一种自发电零漏失率智能水表的制作方法

文档序号:33156155发布日期:2023-02-03 23:44阅读:158来源:国知局

1.本发明涉及智能水表及测量设备智能领域,特别涉及一种自发电零漏失率智能水表。


背景技术:

2.目前市面上的各种水表都是用普通机械表做基础表,因此都有较大的漏失率,即小流量时不计量,根据基表的不同大约在8~15升/时的流量不被计量,且电源多采用锂电池供电,为了延长水表的使用寿命,大多采用低功耗电路设计,这样就会以牺牲很多功能为代价,比如无线远传功能的智能表,因为要低功耗,所以不会时时的通讯,每天一般设计只能通讯一次,还有就是带电动阀的智能表,也是因为低功耗的问题,尽量减少开启和关闭的次数。
3.fdlb型自发电零漏失率智能水表,由于有防滴漏设计,所以可达到零漏失率的计量,还由于有自发电功能,也解决了智能水表的电源问题,使该自发电零漏失率智能水表不用太在意低功耗,这样可以开发cpu电路的很多功能,还可以使带无线远传功能的智能水表时时通信,即用户每用一次水都可以把这次的用水量上传到管理中心,还可以随时开关电动球阀,不必担心电量不足,这样就可以使该自发电零漏失率智能水表拥有更多的应用功能,如用户出门忘记关水龙头,这时就可以通过控制中心控制智能水表关闭电动球阀,防止水继续流出浪费等,因为不用担心电池没电,还可以增加很多实用功能,为智能家居做贡献。


技术实现要素:

4.本发明要解决的技术问题是,为了克服现有技术的不足,提供一种自发电零漏失率智能水表。
5.本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:
6.一种自发电零漏失率智能水表,包括外壳部分、主体机构、发电计量主体芯,其中外壳部分包括液晶显示屏和主电路部分,主体机构包括零漏失率的计量和电动球阀的控制,发电计量主体芯部分包括自发电功能和较大流量的计量;
7.所述的外壳部分包括上表壳、下表壳、进水管、出水管,所述上表壳上表面上设置有显示屏与功能贴膜,所述上表壳与下表壳螺纹连接,所述进水管与所述出水管分别位于表的左侧下部及右侧下部;
8.所述的主体机构包括主电路板、缸体、活塞、驱动电机、发电计量主体壳,所述主电路板固定在所述上表壳的内部上表面上,所述缸体上端与缸盖螺纹连接,所述缸体与所述活塞之间设置有弹簧,所述活塞中部螺纹连接有绝缘立柱,所述绝缘立柱上端设置有导体球,所述导体球上设置有导体球电线,所述导体球电线另一端与滑线电阻器相连,所述滑线电阻器固定在电池电路板一侧,所述电池电路板另一侧设置有充放电电池,所述驱动电机固定在齿轮变速箱上,所述齿轮变速箱固定在不锈钢球阀上,所述发电计量主体壳与所述
缸体螺纹连接;
9.所述发电计量主体芯部分包括支架、转动轴、发电部分壳体,所述支架固定在所述发电计量主体壳卡槽内,所述发电部分壳体固定在所述支架的左侧,所述发电部分壳体内部包含3个线圈和发电计量主体芯电路板,所述转动轴一端设置有发电磁铁,且所述转动轴上设置有叶片。
10.作为优选,当水流流过所述叶片时,所述叶片转动带动所述转动轴转动,且所述转动轴转动带动所述发电磁铁转动,使所述线圈切割磁力线产生电压电流发电,一个所述线圈由中间抽头产生脉动信号供计量使用。
11.作为优选,所述缸体上部设置有平衡进水口,所述缸体的下部设置有细缝出水孔,所述缸体的中部设置有与所述细缝出水孔相通的倒三角出水孔。
12.作为优选,所述细缝出水孔与所述活塞、弹簧、导体球及滑线电阻器组成防滴漏装置。
13.作为优选,在测量较大和大的测量时,水流推动所述叶片转动带动所述转动轴转动,进而带动所述发电磁铁转动,使所述线圈产生脉动信号,经整形电路mcl整形成标准的脉冲信号传到所述主电路板上,由所述主电路板上的cpu进行运算得出水的流量值和累积水量的参数。
14.作为优选,所述线圈切割磁力线产生电流电压,由所述发电计量主体芯电路板上过来的电源线通过所述电池电路板上的7806稳压后,给所述充放电电池充电,同时通过7805给主电路板供电,实现了自发电功能。
15.作为优选,所述转动轴左、右两端采用磁悬浮轴承。
16.作为优选,所述发电计量主体芯电路板整流稳压后有两个电线,一根脉冲信号线,包含所述3根线的细电缆通过电线密封出口密封后,通过插接件与所述的电池电路板相连接。
17.作为优选,所述脉冲信号及从所述滑线电阻器的滑动端引出的电压信号uxh,以及+5v电源线通过插接件与所述主电路板相连接,给所述主电路板提供电源和信号。
18.作为优选,所述电池电路板上有充放电电池,平时发电计量主体芯发的电给所述充电电池充电,当水表工作时也可以使用所述充放电电池中的电。
19.作为优选,所述主电路板中的cpu根据用户的要求发出指令,使所述驱动电机转动带动所述齿轮变速箱运动,进而实现所述不锈钢球阀的开启与闭合,实现水表的控制功能。
20.作为优选,该自发电零漏失率智能水表,可作为一种基础表和网络表、无线远传表、智能水卡表结合形成特定用途的智能水表。
21.本发明的有益效果是:
22.自发电零漏失率智能水表可作为一种基础表,可以和网络水表、无线远传水表、智能卡水表等各种智能水表结合,形成特定用途的智能水表,因为该智能水表具有自发电功能和零漏失率功能,解决了目前市面上的各种智能水表的电源问题和漏失率问题,是目前各种智能水表的更新换代产品,如果智能水表采用该fdlb型自发电零漏失率的智能水表为基础表,可开发出各种功能的水表。
附图说明
23.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明:
24.图1为本发明的自发电零漏失率智能水表外壳立体结构示意图;
25.图2为本发明的自发电零漏失率智能水表正面剖视结构示意图;
26.图3为图2中的a-a剖面结构放大示意图;
27.图4为图2中的b-b剖面结构放大示意图;
28.图5为本发明的自发电零漏失率智能水表俯视结构示意图;
29.图6为本发明的自发电零漏失率智能水表左侧视结构示意图;
30.图7为本发明的自发电零漏失率智能水表右侧视结构示意图;
31.图8为本发明的自发电零漏失率智能水表中的自发电计量部分结构剖视结构放大示意图;
32.图9为本发明的自发电零漏失率智能水表中的自发电计量部分结构左侧视放大示意图;
33.图10为本发明的自发电零漏失率智能水表中的自发电计量部分结构右侧视放大示意图;
34.图11为本发明的自发电零漏失率智能水表中的发电计量主体芯电路板的电路示意图;
35.图12为本发明的自发电零漏失率智能水表中的电池电路板电路示意图。
36.附图标记说明:
37.1-上表壳,2-下表壳,3-显示屏,4-功能贴膜,5-进水管,6-出水管,7-主电路板,8-缸体,9-缸盖,10-弹簧,11-密封垫,12-活塞,13-绝缘立柱,14-活塞“o”型密封圈,15-绝缘立柱“o”型密封圈,16-导体球,17-滑线电阻器,18-电池电路板,19-充放电电池,20-平衡进水口,21-细缝出水孔,22-倒三角出水孔,23-电线密封出口,24-驱动电机,25-齿轮变速箱,26-不锈钢球阀,27-发电计量主体壳,28-固定螺丝,29-发电计量主体芯电缆,30-驱动电机电线,31-电池电路板排线,32-导体球电线,33-电池电路板固定支架,34-异形密封圈,35-固定螺丝孔,36-支架,37-转动轴,38-叶片,39-支架右顶端磁铁,40-转动轴右侧顶端磁铁,41-轴右侧磁铁,42-支架右侧磁铁,43-发电部分壳体,44-线圈,45-发电磁铁,46-发电计量主体芯电路板,47-左侧磁铁,48-左侧轴磁铁,49-发电部分壳体盖,50-带孔螺丝。
具体实施方式
38.为了更好地理解本发明,下面结合附图对本发明进一步的阐述,值得注意的是,在本发明的描述中,其术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关均为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元器件必须具有的特定方位,以特定的方位构造和操作,不能理解为对本发明的限制。
39.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明,这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此仅显示与本发明有关的构成。
40.如图1所示,一种自发电零漏失率智能水表,包括上表壳(1)、下表壳(2)、显示屏(3)、功能贴膜(4)、进水管(5)、出水管(6),上表壳(1)通过螺丝与下表壳(2)连接在一起,显
示屏(3)设置在上表壳(1)的上表面内部,功能贴膜(4)贴在上表壳(1)的上表面上,进水管(5)在表的左侧下部,出水管(6)在表的右侧下部,进水管(5)和出水管(6)上有螺纹可与外部的管道连接。
41.如图2、图5、图6、图7所示,所述表的主体机构包括主电路板(7)、缸体(8)、缸盖(9)、弹簧(10)、密封垫(11)、活塞(12)、绝缘立柱(13)、活塞“o”型密封圈(14)、绝缘立柱“o”型密封圈(15)、导体球(16)、滑线电阻器(17)、电池电路板(18)、充放电电池(19)、平衡进水口(20)、细缝出水孔(21)、倒三角出水孔(22)、电线密封出口(23)、驱动电机(24)、齿轮变速箱(25)、不锈钢球阀(26)、发电计量主体壳(27)、固定螺丝(28)、发电计量主体芯电缆(29)、驱动电机电线(30)、电池电路板排线(31)、导体球电线(32)、电池电路板固定支架(33)、带孔螺丝(50),主电路板(7)固定在上表壳(1)的内上平面上,缸体(8)与进水管(5)融为一体并有进水孔,缸盖(9)有内螺纹,缸体(8)上端有外螺纹,两者通过螺纹固定,在两者中间有密封垫(11)密封,弹簧(10)放置在活塞(12)与缸盖(9)之间,绝缘立柱(13)的下端有外螺纹,活塞(12)的中间凸起部分有内螺纹,绝缘立柱(13)通过螺纹固定在活塞(12)的中部,绝缘立柱(13)与缸盖(9)之间由绝缘立柱“o”型密封圈(15)密封,活塞(12)与缸体(8)之间由活塞“o”型密封圈(14)密封,导体球(16)上焊有导体球电线(32),导体球(16)固定在绝缘立柱(13)的上端,滑线电阻器(17)焊接在电池电路板(18)上,充放电电池(19)焊接在电池电路板(18)上,平衡进水口(20)开孔于缸体(8)的上部,细缝出水孔(21)开孔在缸体(8)的下部,倒三角出水孔(22)开孔在缸体(8)的中部并与下部的细缝出水孔(21)相通,驱动电机(24)固定在齿轮变速箱(25)上,齿轮变速箱(25)固定在不锈钢球阀(26)上,并且可以驱动不锈钢球阀(26)的开启和闭合,发电计量主体壳(27)通过固定螺丝(28)固定在缸体(8)上,发电计量部分放置在发电计量主体壳(27)内,发电计量主体芯电缆(29)通过电线密封出口(23)的密封后与电池电路板(18)通过接插件相连接,电池电路板(18)固定在电池电路板固定支架(33)上,电池电路板固定支架(33)通过螺丝固定于缸盖(9)上,带孔螺丝(50)的中间孔被绝缘立柱(13)穿过,带孔螺丝(50)有外螺纹,缸盖(9)中间凸起孔中有内螺纹,带孔螺丝(50)通过螺纹固定于缸盖(9)中间凸起的孔中,其中间夹有绝缘立柱“o”型密封圈(15),可起到使绝缘立柱(13)和缸盖(9)的密封作用。当进水管(5)进水时,水压推动活塞(12)向上移动,先露出细缝出水孔(21),随着水流的不断增大再露出倒三角出水孔(22),同时活塞(12)带动绝缘立柱(13)和导体球(16)向上移动,导体球(16)在滑线电阻器(17)上滑动,使电压值变化,根据电压值的变化算出相应的水流量大小。
42.驱动电机(24)带动齿轮变速箱(25)转动,同时带动不锈钢球阀(26)内的不锈钢球转动,使不锈钢球阀(26)可以按要求开启或关闭。
43.如图3、4所示,缸体(8)与发电计量主体壳(27)的连接部分,包括异形密封圈(34)、固定螺丝孔(35),发电计量主体壳(27)通过固定螺丝(28)固定于缸体(8)上,中间由异形密封圈(34)密封。
44.如图8-10所示,发电计量主体芯部分,包括支架(36)、转动轴(37)、叶片(38)、支架右顶端磁铁(39)、转动轴右侧顶端磁铁(40)、轴右侧磁铁(41)、支架右侧磁铁(42)、发电部分壳体(43)、线圈(44)、发电磁铁(45)、发电计量主体芯电路板(46)、左侧磁铁(47)、左侧轴磁铁(48)、发电部分壳体盖(49),支架(36)固定在发电计量主体壳(27)的卡槽内,左侧卡在发电部分壳体(43)上,转动轴(37)右侧顶端固定有转动轴右侧顶端磁铁(40),与支架右顶
端磁铁(39)n-n极相对,由于同极相互排斥,所以起到了磁悬浮的作用。叶片(38)与转动轴(37)为一体,轴右侧磁铁(41)固定在转动轴(37)右端的外侧面上,支架右侧磁铁(42)固定在支架(36)的右侧顶端的内侧,并且与轴右侧磁铁(41)n-n极相对,由于同极相互排斥,所以起到了磁悬浮的作用;发电部分壳体(43)固定在支架(36)的左侧,线圈(44)和发电计量主体芯电路板(46)置于发电部分壳体(43)的内部,并且用绝缘胶封装;发电磁铁(45)固定在转动轴(37)上,并可以随转动轴(37)的转动而转动,左侧磁铁(47)固定在发电部分壳体盖(49)中间圆槽体的内侧,左侧轴磁铁(48)固定在转动轴(37)左侧的外表面上,并与左侧磁铁(47)n-n极相对,由于同极相斥,所以起到了磁悬浮作用,发电部分壳体盖(49)固定在发电部分壳体(43)上。
45.当水流流过叶片(38)时,驱动叶片(38)转动,带动转动轴(37)转动,这样也带动了发电磁铁(45)转动,使线圈(44)切割磁力线产生电压电流发电,同时一个线圈产生脉冲信号供计量用,这样就达到了发电计量的作用。
46.如图11~12所示,发电部分壳体(43)内有3个线圈,其中一个线圈上还有一个抽头可作为脉冲信号线mxh,mxh线上有一个二极管口,它只能通过正脉冲信号,使从线圈出来的脉冲信号经过二极管口后变为信号,再经过整形电路mcl后变为标准的脉冲信号供给主电路板(7)上的cpu使用,cpu根据这些脉冲信号来确定水的流量大小,在乘以时间后就可以得到累积水量,同时1、2、3号线圈发的正负正弦波电压通过整流桥口后变为正的部分的正弦波电压再经过“π”整形电路变为电压源,再经过稳压电路7806后成为平稳的+6v电压给电池充电,同时再经过稳压电路7805后成为标准的+5v电压电源给主电路板(7)供电,图中的电感l和c1~c4组成了“π”形电路,c5~c8电容都是滤波用的,电阻r是给滑线电阻器rh分压用的,滑线电阻器(17)的滑动端uxh可以为主电路板(7)上的cpu提供电压信号,cpu就可以根据这个电压值来确定水流量,特别是在小流量时,这样再乘以时间就可以得出累积水量,这样本发明就有两套水流量和累积水量计量装置,一种是由发电计量芯产生的脉冲信号,这套装置主要针对较大流量及大的水流量进行计量,第二种是由活塞(12)和缸体(8)及滑线电阻器(17)等组成的计量装置产生的电压信号,这套装置因为有细缝出水孔(21),主要用于对小流量的计量以达到零漏失率的效果。
47.为了达到发电计量的效果,当水流流过驱动叶片(38)时,驱动叶片(38)转动带动转动轴(37)转动,这样也带动了发电磁铁(45)的转动,使线圈(44)切割磁力线产生电压电流发电,同时一个线圈产生脉动信号供计量使用,这样就达到了发电计量的作用。
48.为了使水表具有零漏失率功能,在缸体(8)上开有细缝出水孔(21),并由活塞(12)和弹簧(10)及导体球(16)和滑线电阻器(17)组成了防滴漏装置。当很小的水流流过时,活塞(12)上行露出细缝出水孔(21)的一小段细缝,这时活塞(12)带动绝缘立柱(13)及其顶端的导体球(16)向上移动,由于导体球(16)与滑线电阻器(17)相接触,这样在滑线电阻器(17)上对应的一个电压值就由导体球(16)及导体球电线(32)最终传到主电路板(7)上的cpu上,这样cpu根据这个电压值和细缝的尺寸计算出小水流的流量,即一个电压值对应相应的水流量,这样就解决了小流量的计量问题,从而解决了水表漏失率问题,使水表具备了防滴漏的功能。
49.在测量较大和大的流量时,水流推动叶片(38)的转动带动转动轴(37)转动,从而带动发电磁铁(45)的转动,使线圈44产生脉动信号,经整形电路mcl整形成标准的脉冲信号传到主电路板(7)上,由主电路板(7)上的cpu进行运算得出水的流量值和累积水量的参数。
50.为了实现自发电功能,发电计量主体芯中的发电部分壳体(43)内有线圈(44),且在转动轴(37)上有发电磁铁(45),这样当转动轴(37)转动时,带动发电磁铁(45)转动,使线圈(44)切割磁力线产生电流电压,经整流电路7806稳压后给充放电电池(19)充电,同时也可以通过7805给主电路板(7)供电,这样就实现了自发电功能。
51.为了使转动轴(37)转动灵活、阻力小,在轴的左、右两端采用了磁悬浮轴承。
52.发电部分发的电经发电计量主体芯电路板(46)整流稳压后有两根电线,还有一根脉冲信号线,有3根线的发电计量主体芯电缆(29)通过电线密封出口(23)密封后,通过接插件与电池电路板(18)相连接。
53.从发电计量主体芯电路板(46)上过来的电源线通过电池电路板(18)上的7806稳压后,给充放电电池(19)充电,同时通过7805给主电路板(7)供电。
54.脉冲信号mxh通过整形电路mcl整成标准的脉冲信号,还有从滑线电阻器(17)的滑动端引出的电压信号uxh,以及+5v电源线通过插接件与主电路板(7)连接,给主电路板(7)提供电源和信号,电压信号uxh计量小的流量即零漏失率的流量和累积的水量,脉冲信号mxh计量较大和大的流量及累积水量。
55.电池电路板(18)上有充放电电池(19),平时发电计量主体芯发的电给充放电电池(19)充电,当水表工作时也可以用充放电电池(19)中的电。
56.为了实现水表的控制功能,不锈钢球阀(26)上装有齿轮变速箱(25)以及驱动电机(24),由主电路板(7)中的cpu根据用户的要求发出指令,使驱动电机(24)转动,达到开阀和关阀的目的,实现水表的控制功能。
57.与现有技术相比,该自发电零漏失率智能水表比目前市面上的各种智能水表有更多优势。目前市面上的各种智能水表都是用普通机械表做基础表,因此都有较大的漏失率,即小流量时不计量,而且电源采用的锂电池供电,为了延长使用寿命,多采用低功耗电路,如果有远程功能因功耗比较大,所以不能时时通讯,这样可以延长智能表的使用寿命。
58.该自发电零漏失率智能水表,由于具有自发电和零漏失率功能,可以很好解决上述问题,一是有防滴漏功能,二是解决了电源问题,因此该自发电零漏失率智能水表具有更多功能,它可以时时通讯,这样水表每次开始计量水流量和停止计量水流量时,都可以向控制中心发信息告知这次的用水量,而且还可以频繁的开关电动球阀不必担心电量不足,这样就使该智能水表拥有更多的应用功能,如当用户出门忘记关水龙头,这时就可以用手机通过控制中心通知智能水表关闭电动球阀,防止水继续流出浪费水等。因为不用担心电池没电,还可以增加很多实用功能,使该智能水表与智能家居相融合;如果用该自发电零漏失率智能水表作为一种基础表和目前市面上的各种智能水表如网络水表、无线远传水表、智能水卡表等结合,就可以形成各种特定用途的智能水表,也可以和智能家居相结合;总之该智能表具有零漏失率功能和自发电功能,它可以做为各种智能水表的基础表,它是目前市面上的各种智能水表的更新换代产品,为智能水表融入智能家居奠定了基础。
59.以上依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内进行多样的变更和修改,本项发明的技术性范围并
不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求书范围来确定技术范围;显然本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围,这样倘若本发明的这些修改和变型术语本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
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