，所述储能电池用于为所述发射模块供电。

更进一步的，还提供了一种具有三显功能的机电分离光电直读式智能水表，其特征在于，所述模块结构内设置有储能电池盒，所述储能电池盒与所述模块结构壳体之间采用滑道机构，便于取出和更换所述储能电池。

本实用新型的有益效果是：

①智能水表具备机械水表的第一机械计数器的显示功能、第二机械计数器同步显示功能和远传数据的第三电子计数器的显示功能，实现智能水表的用水量数据与用户直观确认、远程传输以及电子远传系统的数据管理确认的三重复合功能。

②创造性的将电子检测和远程传输装置与传统机械水表进行易于拆解的分体式设计，在更换时仅需更换机械水表部分，而造价较高的电子检测和远程传输部分与新水表可以继续配合使用，电子组件的寿命在15～20年以上，因水表总成上“电子检测和远程传输部分”的成本相比“机械水表部分”成本高出很多，按照全国3亿块智能水表计算下来，显然每6年一次更换的都将节省“电子检测和远程传输部分”的成本总体价值在140元×3亿＝420亿元(RMB)，每6年将为社会节省巨大财富，平均下来每年为水务部门节省70亿元的财富，避免了“电子检测和远程传输部分”成为陪葬品的较大浪费。

②在实际使用过程中，可能会有少部分水表需要对电子部件进行维护，本实用新型技术的分体设计的机电分离技术使作为电子部件的“电子检测和远程传输部分”与机械水表为易拆解结构，每一次拆解都无需将水表总成拆解下来，不需要关闭水源阀门，减少了技术人员工作量以及检修成本。

③在企业生产和出厂检验阶段，同样也降低了水表制造企业车间检修技术人员工作量及成本。

④在实际使用过程中，“电子检测和远程传输部分”所需的供电内藏式储能电池，因本实用新型采取了易于拆卸电池的滑道结构的电池盒，更换工序简单快捷。

因此，本实用新型创造性提供的技术方案能解决上述背景技术中所涉及的技术问题，结构较为简化、能提高智能水表通用性且成本较低，以期高度智能化的城市供水管理体系作出贡献。

附图说明

图1是现有技术的机械水表结构示意图；

图2是现有技术的电子远传的智能水表结构示意图之一；

图3是现有技术的电子远传的智能水表结构示意图之二；

图4是本实用新型实施方式提供的一种具有三显功能的机电分离光电直读式智能水表结构示意图；

图5是本实用新型实施方式提供的具有三显功能的机电分离光电直读式智能水表的“磁主动轮”和“磁从动轮”位置关系示意图；

图6是图4所示实施例的机电分离式智能水表的具有直读功能的电子组件部分结构示意图；

图7是图4所示实施例的机电分离式智能水表的机械水表部分的组件结构示意图；

图8是本实用新型实施方式提供的一种含有易于更换的储能电池盒的三显功能机电分离光电直读式智能水表结构示意图；

图9为本实用新型实施方式提供的具有三显功能的机电分离光电直读式智能水表系统框图。

具体实施方式

本实用新型下述实施例较为详细的描述了具有三显功能的机电分离光电直读式智能水表的结构。

实施例1

本实施例提供了一种具有三显功能的机电分离光电直读式智能水表，如图4和图5所示，该智能水表总成结构包括机械水表(101)和电子远传系统的表体部分(201)，这里的表体部分含有电子组件部分和相应可以对用水量数字进行直读的齿轮显示部分(303)；齿轮系统中含有诸如光电式传感器等电子检测和信号处理、以及含有数字轮系，它们都结合在方框(302)中；框图部分仅用于描述智能水表的相关构成，并不是指具体的结构件，因数字轮系存在机械传递关系、还具有电子检测和信号处理，因此图中方框303仅用于表示可以直观显示数字而已，方框302包含机械轮系和电子部分，方框304仅用于描述电子组件具备数据发射部分。

其中，机械水表包括壳体内安装的计量涡轮(103)、显示装置(105)、以及与计量涡轮同轴安装的磁主动轮(104)，磁主动轮上设置有永磁性的磁极或软磁性的磁芯，且磁主动轮(104)靠近机械水表的视窗(102)布置，视窗(102)为透明的非磁性材料制造的窗口部件，显示装置为第一机械计数器(105)，第一机械计数器用于计量和显示机械水表流过的用水量，通过视窗(102)可以直接读出窗口(106)显示的数字。

作为一个智能系统，智能水表系统不仅仅是在水表这一端具备智能部件，整个系统还涉及电子远传系统，该远传系统包括发射模块(201)和接收模块，发射模块(201)配置于表体部分的机械水表壳体外部，接收模块(参阅后叙的附图9中的321、322)配置于远端的数据中继站或远程数据接收处理站，发射模块含有用于检测磁主动轮转动的磁传感器和用于对磁传感器输出的脉冲信号进行计数的处理器，处理器通过磁传感器接收磁主动轮(104)的信号并做当量计数处理后输出数据，数据作为机械水表流过的用水量数据通过有线或无线方式进行远程发送，接收模块接收到发射模块的电子信号并将含有用水量的数据进行存储和/通过第三电子计数器(参阅后叙附图9中的322)进行显示，第三电子计数器将用水量的数据在接收模块的终端进行数据显示；

表体部分还包括磁从动轮(301)和直读式机械显示装置(303)；磁从动轮的示意图参阅图5，其编号为311，磁从动轮和直读式机械显示装置均位于机械水表壳体的敞口(102)的外部，图5中，磁从动轮(311)固定安装于磁从动轮的轮轴一端，磁从动轮与磁主动轮(104)隔视窗(102)靠近，磁从动轮靠近视窗的一端设置有软磁性的磁芯或永磁性的磁极，磁从动轮的轴线与磁主动轮的轴线在同一条直线对齐，直读式机械显示装置为第二机械计数器(303)，磁从动轮的转轴的另一端设有齿轮(312)，齿轮(312)与第二机械计数器的输入齿轮相啮合，图7中齿轮(312)右侧箭头表示其与第二机械计数器的输入齿轮相啮合，因这方面技术为常规仪表齿轮显示技术，故其技术细节无需在本实用新型申请文字和附图中标注和赘述。

当磁主动轮受到水流驱动旋转时，磁从动轮上的软磁性的磁芯或永磁性的磁极跟随磁主动轮上的永磁性的磁极或软磁性的磁芯的磁力吸引而同步旋转，磁从动轮驱动第二机械计数器的齿轮使其同步显示机械水表的用水量，这有利于抄表人与与用户直接核对电子部件的用水量数据。同时，在机械齿轮系统插入诸如光电传感器来检测数字齿轮的位置以拾取用水量数据，像在附图5中的方框302即表示对齿轮系统的电子检测，还将信号传递给发射部分(304)。数字轮显示部分为(303)。

这样，该智能水表具备三重显示功能，即具备机械水表的第一机械计数器的显示功能、第二机械计数器同步显示功能和远传数据的第三电子计数器的显示功能，实现智能水表的用水量数据与用户直观确认、远程传输以及电子远传系统的数据管理确认的多重复合功能。

进一步的，还提供了一种具有三显功能的机电分离光电直读式智能水表，如图6和图7所示，图6是图4所示的机电分离式智能水表的电子组件部分结构示意图；图7是图4所示的机电分离式智能水表的机械水表部分的组件结构示意图(该部分与常规机械水表一致、不再赘述)；电子远传系统表体部分的发射模块(304)、磁从动轮和直读式机械显示装置采用一体化封装形式的模块结构(201)；模块结构与机械水表的安装方式为模块结构贴近视窗且紧扣于机械水表壳体外部，该一体化封装形式的模块结构(201)与机械水表之间可以采取较为容易的可拆卸结构，还通过导线(203)与数据处理中心进行通讯连接，当然也可以采用无线方式进行数据传输。

因模块结构与机械水表壳体之间采用易于拆卸的机械安装结构，便于在寿命计量期或强检时更换机械水表，而一体化封装形式的模块结构(201)则可以继续使用，这便是本实用新型主要的价值所在：造价较高的电子检测和远程传输部分与新水表可以继续配合使用，其寿命可达在15～20年以上，其成本相比“机械水表部分”成本高出很多，按照全国3亿块智能水表计算下来，显然每6年一次更换的都将节省“电子检测和远程传输部分”的成本总体价值在140×3亿＝420亿元(RMB)，这必将为社会节省巨大财富，避免了“电子检测和远程传输部分”成为陪葬品的较大浪费。

实施例2

本实施例提供了一种具有三显功能的机电分离光电直读式智能水表，如图8所示，易于理解的是，模块结构内设置有储能电池(307)，其为内部电子电路如发射模块(304)以及传感器、处理芯片等进行供电，其余部分与上述相关结构一致。

为了便于定期更换电池，模块结构(201)内设置有专用的储能电池盒(305)，储能电池盒(305)与模块结构(201)的壳体部分之间可以采用滑道机构，也可以结合常见的自锁式盒盖(图中306位置)，因这种机械式之所盒盖如一些塑料包装盒等均为常规技术，为简便起见附图中未予展示这些常规技术。这样便于取出和更换储能电池。当然，也可以在用螺钉紧固的方式封住电池。

实施例3

本实施例提供了一种具有三显功能的机电分离光电直读式智能水表系统，如图9所示，结合前述的实施例可知，该智能水表和数据处理与显示系统中，可以在数据中继进行数据接续传输、在数据处理中心或显示终端显示相关水务数据，数据中包含用户用水量数据，这样一种涵盖三重显示功能：即机械水表数字显示1(106)、本实用新型表体部分所提供的数字直读显示2(303)以及显示终端显示相关用水量数据(322)，创造性的将三重显示功能涉及的传统机械水表与表体电子单元部分进行了可分离设计，在不增加用户和水务管理部门使用成本的前提下，实现了即满足用户面对面核验用水数据、有满足远程读取和智能化管理、还为每6年一次的更换大幅度地降低了周期性维护成本，为供水部门、用户和社会提高了资源利用率、节省了大量社会财富，造福人民的生活、提高了城市智能化管理水平。

通过阅读上述实施例本实用新型的有益效果是：

①智能水表具备机械水表的第一机械计数器的显示功能、第二机械计数器同步显示功能和远传数据的第三电子计数器的显示功能，实现智能水表的用水量数据与用户直观确认、远程传输以及电子远传系统的数据管理确认的三重复合功能。

②将电子检测和远程传输装置与传统机械水表创造性的易于拆解的分体式设计，在更换时仅需更换机械水表部分，而造价较高的电子检测和远程传输部分与新水表可以继续配合使用，其寿命在15～20年以上，因水表总成上“电子检测和远程传输部分”的成本相比“机械水表部分”成本高出很多，按照全国3亿块智能水表计算下来，显然每6年一次更换的都将节省“电子检测和远程传输部分”的成本总体价值在140×3亿＝420亿元(RMB)，将为社会节省巨大财富，避免了“电子检测和远程传输部分”成为陪葬品的较大浪费。

②在实际使用过程中，可能会有少部分水表需要对电子部件进行维护，本实用新型技术的分体设计的机电分离技术使作为电子部件的“电子检测和远程传输部分”与机械水表为易拆解结构，每一次拆解都无需将水表总成拆解下来，不需要关闭水源阀门，减少了技术人员工作量以及检修成本。

③在企业生产和出厂检验阶段，同样也降低了水表制造企业车间检修技术人员工作量及成本。

④在实际使用过程中，“电子检测和远程传输部分”所需的供电内藏式储能电池，因本实用新型采取了易于拆卸电池的滑道结构的电池盒，更换工序简单快捷。

因此，本实用新型创造性提供的技术方案能解决上述背景技术中所涉及的技术问题，结构较为简化、能提高智能水表通用性且成本较低，以期高度智能化的城市供水管理体系作出贡献。

本实用新型的上述实施例仅用于描述本实用新型技术思想的应用方案，不是对本实用新型技术方案的限定，在不脱离本实用新型思想前提下，通过对上述实施方式进行组合和等同变换所得到的其他实施例均落入本实用新型的权利保护范围，本实用新型的权利保护范围有所附权利要求书限定。

Claims (5)

1.一种具有三显功能的机电分离光电直读式智能水表，其特征在于，

包括机械水表和电子远传系统；

所述机械水表包括壳体内安装的计量涡轮、显示装置、以及与计量涡轮同轴安装的磁主动轮，所述磁主动轮上设置有永磁性的磁极或软磁性的磁芯，且所述磁主动轮靠近所述机械水表的视窗布置，所述视窗为透明的非磁性材料制造的窗口部件，所述显示装置为第一机械计数器，所述第一机械计数器用于计量和显示所述机械水表流过的用水量；

所述电子远传系统包括发射模块和接收模块，所述发射模块配置于所述机械水表壳体外部，所述接收模块配置于数据中继站或远程数据接收处理站，所述发射模块含有用于检测所述磁主动轮转动的磁传感器和用于对所述磁传感器输出的脉冲信号进行计数的处理器，所述处理器通过所述磁传感器接收所述磁主动轮的信号并做当量计数处理后输出数据，所述数据作为所述机械水表流过的用水量数据通过有线或无线方式进行远程发送，所述接收模块接收到所述发射模块的电子信号并将含有所述用水量的数据进行存储和/通过第三电子计数器进行显示，所述第三电子计数器将所述用水量的数据在所述接收模块的终端进行数据显示；

还包括磁从动轮和直读式机械显示装置；所述磁从动轮和所述直读式机械显示装置均位于所述机械水表壳体外部，所述磁从动轮固定安装于磁从动轮的轮轴一端，所述磁从动轮与所述磁主动轮隔所述视窗靠近，所述磁从动轮靠近所述视窗的一端设置有软磁性的磁芯或永磁性的磁极，所述磁从动轮的轴线与所述磁主动轮的轴线在同一条直线对齐，所述直读式机械显示装置为第二机械计数器，所述磁从动轮的转轴的另一端设有齿轮，所述齿轮与所述第二机械计数器的输入齿轮相啮合，当所述磁主动轮受到水流驱动旋转时，所述磁从动轮上的软磁性的磁芯或永磁性的磁极跟随所述磁主动轮上的永磁性的磁极或软磁性的磁芯的磁力吸引而同步旋转，所述磁从动轮驱动所述第二机械计数器的齿轮使其同步显示所述机械水表的用水量；

使所述智能水表具备三重显示功能，即具备机械水表的第一机械计数器的显示功能、第二机械计数器同步显示功能和远传数据的第三电子计数器的显示功能，实现智能水表的用水量数据与用户直观确认、远程传输以及电子远传系统的数据管理确认的多重复合功能。

2.根据权利要求1所述的具有三显功能的机电分离光电直读式智能水表，其特征在于，所述电子远传系统的发射模块、所述磁从动轮和所述直读式机械显示装置采用一体化封装形式的模块结构；所述模块结构与所述机械水表的安装方式为所述模块结构贴近所述视窗且紧扣于所述机械水表壳体外部。

3.根据权利要求2所述的具有三显功能的机电分离光电直读式智能水表，其特征在于，所述模块结构与所述机械水表壳体之间采用可拆卸的机械安装结构，以便于在寿命计量期或强检时更换。

4.根据权利要求3所述的具有三显功能的机电分离光电直读式智能水表，其特征在于，所述模块结构内设置有储能电池，所述储能电池用于为所述发射模块供电。

5.根据权利要求4所述的具有三显功能的机电分离光电直读式智能水表，其特征在于，所述模块结构内设置有储能电池盒，所述储能电池盒与所述模块结构壳体之间采用滑道机构，便于取出和更换所述储能电池。

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