專利名稱：電子水表的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水表，特別是一種可裝設在墻壁上便于查表，并且可以實現先買水后用水，用完購水量后水表可自動關閉的電子水表。
在現有技術中，每個單位的總水表是裝在自來水干管進入該單位的管道窖井中，自來水公司或本單位的查表員為核實用水量必須跳進水井中進行操作。往往因井中漏水，上下水井不方便，特別是在北方寒冷地區，為防止冬季水表凍裂，需加設保溫材料，為查清表上的數字，還需先拆掉保溫材料，查完后再重新裝上，十分不便。有時查表員為了省事大至估算一下，根本不去核實，直接按估算數從銀行劃撥款，因此，往往與用戶造成矛盾；用戶也很難知道自己的用水量；對于一些常流的漏水現象，以往也無法監測；實際上自來水公司和用戶都迫切希望能有一種能“上墻”的水表，即能便于觀察用水量，也可解決用水先買后用，用完不購自動關閉閥門的問題。
本實用新型的目的在于提供一種利用現有物美價廉的機械渦輪流量計，將原有機械水表改裝為一種便于觀測的電子水表。
為達到上述目的，本實用新型采取如下技術措施本實用新型利用現有的機械渦輪流量計，將原機械信號(由原機械指針指示)轉換為電信號，用計算機對此電信號按一定規律統計算，再由顯示器件顯示用水量。還可由計算機執行自來水公司或用戶所需要的某些特殊功能。本發明的關鍵在于如何將機械流量信號轉換為電信號。本實用新型是采用光電轉換原理用三種方式實現了將機械流量信號轉換為電信號的。
本實用新型采用如下的具體結構本實用新型的電子水表包括機械裝置，機械裝置中設有水表最低量指針軸；還包括一將機械流量信號轉變為電流量信號的信號采集裝置及一電路部分；電路部分包括信號處理電路及主機電路；信號采集裝置安裝在所述指針軸旁；信號采集裝置包括一紅外發射器及一紅外接收器；信號處理電路包括調制信號發生器、解調比較器及隔離級；主機電路包括一預置有相應程序的單片機、一隔離級、一顯示器；所述調制信號發生器與紅外發射器電連接，用于接收所述紅外發射器信號的紅外接收器與所述解調比較器電連接，所述隔離級與所述解調比較器電連接；所述主機電路中的隔離級與所述信號處理電路中的隔離級電連接，主機隔離級與顯示器分別與所述單片機電連接；機械裝置中還設有水表底盤，所述水表最低量指針軸設置于水表底盤上，水表底盤上設有用于裝設所述紅外發射器、紅外接收器的固定柱。
所述主機電路還可包括一與所述單片機電連接的余水量判決器。
所述主機電路還可包括一與所述單片機電連接的IC卡接口。
所述指針軸上可套固一圓柱套，圓柱套上設有一通過圓柱中心的深槽，所述固定柱為兩個矩形立柱，兩矩形立柱固定在所述圓柱套兩側，所述圓柱和固定于其兩側的兩矩形立柱成一直線，所述紅外發射器、紅外接收器分別相對應地置于一立柱。
所述固定柱可為一固定在所述指針軸一側的矩形立柱，矩形立柱上設有一橫向槽，所述紅外發射器及紅外接收器分別相對應地置于立柱橫向槽的上、下端部；所述指針軸上套固一厚度小于所述立柱的橫向槽寬度的圓盤，圓盤的邊緣部深入至所述立柱的橫向槽中；所述圓盤上開設有一徑向縫隙。
所述指針軸上可固定一呈水平向的光亮指針，所述水表底盤上固定一透明蓋，所述固定柱固定在透明蓋上方，所述紅外發射器及紅外接收器分別水平地固定在固定柱，所述光亮指針位于紅外發射器的光路上，紅外接收器位于光亮指針所反射的光路上。
所述信號采集裝置中的紅外發射器可為一發光二極管，紅外接收器為一光電管。
所述調制信號發生器可為一種對光信號的調制方式為調頻式的調制信號發生器或數碼式的調制信號發生器或為調幅式的調制信號發生器。
所述解調比較器可為滿足相應調制方式的調制信號發生器的解調比較器。
所述隔離級可為一輸入阻抗達兆歐量級，輸出阻抗達歐姆量級的隔離級。
本實用新型的電子水表具有如下效果由于本實用新型的電子水表可在原機械渦輪流量計水表的基礎上改裝，因此并不影響原機械水表的生產及應用，由于在原機械水表上增加了電路裝置，其可由顯示電信號的顯示器顯示用水量的數字，因而，其可掛在墻壁上，便于觀察，且走表數字準確無誤；由于電路裝置中設有可儲存控制程序的單片機，便于增加水表的功能，如可控制用戶的用水量等。
結合附圖及實施例對本實用新型的電子水表的特點說明如下附圖簡要說明
圖1本實用新型的電路方框圖；圖2本實用新型中機械裝置的實施例(1)的立體示意圖；圖3本實用新型中機械裝置的實施例(1)的縱向剖視圖；圖4本實用新型中機械裝置的實施例(2)的立體示意圖；圖5本實用新型中機械裝置的實施例(2)的縱向剖視圖；圖6本實用新型中機械裝置的實施例(3)的縱向剖視圖；圖7本實用新型電子水表的電路圖。
如圖1所示，本實用新型的電子水表包括一機械裝置，還包括一信號采集裝置及一電路部分；電路部分包括信號處理電路1及主機電路2；信號采集裝置包括一紅外發射器12及一紅外接收器13；
信號處理電路1包括調制信號發生器11、解調比較器14及隔離級15；主機電路2包括一預置有相應程序的單片機20、一隔離級22、一顯示時間控制器23，還包括面板26、余水量判決器24、IC卡口25、顯示板28及后備電源27；所述調制信號發生器11與紅外發射器12電連接，用于接收所述紅外發射器12信號的紅外接收器13與所述解調比較器14電連接，所述隔離級15與所述解調比較器14電連接；所述主機電路2中的主機隔離級22與所述采集電路中的隔離級15電連接，主機隔離級22與顯示時間控制器23分別與所述單片機20電連接；調制信號發生器11產生所需要的調制電信號送至紅外發射器12，送調制光信號，紅外接收器13收到紅外光信號后送至解調比較器14產生一個電脈沖，經隔離級15遠距離(可達數百米)送至主機部分2；該電脈沖再經一隔離級22濾除遠距離電纜可能帶來的干擾后，將真正的電信號送至單片機20，單片機20按預定程序作累計運算及實現其他預定的功能；面板26上設有專用按鈕，按動相應開關，則調用單片機20中的相應程序，滿足使用者的需要，其中主要功能有a、初安裝時，使用密碼校準電子顯示器指標與機械水表指示相同，此密碼每機一個，僅為自來水公司掌握；b、顯示購水量，用水量，剩余水量，可在余水量為購水量的一定比例時，如10％，定時發出報警信號；c、當余水量為0時，單片機20可發出指令，會執行部分動作切斷水管上的閥門，關閉水源。
為節約能源，平時顯示器28是不亮的，當使用者需要知道某些數據時可按動面板26的相應開關，此時顯示時間控制器23開始工作，打開顯示器電源并將單片機20中累計的數字譯碼，驅動而使顯示器工作，工作時間，每次可控制在8～10秒。
為實現用戶用水先購后用的原則，面板26上專門設置了IC卡接口25及一與主機部分2聯接的執行部分16，當用戶到自來水公司購買了一定數量的用水后，自來水公司售水處用IC卡寫入器將該用戶購買量寫入IC卡上。用戶持卡插入接口25，購水量被接口讀出并存在單片機20的存儲器中，同時接口25將該卡上已購水量擦去，避免一卡多用。
單片機20一邊根據信號采集裝置4送來的信號計算用水量，同時與存儲器內部的購水量相比較，當余水量為購用水量的10％時，如果此時市電不停，則面板上產生聲光報警，提示用戶重新購水。當購水量為零時，由單片機20控制，余水量判決器24發出相應命令至執行器16，由執行器16接通進水管道中串聯的電磁閥門，關閉自來水管道，停止供水。
等用戶得知主機面板的報警信號后，重新購買用水量，則將新寫入IC的購水量插入接口余水量判決器24發出相應命令至執行器16，控制進水管道中的電磁閥門，打開自來水管道，繼續供水。
電磁閥的常態是處于“開”的狀態，當市電斷電時，即使余水量為“0”，閥門仍處于“開”的狀態，主機板啟用后備電源仍然正常計數，不過此時余水量為負，當市電供應時立即切斷閥門，并與用水量相減后再存儲新的余量。
交流電源27為市電整流后供應本機各部分用電，同時自動對后備電源充電，充電完畢則自動切斷充電電路。本實用新型中后備電源為一組4-8AH的容量的蓄電池組，在市電斷電情況下，可繼續維持本機工作7-10天。
本實用新型的電子水表從組裝上可分為兩部分第一部分包括機械裝置、信號采集裝置及執行部分16，該部分安裝在機械水表上；另一部分為主機電路2，安裝在用戶需要的地方，便于觀察用水量數字。
如圖2、3所示，其為本實用新型電子水表的信號采集裝置的紅外發射器12、紅外接收器13安裝方式的實施例(1)的示意圖；本實用新型電子表中將機械流量信號轉變為電信號的裝置設在水表最低量指針軸30的部位，機械裝置中設有水表底盤4，所述水表最低量指針軸30置于水表底盤4上，水表底盤4上設有用于裝設所述紅外發射器12、紅外接收器13的固定柱；所述指針軸30上套固一圓柱套31，圓柱套31上設有一通過圓柱中心的深槽32，所述固定柱為兩個矩形立柱51、52，兩矩形立柱固定在所述圓柱套31的兩側，立柱51、52相對的壁面上在位于深槽32的高度處分別設有一通孔，所述紅外發射器12、紅外接收器13分別相對應地置于一立柱51、52的通孔中；當圓柱套31的深槽32轉至通向紅外發射器12及紅外接收器13之間時，紅外發射器12所發射的紅外光則徑深槽32被紅外接收器13接收到。此時，紅外接收器13輸出一電脈沖，每收到一個電脈沖，表示指針軸30轉過一圈，主機中的單片機20便累計用水量。
如圖4、5所示，其為本實用新型電子水表中將機械流量信號轉變為電信號的機械裝置的實施例(2)的示意圖；所述固定柱為一固定在所述指針軸30一側的矩形立柱53，矩形立柱53上設有一橫向槽54，矩形立柱53的橫向槽54的上、下端部設有相對的縱向通孔，所述紅外發射器12及紅外接收器13分別相對應地置于立柱53的上、下端部的縱向通孔中；所述指針軸30上套固一厚度小于所述立柱的橫向槽54寬度的圓盤33，圓盤33上開設一徑向縫隙34，圓盤33的邊緣部深入至所述立柱的橫向槽54中；當圓盤33的徑向縫隙34轉至紅外發射器12及紅外接收器13之間時，紅外發射器12所發射的紅外光則被紅外接收器13接收到，此時，紅外接收器13輸出一電脈沖，每收到一個電脈沖，表示指針軸30轉過一圈，主機中的單片機20便累計用水量。
如圖6所示，其為本實用新型電子水表中將機械流量信號轉變為電信號的機械裝置的實施例(3)的示意圖；所述指針軸30上固定一呈水平向的光亮指針35，所述水表底盤4上固定一透明蓋40(即原機械水表的玻璃蓋)，所述固定柱為一固定在透明蓋40上方的固定架55，所述紅外發射器12及紅外接收器13分別水平地固定在固定柱55上，所述光亮指針35位于紅外發射器12的光路上，紅外接收器13位于光亮指針所反射的光路上，該實施例是采用接收反射光的方式采集流量信號的，為此在水表底盤4的指針軸30附近作降低光反射環境光的處理，例如在水表底盤4上涂一層亞光黑漆。
如圖7所示，其為本實用新型的電子水表的電路圖，本發明的紅外發射器12、紅外接收器13分別為發光二極管D1及光電管D2；解調比較器14主要由三個三極管T1、T2、T3組成，其將電信號整形放大；電源部分100，經二極管D7～D10將9V交流電變為12V直流電源，采用集成電路555及三極管T4，控制對后備電源27充電，充滿后自動斷開；一穩壓器(7805)為三端穩壓器，其輸出+5V；單片機20采用集成電路16C54，其按確定程序累計流量；顯示器23包括一個驅動器230，采用集成電路16C55。
權利要求1.一種電子水表，包括機械裝置，機械裝置中設有水表最低量指針軸，其特征在于，還包括一將機械流量信號轉變為電流量信號的信號采集裝置及一電路部分；電路部分包括信號處理電路及主機電路；信號采集裝置安裝在所述指針軸旁；信號采集裝置包括一紅外發射器及一紅外接收器；信號處理電路包括調制信號發生器、解調比較器及隔離級；主機電路包括一預置有相應程序的單片機、一隔離級、一顯示器；所述調制信號發生器與紅外發射器電連接，用于接收所述紅外發射器信號的紅外接收器與所述解調比較器電連接，所述隔離級與所述解調比較器電連接；所述主機電路中的一主機隔離級與所述信號處理電路中的隔離級電連接，主機隔離級與顯示器分別與所述單片機電連接；機械裝置中還設有水表底盤，所述水表最低量指針軸置于水表底盤上，水表底盤上設有用于裝設所述紅外發射器、紅外接收器的固定柱。
2.根據權利要求1所述的電子水表，其特征在于，所述主機電路還包括一與所述單片機電連接的余水量判決器。
3.根據權利要求1所述的電子水表，其特征在于，所述主機電路還包括一與所述單片機電連接的IC卡接口。
4.根據權利要求1所述的電子水表，其特征在于，所述指針軸上套固一圓柱套，圓柱套上設有一通過圓柱中心的深槽，所述固定柱為兩個矩形立柱，兩矩形立柱固定在所述圓柱套兩側，所述圓柱和固定于其兩側的兩矩形立柱成一直線，所述紅外發射器、紅外接收器分別相對應地置于一立柱上。
5.根據權利要求1所述的電子水表，其特征在于，所述固定柱為一固定在所述指針軸一側的矩形立柱，矩形立柱上設有一橫向槽，所述紅外發射器及紅外接收器分別相對應地置于立柱橫向槽的上、下端部；所述指針軸上套固一厚度小于所述立柱的橫向槽寬度的圓盤，圓盤的邊緣部深入至所述立柱的橫向槽中；所述圓盤上開設有一徑向縫隙。
6.根據權利要求1所述的電子水表，其特征在于，所述指針軸上固定一呈水平向的光亮指針，所述水表底盤上固定一透明蓋，所述固定柱固定在透明蓋上方，所述紅外發射器及紅外接收器分別水平地固定在固定柱，所述光亮指針位于紅外發射器的光路上，紅外接收器位于光亮指針所反射的光路上。
7.根據權利要求1所述的電子水表，其特征在于，所述紅外發射器為一發光二極管，紅外接收器為一光電管。
8.根據權利要求1所述的電子水表，其特征在于，所述調制信號發生器為一種對光信號的調制方式為調頻式的調制信號發生器。
9.根據權利要求1所述的電子水表，其特征在于，所述調制信號發生器為一種對光信號的調制方式為數碼式的調制信號發生器。
10.根據權利要求1所述的電子水表，其特征在于，所述調制信號發生器為一種對光信號的調制方式為調幅式的調制信號發生器。
11.根據權利要求8-10中任一所述的電子水表，其特征在于，所述解調比較器為滿足相應調制方式的調制信號發生器的解調比較器。
12.根據權利要求1所述的電子水表，其特征在于，所述隔離級為一輸入阻抗達兆歐量級，輸出阻抗達歐姆量級的隔離級。
專利摘要一種用于自來水管理的電子水表,包括機械裝置、一將機械流量信號轉變為電流量信號的信號采集裝置及一電路部分;電路部分包括信號處理電路及主機電路;包括一紅外發射器及一紅外接收器的信號采集裝置設于機械裝置的水表最低量指針軸處。信號處理電路包括調制信號發生器、解調比較器及隔離級;主機電路包括一預置有相應程序的單片機、一隔離級、一顯示器;本發明解決了現有自來水表觀察不便的問題,便于實現自來水先購后用,用完不購自動停水的管理方式。
文檔編號G01F1/56GK2283237SQ96208019
公開日1998年6月3日 申請日期1996年4月18日 優先權日1996年4月18日
發明者孫庚辰, 趙黎明, 龐宣 申請人:趙黎明, 龐宣
專業數控銑床產品供應商
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