CN2906565Y - 无源光电直读液封式智能水表 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水表，尤其是一种能实现远程抄表的无源光电直读液封式智能水表。包括外壳部分，计数机构，叶轮计量机构，过滤件及连接件，所述计数机构包含有一个液封水表表头，液封水表表头内壁内设置有一间壁，间壁将液封水表头内部分为字轮盒与电子模块盒，在字轮盒内设置有字轮，在电子模块盒内设置有电子模块，在字轮的边缘设置有标记，在电子模块上设置有光电感应器，光电感应器感应字轮上标记信号并将信号通过传输线向外部输出。本实用新型结构简单，制造方便，计量性能优，使用寿命长。

Description

无源光电直读液封式智能水表

所属技术领域

本实用新型涉及一种水表，尤其是一种能实现远程抄表的无源光电直读液封式智能水表。

背景技术

目前我们所使用的传统机械水表按计数器的工作环境主要分为三种：

一、干式水表：指水表的计数器与被测水隔离开，表盘和指针都是“干”的；此类水表读数清晰，不受水质和表内外温度的影响，但结构复杂，成本相对高；始动流量和最小流量下的性能差；由于这类水表是靠磁性传动的，对磁钢技术、装配工艺、水质要求相对高；并且长时间的运用磁钢会退磁，从而造成脱磁，使水表不走动；鉴于干式表的种种弊端，国内很难采用干式表，所以干式水表在国内没有推广价值。

二、湿式水表：指水表计数器浸没在被测水中，因表盘和指针都是“湿”的而得名；此类水表结构较简单，制造、维修方便，成本相对低；产品成熟，计量性能可靠；同计量等级下，始动流量、最小流量优于干式；但如果水质差或使用长久后，表度盘易发黄、发黑，严重影响抄读数据。

三、液封水表：指水表计数器的读数部分与被测水隔离，并被封入充满甘油与纯净水的混合液的读数盒内；此类水表能保持表盘示值清晰，读数永不污染，是专门为了克服湿式水表而设计的，适用于较差的水质；液封水表既具有湿式水表所有的优点，又克服了湿式水表致命的缺点，目前在国内已大面积的使用，是一款较理想的计量水表。

为了实现水表的集中抄表管理和降低劳动强度、提高工作效率，自九十年代末开始，很多公司开始研发远程集中抄表系统，且采用的技术均为脉冲发讯远传技术，即脉冲发讯式远传水表+采集器的系统结构。通过几年的运行和试验，该系统存在的计量准确性低、系统可靠性差、维护工作量大等问题均暴露无遗，行业部门大都已停止使用该系统。近年来，一种全新的远传抄表技术已悄然兴起——无源直读式远传水表，目前主要有两种形式：无源接触式直读表(电阻式)和无源非接触式直读表(光电式)；无源接触式直读表(电阻式)的工作原理是：通过在字轮上安装的金属触点，与对应的电路板上不同电阻接触，通过不同的电阻值来识别字轮的数字位置。这类表经过行业部门的试用，认为其虽然实现表计字轮数字的直读，但存在着许多弊病：

一、计量问题：水表计数器的字轮属于表计的计量记录装置，当有外力与其接触时，会影响到表计的计量性能。

二、工艺问题：由于这种接触是机械接触，其接触力和位置取决于安装过程。字轮组有固有的间隙误差，增加电路板后，电路板与字轮的边缘距离较近，在安装完成后高位字轮无法检测，这样会产生由于安装精度造成高位字轮与电路板刮擦影响字轮的转动。

三、运行问题：由于接触式主要是通过电阻值不同的换算方式来识别字轮的位置，而电阻会随温度、接触点而发生变化，电阻的温漂和触点的接触不良可能会导致测量盲区或误判，长期运行很难保证其准确性和可靠性。

四、通用问题：由于电阻式直读表要求电子模块必须与字轮紧密接触，所以这种直读方式只能应用于干式水表，无法应用在湿式水表和液封水表，适用性受到很大的局限。

针对无源接触式直读表(电阻式)存在的许多缺陷，一种全新的无源非接触式直读表(光电式)在行业内开始兴起。无源非接触式直读表(光电式)的工作原理是：在普通水表的计数器字轮对应0-9位置印刷特定标记；在外部对应位置处安装光电传感器及相关电路。通过光电传感器来判断特定标记“有”和“无”的状态来获得字轮上对应的读数。这种方法的原理不再是电阻式的模拟量换算方式，而是通过对字轮的状态进行数学分析，然后再通过光电传感器的数据来判断对应的位置。

无源非接触式直读表(光电式)与电阻式直读表相比，具有以下优点：

一、计量性能方面：由于光电传感器是固定在表内的非转动部分，与机械转动部分均没有接触，只通过发光、反光和收光来采集信号，没有任何阻尼，不影响传统机械表计的计量性能，因此不会产生计量方面的纠纷。

二、制造工艺方面：由于采用在字轮周围分布光电传感器的方案，这一部分可以独立制作，然后在不影响表计结构的前提下，安装在表内。生产过程简单，容易组装，适合大批量生产，而且该电子部分可以单独测试，保证了产品的可靠性。

三、长期运行方面：由于和表计的机械转动部分没有任何接触，不会对表计的长年运行造成影响。同时，光电传感器平时不工作也不通电，因此使用寿命大大延长。电子模块的可靠工作时间远远大于机械表计的使用寿命，适合长期运行和重复使用。

无源非接触式直读表(光电式)直读的技术在干式水表上的应用已很成功，但与电阻式直读表相似，同样无法应用于湿式水表和液封式水表上，因为如果应用于液封式水表上，就会造成电子模块部分与字轮同时浸泡在纯净水与甘油的混合液中，长期运行其电子部分的可靠性和稳定性是得不到保障的，因此也就不存在任何应用和推广的价值。

发明内容

为了解决无源光电式直读技术不能应用于液封式水表的现实问题，提高光电式直读技术的应用环境和通用性，本实用新型提供了一种与无源非接触式直读表(光电式)电子模块相配套的专用液封表头。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无源光电直读液封式智能水表，包括外壳部分，计数机构，叶轮计量机构，过滤件及连接件，所述计数机构包含有一个液封水表头、前盖和后盖，液封水表头内壁内设置有一间壁，间壁将液封水表头的内部分为字轮盒与电子模块盒，在字轮盒内设置有字轮，在电子模块盒内设置有电子模块，在液封水表表头内侧还设置有一个贯通电子模块盒和字轮盒的导管，导管伸出前盖，在导管内设置有电子模块输出线，导管将电子模块输出线与水隔开一直引到表头的平面上，在字轮的侧面设置有标记，在电子模块上设置有光电感应器，光电感应器感应字轮上标记发出或反射的信号并经过处理后再输出。

为了方便光电感应器从字轮上读取信息，优化液封水表头内部各部件的安装结构，具体地讲：所述间壁与液封水表头为一体结构；在字轮盒侧的间壁上设置有3个凸起部分，字轮设置在两个相邻凸起部分的凹腔中；在电子模块盒侧的间壁上对应凸起处开设有条形槽，将电子模块为设计T形结构，电子模块的一端插装在条形槽中。

为了具有普遍适应性，更进一步地：所述凸起为3个，将字轮盒均匀分隔成4个放置字轮的凹腔，采用4位数字来显示水表读数。

本实用新型具有以下优点：

一、采用本实用新型的表头，电子模块部分将放入被特殊设计的间壁中与纯净水与甘油的混合液中的字轮一分为二，既不影响信号的接受，又没让电子模块部分与字轮部分一起浸泡在纯净水与甘油的混合液中，而且在每个相邻的间壁凸起部分都留有足够的字轮摆放空间，绝不会造成字轮与间壁凸起部分的刮擦，对机械性能方面没有任何影响。全液封表是整个标度盘全部浸在纯净水与甘油的混合液体中，半液封表只有字轮盒浸在纯净水与甘油的混合液体中。

二、采用本实用新型的表头，电子模块后部的输出线由本实用新型的表头特殊设计的导管引向顶部，使输出线不会接触到任何的水，解决了液封远传水表上出线的难题，实现了液封直读远传水表电子模块部分和输出线真正的与水隔绝。

三、采用本实用新型的表头，电子模块后部的输出线由本实用新型的表头特殊设计的导管引向顶部，具体出线的方式有两种：①输出线直出式：输出线直接从导管内一直穿出到顶部，然后用环氧树脂灌入导管内待凝固即可。②输出线插接式：在孔内注塑专用的接插件，一端伸入电子模块盒内与电子模块连接，另一端穿出表头的平面，与带有插接头的输出线一插即可，这样如果输出线破损或断裂，更换一根新输出线就可解决问题，不会造成整个表头的报废。

四、新型的表头除特殊为配电子模块部分而设计的间壁外，其外形、结构、尺寸均与普通液封表的表头相同，通用性极强。

五、采用本实用新型的表头与电子模块部分相配套，可直接读出字轮窗中的4位数值，真正意义上实现了远程“读表”。

六、采用本实用新型的表头与电子模块部分相配套，不存在盲区问题，即在字轮转动到两个字码之间是无法读数的现象。

七、采用本实用新型的表头与电子模块部分相配套，不存在进位问题，即计数器字轮在低位向高位进位时可能出现的读数错误。

八、采用本实用新型的表头与按要求设计成“T”字形的电子模块装配极其简单，一插即可，适用于批量生产。

通过本实用新型的发明，让无源光电直读技术应用在全液封式水表和半液封式水表中得以实现，彻底解决了无源光电直读技术只能应用于干式水表的局限性，提高了液封远传水表的应用环境和推广价值。

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型正面方向的内部结构示意图。

图2是本实用新型侧面方向的内部结构示意图。

图3是本实用新型电子模块盒侧的结构示意图。

图4是本实用新型全液封式水表字轮侧的结构示意图。

图5是本实用新型半液封式水表字轮侧的结构示意图。

图6是图3全液封式水表的A-A剖视图(带电子模块、字轮)。

图7是图3半液封式水表的A-A剖视图(带电子模块、字轮)。

图中1.液封水表头，2.间壁，3.字轮盒，4.电子模块盒，5.字轮，6.电子模块，7.标记，8.光电感应器，9.凸起，10.凹腔，11.条形槽，12.导管，13.电子模块输出线，14.前盖，15.后盖，I.外壳部分，II.计数部分，III.叶轮计量结构，IV.过滤件，V.连接件。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。

如图1所示的无源光电直读液封式智能水表，主要包括如下几个部分：

一、外壳部分：主要零部件有下壳体、带表盖的铜罩。主要作用：是将水表的机芯封装在其内，形成计量的环境，并且与管道相连接。

二、计数机构：主要零部件有用特殊液体封装的带输出线的电子模块的表头、一组齿轮和安装齿轮的夹板、指针、表度盘。主要作用：准确记录和指示流过水表的水量，并且稳定地保持记录的数量，然后通过电路部分处理传输出去，从而达到远程抄表的目的。

三、叶轮计量机构：主要零部件有齿盒、叶轮、带调节件的叶盒。主要作用：用来把流经水表的水流的部分机械能转变为叶轮转动的机械能，从而实现计量水量的目的。

四、过滤件：主要零部件就是过滤网。主要作用：用来阻止较大污物进入水表计量机构，以保障正常工作。

五、连接件：主要零部件有接管和连接螺母。主要作用：保证水表与管道可靠地连接，使安装与拆卸方便。

本实用新型采用了一种全新的液封水表表头，如图3至图7所示，液封水表表头1内壁内设置有一间壁2，间壁2将液封水表表头1内部分为字轮盒3与电子模块盒4，字轮盒3和前盖14及与电子模块盒4和后盖15分别形成两个密闭空间，在字轮盒3内设置有字轮5，在电子模块盒4内设置有电子模块6，在液封水表表头1内侧还设置有一个贯通电子模块盒4和字轮盒3的导管12，导管12伸出前盖14，在导管12内设置有电子模块输出线13，导管12将电子模块输出线13与水隔开一直引到表头的平面上，在字轮5的侧面上设置有标记7，在电子模块6上设置有光电感应器8，光电感应器8感应字轮5上标记7发出信号并在电子模块上处理后再将信号通过导管内的输出线13向外部输出。

为了方便光电感应器从字轮上读取信息，优化液封水表表头内部各部件的安装结构，间壁2与液封水表表头1为一体结构；在字轮盒3侧的间壁2上设置有三个凸起9，四个字轮2分别设置在凸起9与液封水表表头1内壁及凸起9与凸起9之间的凹腔10中；在电子模块盒4侧的间壁2上对应凸起9处开设有条形槽11，电子模块6为T形结构，电子模块6的一端插装在条形槽11中，设置于电子模块6后端的电子模块输出线13从导管12中穿出通到液封水表表头1的平面上，然后注入稳定性和防水性极佳的树脂以密封，待树脂完全凝固后再用超声波焊接机把后盖15焊接在电子模块盒4的后部，这样就可以象在干式表上一样地使用了。

主要工作过程是：给水管道中的水流进入水表推动叶轮旋转，叶轮转动经减速齿轮，计数机构，通过指针转动纪录流经水表的总量，然后累积到字轮窗，再由字轮窗中的印有特殊标记7的字轮5，通过光电传感器8判断字轮7各种位置的“有”“无”的状态，通过组合判断获得字轮5的读数(表计的窗口值)，并传送到集中器，以达到远程抄表的目的。

Claims (3)

1.一种无源光电直读液封式智能水表，包括外壳部分，计数机构，叶轮计量机构，过滤件及连接件，其特征是：所述计数机构包含有一个液封水表表头(1)、前盖(14)和后盖(15)，液封水表表头(1)内壁内设置有一间壁(2)，间壁(2)将液封水表表头(1)内部分为字轮盒(3)与电子模块盒(4)，字轮盒(3)和前盖(15)及与电子模块盒(4)和后盖(15)分别形成两个密封空间，在字轮盒(3)内设置有字轮(5)，在电子模块盒(4)内设置有电子模块(6)，在液封水表表头(1)内侧还设置有一个贯通电子模块盒(4)和字轮盒(3)的导管(12)，导管(12)伸出前盖(14)，在导管(12)内设置有电子模块输出线(13)，在字轮(5)的边缘设置有标记(7)，在电子模块(6)上设置有光电感应器(8)，光电感应器(8)感应字轮(5)上标记(7)发出信号并将信号向外部输出。

2.根据权利要求1所述的无源光电直读液封式智能水表，其特征是：所述间壁(2)与液封水表头(1)为一体结构；在字轮盒(3)侧的间壁(2)上设置有凸起(9)，字轮(2)设置在凸起(9)与液封水表表头(1)内壁及凸起(9)与凸起(9)之间的凹腔(10)中；在电子模块盒(4)侧的间壁(2)上对应凸起(9)处开设有条形槽(11)，电子模块(6)为T形结构，电子模块(6)的一端插装在条形槽(11)中。

3.根据权利要求2所述的无源光电直读液封式智能水表，其特征是：所述凸起(9)为3个，将字轮盒(3)均匀分隔成4个放置字轮(5)的凹腔(10)。

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