CN210108453U - 一种电子计数式水表 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水表领域，具体涉及一种电子计数式水表，包括水表基表、电源模块、计量采样模块、数据处理模块、磁攻击检测模块、液晶显示模块和通讯模块；水表基表包括底座和一个叶轮；电源模块给数据处理模块供电；计量采样模块包括磁敏传感器和环形磁铁，环形磁铁设置在叶轮转动轴顶端；磁敏传感器设置在与环形磁铁相对的底座的一面，位于环形磁铁的正上方，用于将的环形磁铁的磁极变换信号转换为电信号；磁攻击检测模块包括对磁N极敏感的霍尔传感器一、对磁S极敏感的霍尔传感器二，霍尔传感器一和霍尔传感器二设置在底座外，本实用新型提供一种具有计量精度高、水表使用寿命长、可靠性高、测量范围广、热稳定性高且易于维护的水表。

Description

一种电子计数式水表

技术领域

本实用新型涉及水表领域，具体涉及一种电子计数式水表。

背景技术

水表，是测量水流量的仪表，大多是水的累计流量测量，一般分为容积式水表和速度式水表两类，选择水表规格时，应先估算通常情况下所使用流量的大小和流量范围。现阶段生活中使用的水表绝大多数仍然为机械式水表，机械式水表在使用时有诸多不便，由于采用大量传动齿轮，在水流量较小的情况下，由于机械部件的阻力会导致不计流量数或流量计量不准确的现象；并且长时间使用后会导致机械部件磨损使计量准确度进一步受到影响；机械式水表出现故障时不易发现，不利于管理及维护。其次目前使用的智能式水表，是在原有机械式的水表上加装传感元件，并没有脱离原来机械水表的传统模式，没有从根本上解决上述问题。

实用新型内容

针对现有技术问题中存在的机械部件磨损严重、计量精度低和不计流量的技术缺陷。本实用新型提供一种新的电子计数式水表，该电子计数式水表具有计量精度高、水表使用寿命长、可靠性高、测量范围广、热稳定性高且易于维护的性能。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

为解决上述技术缺陷，本实用新型提供一种电子计数式水表，包括水表基表、电源模块、计量采样模块、数据处理模块、通讯模块和液晶显示模块；所述水表基表包括底座、叶轮；所述电源模块给数据处理模块供电；所述计量采样模块包括磁敏传感器和环形磁铁，所述环形磁铁设置在叶轮转动轴顶端；所述磁敏传感器设置在与环形磁铁相对的底座的一面，位于环形磁铁的正上方，用于将所述的环形磁铁的磁极变换信号转换为电信号；所述磁攻击检测模块包括对磁N极敏感的霍尔传感器一、对磁S极敏感的霍尔传感器二，所述霍尔传感器一和霍尔传感器二设置在底座外；所述数据处理装置与液晶显示装置连接，数据处理装置还与通讯装置连接；所述通讯模块通过Mbus通信、GPRS通讯、NB-TOT通讯的一种或多种将信号传输给管理中心，通讯装置与数据处理装置串口连接。

作为进一步的改进，所述底座的轴向中心线与叶轮传动轴的轴向中心线在同一直线。

作为进一步的改进，所述磁敏传感器≥2个。

作为进一步的改进，所述磁敏传感器为隧道磁阻传感器，非接触式隧道磁阻传感器检测叶轮转动，大大提高了流量检测的灵敏度。

作为进一步的改进，所述磁敏传感器的输出端均与数据处理装置的输入端连接，所述磁攻击检测模块的输出端与数据处理模块的输入端连接，将磁敏传感器输出的电平状态，来换算成水表叶轮相应的转动圈数，进而计算出水表相应的流量；也实现了水流的正反转检测，解决由于水流的自转引起的计量精度不稳的情况。

作为进一步的改进，所述霍尔传感器一和霍尔传感器二为双极锁存型磁开关传感器，所述霍尔传感器一和霍尔传感器二用来检测外部磁场，当外部磁场强度大于霍尔传感器设置阈值时，霍尔传感器一和霍尔传感器二会产生脉冲电平信号。

作为进一步的改进，所述数据处理装置为微处理器。

作为进一步的改进，所述环形磁铁为一对磁极相反的铁氧体磁铁

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

效果一，本实用新型采用非接触的磁场检测技术，避免了传统机械或者磁簧开关使用寿命和抗震动碰撞的问题，采用普通的干式水表基表部分，取消了传统计数齿轮和磁簧开关等易损部件，本实用新型的始动流量低、量程比宽、压力损失小、过载流量大，与现有方案相比，在可靠性和稳定性上有大幅提高

效果二，本实用新型能精确的计量水流的正转和反转水量，即使表计反装的情况下，也可以正确的读取到用户的用水信息，当计量结果连续几天且每隔几分钟均存在磁敏传感器状态的变化时，则可判定该用户的水表存在漏水故障；

效果三，本实用新型通过通讯模块可以实时抄读水量信息以及用户用水的异常信息，以便工作人员实时了解用户的用水情况，同时管理中心根据对水量数据的分析来了解用户的使用情况，根据异常信息内容判断是否存在漏水、磁干扰等情况，减少不必要的损失，达到合理管控的目的；

效果四，本实用新型采用了非接触式隧道磁阻传感器检测叶轮转动，大大提高了流量检测的灵敏度；利用霍尔传感器检检测外部磁场，避免偷水情况发生。

附图说明

图1为电子计数式水表工作流程图；

图2为电子计数式水表的结构示意图；

图3为叶轮正转时两个磁敏传感器的输出波形示意图；

图4为叶轮反转时两个磁敏传感器的输出波形示意图；

图中，1-底座，2-霍尔传感器一，3-磁敏传感器，4-环形磁铁，5-转动轴，6-霍尔传感器二，7-叶轮。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

实施例

为解决上述技术缺陷，本实施例提供一种电子计数式水表，如图1所示，为电子计数式水表工作流程图，包括水表基表、电源模块、计量采样模块、数据处理模块、磁攻击检测模块、液晶显示模块和通讯模块。水表基表为信号的转化与采集提供的基础，电源模块给数据处理模块供电，计量采样模块采集水表基表的水量流量信号，然后将这一检测信号传至数据处理模块，数据处理模块将该数据转变为水量数据并传输至显示模块进行显示。磁攻击检测模块将外部磁场干扰攻击转换为脉冲电平信号，然后将该信号输送至数据处理模块，数据处理模块将该信号变为报警信息并通过通讯模块将该信息传送至数据中心。管理部门可通过通讯模块抄读水量数据，无需工作人员到安装水表的地方进行抄录。水表基表包括机械式水表的表壳、机械式水表机芯的下半部分，其下半部分包括了与机芯上半部分传动的环形磁铁。数据处理单元包括微处理器，采用市面上普通微低功耗MCU即可。

如图2所示，为电子计数式水表的结构示意图，计量采样模块包括两个磁敏传感器3，

所述水表基表包括底座1、叶轮7；所述计量采样模块包括磁敏传感器3和环形磁铁4；所述环形磁铁设置在叶轮转动轴5顶端；所述两个磁敏传感器设置在与环形磁铁4相对的底座1的一面，位于环形磁铁的正上方，用于将所述的环形磁铁4的磁极变换信号转换为电信号；所述磁攻击检测模块包括对磁N极敏感的霍尔传感器一2、对磁S极敏感的霍尔传感器二6，所述霍尔传感器一2和霍尔传感器二6设置在底座外，布置于底座1正上方的霍尔传感器一2和霍尔传感器二6不受环形磁铁4的影响，它们实时检测外部磁场，当外部磁场强度过大会影响磁敏传感器3的正常工作时，该霍尔传感器会产生脉冲电平信号。所述环形磁铁4采用两对磁极的多极充磁磁铁，为铁氧体材料的磁铁；两个磁敏传感器采用隧道磁阻传感器，两个磁敏传感器得安装角度为90°或270°时效果最佳；霍尔传感器一2和霍尔传感器二6均采用“双极锁存型磁开关”传感器，其安装角度180°比较合适，且避免在垂直方向与磁敏传感器重叠。

具体操作过程为：水流带动水表基表中的叶轮5转动，叶轮5带动安装在叶轮5传动轴上的环形磁铁4同步转动，形成周期性变化的磁场；通过安装在底座1上的磁敏传感器3将变化的磁场信号转换成对应的电信号传至数据处理模块，因水流的转速和叶轮转速成正比，单位体积水量流过，叶轮转动一定圈数，所以数据处理模块中的微处理器对这些周期性变化的数据进行处理，得到叶轮转动的圈数，然后计算出水表的计量结果。若外部存在强磁干扰攻击，则霍尔传感器2中必有一个输出电信号，数据处理模块收到该信号后产生报警信息。本实用新型中可以根据霍尔传感器的输出电平判断外部磁场方向及强度，两个霍尔传感器其中一个对N极敏感，另外一个对S极敏感，不论外部磁场方向如何，只要强度达到一定值，即可产生报警信号。

如图3和图4所示，叶轮正转和反转时两个磁敏传感器的输出波形示意图，本实用新型可以根据两个磁敏传感器的输出电平判断水表基表中环形磁铁的旋转方向。当环形磁铁的N级靠近磁敏传感器时，磁敏传感器输出高电平，记为1；当环形磁铁的S级靠近磁敏传感器时，磁敏传感器输出低电平，记为0。由于两个磁敏传感器相差一定的角度以及环形磁铁N、S极四等分且交替出现，使得在双磁极环形磁铁旋转一周时，两个磁敏传感器共输出4个状态。当水表的叶轮旋转方向为正转时，水表叶轮每旋转一周，可得4个状态数据，即00、01、11、10；当水表的叶轮旋转方向为反转时，机芯每旋转一周，可得另一组4个状态数据，即00、10、11、01；数据处理模块分别对正转和反转进行水量计量；最后正转用水量减去反转用水量，即可得到实际用水量。反之，当水表安装成反方向时，则反转用水量减去正转用水量，得到实际用水量。由此实现了正、反转判断以及水量的精确计量。同时，将水量信息输送至。

Claims (8)

1.一种电子计数式水表，其特征在于，包括水表基表、数据处理模块、通讯模块和液晶显示模块；

所述水表基表包括底座(1)、叶轮(7)、计量采样模块和磁攻击检测模块，所述叶轮(7)通过转动轴安装在底座(1)上；所述计量采样模块包括磁敏传感器(3)和环形磁铁(4)，所述环形磁铁设置在叶轮转动轴(5)顶端；所述磁敏传感器设置在与环形磁铁(4)相对的底座(1)的一面，位于环形磁铁的正上方，用于将所述的环形磁铁(4)的磁极变换信号转换为电信号；所述磁攻击检测模块包括对磁N极敏感的霍尔传感器一(2)、对磁S极敏感的霍尔传感器二(6)，所述霍尔传感器一(2)和霍尔传感器二(6)设置在底座外；

所述数据处理模块与液晶显示模块连接，数据处理模块还与通讯模块连接；

所述通讯模块通过WIFI通信、3G通信、4G通信或Modbus通信的一种或多种将信号传输给管理中心，通讯模块与数据处理模块串口连接。

2.根据权利要求1所述的一种电子计数式水表，其特征在于，所述底座(1)的轴向中心线与叶轮(7)传动轴的轴向中心线在同一直线。

3.根据权利要求1所述的一种电子计数式水表，其特征在于，所述磁敏传感器≥2个。

4.根据权利要求3所述的一种电子计数式水表，其特征在于，所述磁敏传感器为隧道磁阻传感器。

5.根据权利要求4所述的一种电子计数式水表，其特征在于，所述磁敏传感器的输出端均与数据处理模块的输入端连接，所述磁攻击检测模块的输出端与数据处理模块的输入端连接。

6.根据权利要求1所述的一种电子计数式水表，其特征在于，所述霍尔传感器一(2)和霍尔传感器二(6)为双极锁存型磁开关传感器，所述霍尔传感器一(2)和霍尔传感器二(6)用来检测外部磁场，当外部磁场强度大于数据处理装置的预设阈值时，霍尔传感器一(2)和霍尔传感器二(6)会产生脉冲电平信号。

7.根据权利要求1所述的一种电子计数式水表，其特征在于，所述数据处理模块为微处理器。

8.根据权利要求1所述的一种电子计数式水表，其特征在于，所述环形磁铁(4)为两对磁极相反的多极充磁磁铁，所述磁铁为铁氧体磁铁。

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