CN2452008Y

CN2452008Y - 智能化水表

Info

Publication number: CN2452008Y
Application number: CN 00232508
Authority: CN
Inventors: 关伯奋
Original assignee: 关伯奋
Current assignee: Chen Ming
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2001-10-03
Anticipated expiration: 2010-12-04

Abstract

本实用新型公开一种智能化水表，包括IC卡、表芯外的环型阀门、出水口以及IC卡的微处理器电路，特点为IC卡插入IC卡锁内，上述的电路受电工作，确认密码，密码正确，上述的电路启动内部电机，完成计量盘转动，光电探头摄取脉冲数，通过上述的电路计量，扣除IC卡上的购水量，启动阀门打开出水口，水路通，同时上述的电路通过电机，使智能水表内部机械复位，关阀部件处于弹簧蓄能状态。能自动开阀、任意购买水量。

Description

智能化水表

本实用新型涉及一种智能化预付费自来水表。

世界性的淡水资源紧张，引起了人类的关注，合理利用水利资源和节约用水，是人类自身生存发展所必须考虑的主要内容。我国，目前部分地区由于淡水资源的紧张，已经开始严重地影响人们的正常生活。部分城市开始了实行自来水计划供用的制度。这就要提供一种能定量供水、定量用完能自动开伐的水表。先前本申请人的专利号为99238364.1公开了一种以整数的额定量供应，当使用到额定量时一定要关阀的预付费自来水表，由于以整数的额定量供应，因而存在不能任意购买水量缺点。

本实用新型的目的在于提供一种定量供水、定量用完能自动开阀、能任意购买水量以及使用方便的智能化水表。

本实用新型的目的是这样实现的，所述的智能化水表，包括壳体、旋翼型流量计表芯、计量盘、出水口24、带DC电源的IC卡、电动机转动机构电路、表芯外的环型阀门、阀门开关部件以及IC卡的微处理器CPU密码识别、计量和电动机转动机构驱动电路，其结构特点为所述的阀门开关部件包括电动机、计量盘上的吨位计量显示齿轮、水表表芯×1档引出轴转动齿轮、转动齿轮、限位销、齿轮组、拉簧、齿轮上的光电探头和安装在齿轮主轴上的主控杆条型弹簧、扣锁头以及设在主控杆靠水表表芯那头的带磁性的磁块和表芯外的环型阀门上的带相反磁性的磁块组成；带DC电源的IC卡插入壳体上的IC卡锁的接口内，IC卡的微处理器密码识别和电动机转动机构驱动电路受电，电动机转动机构电路受电使一电动机反时针旋转，阀门开关部件的吨位计量显示齿轮与引出轴转动齿轮分开，又与转动齿轮偶合触使此电动机停，同时又使另一电动机转动而带动齿轮组转动及转动齿轮转动，计量显示齿轮转动，光电探头摄取转动脉冲，由IC卡的微处理器CPU密码识别、计量和电动机转动机构驱动电路进行计量并在IC卡上扣除购买的吨位；同时计量显示齿轮转动时，阀门开关部件的主控杆条型弹簧上紧并由扣锁头扣上，主控杆上的磁块吸住表芯外的环型阀门上的带相反极性的磁块而打开出水口；计量显示齿轮转到限位销，另一电动机停；同时上一电动机反时针旋转，使计量显示齿轮复位而与引出轴转动齿轮偶合。

本实用新型的目的还可通过以下技术方案实现的，所述的智能化水表，其特点为带DC电源的IC卡插入壳体上的IC卡锁的接口内，IC卡的微处理器密码识别和电动机转动机构驱动电路受电，电动机19通电启动，电动机转动机构电路的开关触点A、B闭合，电动机19反时针旋转，与电动机19的连接杆前端N1向下顶开拔动杆20的后端N2，拔动杆20的前端N3转动向上而顶住拉簧10的下端N4，与拉簧10上端连接的吨位计量显示齿轮11与水表表芯×1档引出轴转动齿轮9分开，且齿轮11与转动齿轮12偶合触使电动机转动机构电路的限位开关顶开开关触点A、B断路，电动机19停，电动机转动机构电路的开关触点C、D通，电动机16转动，且带动齿轮组14转动并通过主轴带动转动齿轮12转动，与转动齿轮12偶合的齿轮11转动，安装在齿轮11上的光电探头32，摄取转动脉冲，由IC卡的微处理器CPU密码识别、计量和电动机转动机构驱动电路进行计量计算后并在带DC电源的IC卡上扣除购买的吨位，同时齿轮11转动时，安装在吨位计量显示齿轮11主轴上的主控杆条型弹簧上紧并由扣锁头15扣上，此时设在主控杆靠水表表芯那头的带磁性S极磁块吸住表芯外的环型阀门上的带磁性N极磁块而打开水表表芯出水口24；当齿轮11转动到限位销30时，与限位销30连接的限位开关顶开电动机转动机构电路的开关，触点QE断开，电动机16停，触点QF通路，电动机19反时针旋转，与电动机19的连接杆前端N1与拔动杆20的后端N2分开，拉簧10拉动上端连接的吨位计量显示齿轮11复位而与水表×1档引出轴转动齿轮9偶合。所述的智能化水表，其特点为计量盘上的吨位计量显示齿轮11的齿轮数与水表表芯×1档引出轴转动齿轮9的齿轮数相同，在计量盘上装一组直射型光电探头，相应在计量盘上的外沿每0.1吨的位置钻一细孔，让光电探头32，摄取转动脉冲，由IC卡的微处理器CPU密码识别、计量和电动机转动机构驱动电路进行计量计算后并在带DC电源的IC卡上扣除购买的吨位。

本实用新型由于整个水表内不要交流电，内部也不装干电池，水表在整个工作过程中，只要初始阶段用电能，这电能由IC卡提供的，也就是说，当IC卡插入表壳上的IC卡锁的接口后，水表内的CPU电路才有电源，这时水表内的工作程序靠外来电能完成，当IC卡拔出后，水表内就无电源了，此时水表内的工作程序，靠自来水的内部水流压力及拉簧蓄能来完成的，即具体过程控制---计量----关阀门。当水表将使用到定额位行将关阀时，用户可将IC卡重新插入卡口(此时只要IC卡内尚余水量)，水表内计量盘即反转，进行补充定量，此时光电探头可根据计量盘即反转的吨位进行扣除，直至扣除完IC卡内所购的水量。当定量水量用完时，可自动把水关停，阀门是靠磁力控制，当磁力移动时，将水表表芯内的出水口通道关闭，停止水流。因而其优点在于：1)除了具有预付费自来水表在用水--控制--关伐过程无需使用任何电能的优点外(这是本人已受国家知识产权局授权的专利权，专利号为ZL99238364.1)，它免除了使用交流电和“干电池”所带来的不便。2)它还克服了由于使用过程没有电能，只靠机械部分控制，所以预付费自来水表，另能以整数的额定量供应，而且使用到额定量时一定要关伐的弊端；本实用新型可任意购买水量，而且水表的额定量可使用为计划供应量，不受水表额定到位时关阀之不便，但当计划供应量使用完时，本水表即关阀。3)本实用新型的安装尺寸和原旋翼型水表一样，这样便于安装工程改造，且外观看不到任何关阀的阀门等。4)成本低，大众接受容易，便于大范围推广。

下面结合附图和实施例对本实用新型的结构和工作原理及工作过程进行详细说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的截面结构示意图。

图3为本实用新型的拉簧、齿轮、条型弹簧、扣锁头和主控杆等相互作用的结构示意图。

图4为本实用新型的电动机转动机构电路图。

图5为本实用新型的IC卡的微处理器CPU密码识别、计量和电动机转动机构驱动电路连接原理图。

一、工作原理：

1、整个智能化预付费自来水表(下称智能水表)不要交流电：内部也不安装“干电池”。其工作过程，只要初始阶段须用电源，而这初始阶段的电源，也只是由IC卡提供的。也就是说：当IC卡钥匙插入IC卡锁口(IC卡接口)后，智能化预付费水表内部才有电源，这时智能化水表内的工作程序，靠外来电能完成。当IC卡钥匙拔出来后，智能化水表内就没有电源了。其内部工作程序，靠自来水内部水流压力来完成。即控制--计量--关伐门。

2、智能水表将使用到定额位行将关伐时，用户可将IC卡重新插入卡口(此时只要IC卡内尚有水量)智能水表内计量盘即反转，进行补充定量，此时光电头可根据计量盘反转的顿位进行扣除，直至扣除完IC卡内所购的水量。

3、能水表，当定量水量用完时，可自动把水关停，阀门是靠磁力控制，当磁力移动时，将旋翼式水表表芯内的出水口通道关闭，停止水流。

二、工作过程：

IC卡钥匙插入图1中IC卡接口4，当IC卡与图4、图5电路制成的内部电子线路板接通，线路板上的CPU受电开始工作，首先判断密码，当IC卡上的密码被确认后，CPU系统启动微型电动机图2中电动机19，图4中AB通，电动机19启动，且为反时针旋转。电动机19的连接杆前端N1向下顶开拔动杆20的后端N2，拔动杆20的前端N3转动向上而顶住拉簧10的下端N4，使齿轮11(顿位计量显示)与齿轮9(水表×1档引出轴)分开，且齿轮11向齿轮12偶合，此时限位开关顶开图4中AB断路，(电动机19停--CD通路--电动机16启动)，即图2中电动机16转动，且带动齿轮组14转动，14齿轮组转动，通过主轴，转动12齿轮转动，齿轮11和齿轮12偶合，此时齿轮12转动，带动齿轮11(顿位计量显示)转动。由安装在11上的光电探头32，摄取转动脉冲，进行计量计算，从IC卡上扣除购买的顿量。当齿轮11(顿位计量显示)转动到30限位销时，如图1限位销上限位开关顶Q，使图4中的E断开，此时电动机16停，QF通路，经芯片555放电3min，使电动机19转动，见图2电机19逆时针转动，N₁和N₂此时分开，齿轮11靠近轴上的拉簧10拉回复位与齿轮9(水表×1档引出轴)偶合。如前所述，图2中齿轮11和齿轮12偶合，齿轮12转动带动齿轮11转动，安装齿轮11主轴上的主控杆条型弹簧上紧，受扣锁头15扣上，如图3所示。此时的主控杆处于蓄能状态。图3中当主控杆受条型弹簧上紧处于蓄能状态时，主控杆靠水表表芯那头磁块S，将水表表芯外层的环型阀上磁块N吸住，且打开图2中的水表表芯出水口24，此时水路开通，用户可以正常使用自来水。

当智能水表完成内部各程序后，IC卡即可拔出，智能水表内没有任何电能了。智能水表靠水力带动机械运动，且完成内部程序。控制--计量--关阀门。

每完成一次插卡，图1计量轮11顶住定位销30时，计量盘上显示0位，由于计量轮11靠齿轮9带动，而齿轮9是表芯×1处引出轴，也就是指，当齿轮9旋转一周却好是10顿水量。计量轮11跟随齿轮9旋转一周，当计量轮11上的斜面顶压头顶开扣锁头15，如图3所示，主控杆上弹簧释能时，主控杆上的磁块S，带动表芯外层环型阀磁块N转动，将水表表芯的出水口关闭，停止供水，恰好也是1 0顿。概括起来讲，即插卡一次，智能水表只能用水量10顿。

用户在用水过程，可有两种选择，一是插卡一次，用完10顿，停水，再插卡重新用水10顿，周而复始。二是用户不想用完10顿停水，在智能水表行将用完10顿时(任何时候)就进行插卡，智能水表可重新处于10顿供水量，而且当用户补充进去多少水量时，计量盘上光电探头，可精确地告诉主芯片，将用户IC上的购水量扣除。直至IC卡上的剩余量不够用户新补充所需要的用水量，这时计量盘转转到定点，就停止供水。

IC卡(俗称电钥匙)它是由以上部分组成，ABS外壳、印刷线路板、芯片93LC46，干电池(或外接口CD9V整流电源)。IC卡主要作为用户向自来水公司购买水量(顿数)，再向智能水表传送信息的“桥梁”作用。

三、技术关键：

智能水表，由旋翼型水表芯和一种新型预付费自来水表(本人已有专利权，专利号ZL99238364.1)及新设计的控制系统组成。其技术关键：

1、由IC卡和智能水表中主体模块组成的CPU系统，其功能：组成该表的密码(密码采用世界先进的变动密码)，当IC卡插入系统后，由IC卡送入的电能，使处于休眠状态的CPU由受电苏醒，开始工作，系统首先确认密码，密码正确，模块启动内部电机，完成计量盘转动，光电探头摄取脉冲数，通过模块计量，扣除IC卡上的购水量，启动出水口阀门，水路通，同时模块通过电机，使智能水表内部机械复位，关阀系统处于弹簧蓄能状态。

2、盘的齿轮齿数等于由旋翼水表芯×1档引出轴上的齿轮齿数相等。即计量盘旋一周正好是10顿。在计量盘上装一组直射型光电探头，且在计量盘上的外沿，每0.1顿位置钻一细孔，让光电探头摄取脉冲，给模块运算，以向IC卡上扣除购水量。此系统，可以保证用户不等计量盘旋转一周(用毕10顿)，在任何剩余量时，插入IC卡，让计量盘反转，补充至10顿用水量的位置，而补充进多少购水量，由光电探头，模块等工作，将IC卡上的购水量扣除。如果IC卡上的购水量不够扣除，可出现负数信息存入IC卡内，此时用户应去购水。在购水时，IC卡上的复出负数信息，将由新购入的水量中扣除。

3、智能水表的关水阀门，是装在旋翼水表表芯外的出水口处，它是环型的，套在表芯出水口外，其靠表芯外的部位，嵌上一块磁块N极，与表芯外的控制系统上装的磁块S极正好相吸引，当智能水表电的模块控制水表开阀，控制系统的磁块S向逆时针方向旋转，环型套移位，此时出水口窗口开，通水。当购水量用毕，控制系统的磁块S向顺时针方向旋转，环型套反向移位，此时出水口窗口遮住，断水。

4、智能水表主体长度为165mm，加上连接管接头总长度为255mm，其长度和原旋翼式冷水水表的国家标准长度一致，这样便于安装和管道改造。

Claims

1、一种智能化水表，包括壳体(1)、旋翼型流量计表芯、计量盘、出水口(24)、带DC电源的IC卡、电动机转动机构电路、表芯外的环型阀门、阀门开关部件以及IC卡的微处理器CPU密码识别、计量和电动机转动机构驱动电路，其特征在于所述的阀门开关部件包括电动机(16)、计量盘上的吨位计量显示齿轮(11)、水表表芯×1档引出轴转动齿轮(9)、转动齿轮(12)、限位销(30)、齿轮组(14)、拉簧(10)、齿轮(11)上的光电探头(32)和安装在齿轮(11)主轴上的主控杆条型弹簧、扣锁头(15)以及设在主控杆靠水表表芯那头的带磁性的磁块和表芯外的环型阀门上的带相反磁性的磁块组成；带DC电源的IC卡插入壳体上的IC卡锁的接口内，IC卡的微处理器密码识别和电动机转动机构驱动电路受电，电动机转动机构电路受电使一电动机(19)反时针旋转，阀门开关部件的吨位计量显示齿轮(11)与引出轴转动齿轮(9)分开，又与转动齿轮(12)偶合触使此电动机(19)停，同时又使另一电动机(16)转动而带动齿轮组(14)转动及转动齿轮(12)转动，计量显示齿轮(11)转动，光电探头摄取转动脉冲，由IC卡的微处理器CPU密码识别、计量和电动机转动机构驱动电路进行计量并在IC卡上扣除购买的吨位；同时计量显示齿轮(11)转动时，阀门开关部件的主控杆条型弹簧上紧并由扣锁头(15)扣上，主控杆上的磁块吸住表芯外的环型阀门上的带相反极性的磁块而打开出水口；计量显示齿轮(11)转到限位销(30)，另一电动机(16)停；同时上一电动机(19)反时针旋转，使计量显示齿轮(11)复位而与引出轴转动齿轮偶合。

2、根据权利要求1所述的智能化水表，其特征在于带DC电源的IC卡插入壳体上的IC卡锁的接口内，IC卡的微处理器密码识别和电动机转动机构驱动电路受电，电动机(19)通电启动，电动机转动机构电路的开关触点A、B闭合，电动机(19)反时针旋转，与电动机(19)的连接杆前端N1向下顶开拔动杆(20)的后端N2，拔动杆(20)的前端N3转动向上而顶住拉簧(10)的下端N4，与拉簧(10)上端连接的吨位计量显示齿轮(11)与水表表芯×1档引出轴转动齿轮(9)分开，且齿轮(11)与转动齿轮(12)偶合触使电动机转动机构电路的限位开关顶开开关触点A、B断路，电动机(19)停，电动机转动机构电路的开关触点C、D通，电动机(16)转动，且带动齿轮组(14)转动并通过主轴带动转动齿轮(12)转动，与转动齿轮(12)偶合的齿轮(11)转动，安装在齿轮(11)上的光电探头(32)，摄取转动脉冲，由IC卡的微处理器CPU密码识别、计量和电动机转动机构驱动电路进行计量计算后并在带DC电源的IC卡上扣除购买的吨位，同时齿轮(11)转动时，安装在吨位计量显示齿轮(11)主轴上的主控杆条型弹簧上紧并由扣锁头(15)扣上，此时设在主控杆靠水表表芯那头的带磁性S极磁块吸住表芯外的环型阀门上的带磁性N极磁块而打开水表表芯出水口(24)；当齿轮(11)转动到限位销(30)时，与限位销(30)连接的限位开关顶开电动机转动机构电路的开关，触点QE断开，电动机(16)停，触点QF通路，电动机(19)反时针旋转，与电动机(19)的连接杆前端N1与拔动杆(20)的后端N2分开，拉簧(10)拉动上端连接的吨位计量显示齿轮(11)复位而与水表×1档引出轴转动齿轮(9)偶合。

3、根据权利要求1所述的智能化水表，其特征在于计量盘上的吨位计量显示齿轮(11)的齿轮数与水表表芯×1档引出轴转动齿轮(9)的齿轮数相同，在计量盘上装一组直射型光电探头，相应在计量盘上的外沿每0.1吨的位置钻一细孔，让光电探头(32)，摄取转动脉冲，由IC卡的微处理器CPU密码识别、计量和电动机转动机构驱动电路进行计量计算后并在带DC电源的IC卡上扣除购买的吨位。