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專利名稱：單水頭明渠電子水表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子水表，特別是一種適用于各種明渠的水表。
現(xiàn)有的明渠水表結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功耗高，使用不便，不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、城市給排水、地質(zhì)勘測(cè)等領(lǐng)域明渠流量連續(xù)監(jiān)測(cè)計(jì)量之要求。
本實(shí)用新型利用微電子技術(shù)提供一種低功耗、高精度而又簡便的水表，其目的為克服前述該技術(shù)之不足。
所述電子水表由

圖1所示的一次儀表(傳感器)及由圖3所示的二次儀表數(shù)據(jù)處理器組成。在量水建筑物一側(cè)建一觀測(cè)井室，在觀測(cè)井上安裝水位傳感器。在圖1中，多圈電位器(2)裝在傳感器殼體(1)內(nèi)滾珠軸承(3)的軸上，可感受經(jīng)掛在轉(zhuǎn)輪(4)上的尼龍齒帶(5)測(cè)得的液位信號(hào)，其中(8)為尼龍代齒帶(5)末端懸置的浮筒，(10)為取樣井。該液位信號(hào)經(jīng)信號(hào)傳輸線(6)送至二次儀表的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，即A／D轉(zhuǎn)換器，該數(shù)據(jù)經(jīng)處理后在累加顯示器上即可顯示通過所測(cè)明渠的過渠瞬時(shí)流量，經(jīng)累計(jì)則可測(cè)得通過該明渠的總水量。具體工作原理和過程如下。
本實(shí)用新型所述的電子水表的數(shù)據(jù)處理部分(二次儀表)主要由A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換器(11)，地址變換單元(12)，存貯器(13)，譯碼器(14)，輸出接口(15)，累加顯示器(16)以及時(shí)序電路(17)，掉電控制單元(18)組成。見原理框圖(2)。圖3為該原理框圖指導(dǎo)下的一具體電路。由IC1(555)提供主控振蕩頻率，經(jīng)由IC2(4520)、IC5(4518)等邏輯器件組合形成為時(shí)控脈沖，以20S時(shí)間為一個(gè)大周期，給整個(gè)處理電路提供時(shí)控信號(hào)，來自(6)的水位信號(hào)經(jīng)A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換器(11)轉(zhuǎn)換為與其呈線性關(guān)線的脈沖信號(hào)后串行送至地址變換單元(12)，從該單元并行輸出的地址碼即可查尋到貯存在存貯器(13)中此時(shí)所對(duì)應(yīng)的過渠流量之值，這里在存貯器(13)中的流量值是根據(jù)水利學(xué)公式Q＝CHn而得到的，式中Q為瞬時(shí)流量，c、n為與明渠型式和尺寸有關(guān)的系數(shù)，在明渠型式和尺寸確定后，c、n系數(shù)也相應(yīng)為一定值，H為明渠水位。譯碼器(14)從存貯器(13)中取出數(shù)據(jù)后送輸出接口(15)，然后所得數(shù)據(jù)可在累加顯示器(16)上顯示出來。當(dāng)時(shí)序工作在18S以前時(shí)，由三極管BG3、BG4構(gòu)成的掉電控制單元(18)處于截止?fàn)顟B(tài)，因此(12)－(16)均處于掉電狀態(tài)，達(dá)到了節(jié)能目的，該掉電控制單元的控制端與時(shí)序電路(16)的一掉電控制信號(hào)端相連，其輸出端與地址變換單元(12)、存貯器(13)、譯碼器(14)、輸出接口(15)、累加顯示器(16)的電源端相連；當(dāng)時(shí)序工作在18～19S時(shí)，BG3、BG4導(dǎo)通，(12)～(16)帶電。此間，(12)～(16)即按時(shí)序工作。A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換器(11)由兩個(gè)三極管和一個(gè)振蕩器組成，三極管BG1的C極與傳感器中的多圈電位器(2)的輸出端相連，為一恒壓源結(jié)構(gòu)，三極管BG2的b極與BG1的C極相連，其輸出端e極同時(shí)接有電容C2與振蕩器IC4的輸入端，為一恒流源結(jié)構(gòu)。當(dāng)取樣電阻一定時(shí)，BG1C極處于恒壓狀態(tài)，BG2作為恒流源對(duì)電容C2充電，當(dāng)C2充至一定電壓時(shí)555振蕩器IC4即放電輸出，在250MS時(shí)間內(nèi)其輸出脈沖數(shù)與所測(cè)水位一致。輸出接口(15)由三塊4066接口芯片構(gòu)成，其輸入端與譯碼器(14)的輸出端相連，其輸出端與由計(jì)算器構(gòu)成的累加顯示器(16)的置數(shù)鍵相連。由(14)輸出的數(shù)據(jù)在時(shí)序19S的1／4～2／4時(shí)刻經(jīng)IC10～I(xiàn)C12(4066)接口電路給由計(jì)算器構(gòu)成的累加顯示器(16)置數(shù)，在19S的4／4時(shí)刻由IC12給(16)置累加鍵，同時(shí)計(jì)算顯示瞬時(shí)流量，20S時(shí)工作結(jié)束，重新開始前述過程。如需看累計(jì)水量，只需在(16)上按下水量鍵即可顯示累計(jì)水量。
如上所述，本實(shí)用新型由于采用了掉電工作方式，故功耗極低，由于采用了存貯直接讀數(shù)工作方式，故其制作成本低，可靠性及穩(wěn)定性極好，而且操作簡便，可廣泛用于明渠水利計(jì)量領(lǐng)域。
附圖及實(shí)施例。
圖1為本實(shí)用新型一次儀表(傳感器)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中(1)為殼體，(2)為多圈電位器，(3)為滾珠軸承，(4)為轉(zhuǎn)輪，(5)為尼龍齒帶，(6)為信號(hào)傳輸線，(8)為浮筒，(10)為取樣井。
圖2為本實(shí)用新型原理框圖。圖中(11)為A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，(12)為地址變換單元，(13)為存貯器，(14)為譯碼器，(15)為輸出接口，(16)為累加顯示器，(17)為時(shí)序電路，(18)為掉電控制單元。
圖3為圖2框圖指導(dǎo)下一具體實(shí)施電路。圖中A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換器(11)由兩個(gè)三極管BG1、BG2及一個(gè)555振蕩器IC4組成；地址變換單元(12)由計(jì)數(shù)器4520組成，存貯器(13)采用27C32，譯碼器(14)由一片4019四位二選一數(shù)據(jù)選擇器，一片4515二、十進(jìn)制譯碼器構(gòu)成；輸出接口(15)為三片4066接口芯片；累加顯示器(16)為一通用計(jì)算器，時(shí)序電路(17)由IC1(555)振蕩器、二進(jìn)制分頻計(jì)數(shù)器IC2(4520)、計(jì)數(shù)器IC5(4518)等邏輯器件構(gòu)成；掉電控制單元(18)由兩個(gè)三極管BG3、BG4構(gòu)成。
權(quán)利要求一種單水頭明渠電子水表，包括一次儀表(傳感器)及由A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器(11)、地址變換單元(12)、存貯器(13)、譯碼器(14)、輸出接口(15)、累加顯示器(16)、時(shí)序電路(17)、掉電控制單元(18)構(gòu)成的二次儀表(數(shù)據(jù)處理器)，其特征在于，所述傳感器中的感受液位信號(hào)的傳遞帶為一尼龍齒帶；所述數(shù)據(jù)處理器中的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器(11)由兩個(gè)三極管和一個(gè)振蕩器組成，三極管BG1的c極與傳感器中的多圈電位器(2)的輸出端相連，為一恒壓源結(jié)構(gòu)，三極管BG2的b極與BG1的c極相連，其輸出端e極同時(shí)接有電容C2與振蕩器IC4的輸入端，為一恒流源結(jié)構(gòu)；輸出接口(15)由三塊4066接口芯片構(gòu)成，其輸入端與譯碼器(14)的輸出端相連，其輸出端與由計(jì)算器構(gòu)成的累加顯示器(16)的置數(shù)鍵相連；掉電控制單元(18)由兩個(gè)三極管BG3、BG4構(gòu)成，該掉電控制單元的控制端與時(shí)序電路(16)的一掉電控制信號(hào)端相連，其輸出端與地址變換單元(12)、存貯器(13)、譯碼器(14)、輸出接口(15)、累加顯示器(16)的電源端相連。
專利摘要一種單水頭明渠電子水表，包括一次儀表(傳感器)及二次儀表兩部分，二次儀表由A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器(11)、地址變換單元(12)、存貯器(13)譯碼器(14)、輸出接口(15)、累加顯示器(16)組成，其特征為，A/D轉(zhuǎn)換器(11)由兩個(gè)三極管BG
文檔編號(hào)G01F1/56GK2099957SQ9120120
公開日1992年3月25日 申請(qǐng)日期1991年1月21日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月21日
發(fā)明者葉劍峰, 陶維漢 申請(qǐng)人:武漢市科技干部進(jìn)修學(xué)院應(yīng)用技術(shù)研究所