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专利名称：节水型智能水表的制作方法
技术领域：
本实用新型属自动检测控制装置领域，特别涉及一种兼有用水量测量与给水管路开闭控制功能的新型流量与水量测量仪表。
现在广泛使用的工业与民用水量表大部仅有水流量检测与积算功能，不具有控制管路开闭的功能。这使得对供水或用水量的管理只能通过对上述水量表的人工观测，作为管理开闭操作的决策依据，而不能进行自动控制或管理。当现场无人值守或疏于监视时，极易酿成水资源的严重损失和巨大浪费。
例如给水管路破损或漏泄无人发现，导致的长流水，或水龙头打开后停水但未关闭，当再度有水时无人发现，常常造成大量跑水，浸泡建筑与室内物品，而现有的多数水量表除记录通过水量外对此不能做出保护性反应。
本实用新型的目的在于提供一种结构合理，既具有计量功能，又具有按节水原则，自动控制管路开闭的节能型智能水表。
本实用新型的技术解决方案可依如下方式实现本实用新型含有表体、膜片阀、智能控制装置；所述表体含有侧壁切线方向带有进水口与出水口的轮盒、水表外壳；所述水表外壳设有入水口、出水口；在所述轮盒内设有由推力轴承支撑的旋翼轮；在旋翼轮的上部与其同轴位置设有塑料柱形轮毂；在所述轮毂上按径向嵌有永久磁铁；旋翼轮转动时，永久磁铁与其同步转动；在水表外壳上端盖设有凹槽；在凹槽内设有磁信号接收元件可供计量与采样控制之用；所述膜片阀含有阀体、电磁式泄压阀；在所述阀体内设有L形入水管、L形出水管；所述电磁式泄压阀置于阀体的上部；所述L形入水管的入水端与出水口封接；所述L形入水管出水端与L形出水管入水端位于同侧且在其端口设有胶质膜片；在胶质膜片背面与阀体主压盖之间设有主压簧；在所述膜片上配有小孔；所述泄压阀内设有阀管；所述阀管垂直与阀体封接；所述阀管上部顶芯内埋有永久磁铁34。在所述阀管内部配置上部带有小压簧的动铁芯；在阀管底部设有与L形出水管相通的通道；在所述动铁芯的底部设有胶垫。所述智能控制装置含有IC卡座、采样部分、中央处理器、显示电路、音响电路、电磁阀控制部分、停电记忆部分；所述IC卡座的输出端接中央处理器的2、3、6脚；采样部分的输出端接中央处理器的7脚；中央处理器的输出端接显示电路中显示驱动器U4、U5的11、12脚；所述中央处理器的输出端接音响电路三极管T5的基极；中央处理器的输出端接停电记忆单元U7的SK、DI、DO脚；所述中央处理器的输出端接电磁阀控制部分的三极管T2和T4的基极。所述阀体的上部可设有可与阀管相通的小孔。所述表体与出水口与膜片阀的L形入水管之间采用卡锁式胶封接头连接。
本实用新型结构合理，具有较高灵敏度与准确度，它可对流量采样信号进行数据处理、误差修正，并与IC卡输入的购水量进行比较和逻辑判断，从而按照节水原则自动控制表内电磁阀的开闭，泄压电磁阀采用的设计，具有高吸力，低功耗，使用寿命长等特点。
以下结合附图详述本实用新型的最佳实施方式

图1为本实用新型的装配图；图2为本实用新型表体及膜片阀的主视图；图3为本实用新型表体及膜片阀的俯视图；图4为本实用新型智能控制装置电路原理框图；图5为本实用新型智能控制装置电路原理图；如图1所示，本实用新型含有表体30、膜片阀31、智能控制装置32；所述表体含有侧壁切线方向带有进水口与出水口的轮盒2、水表外壳4；所述水表外壳4设有入水口5、出水口6；在所述轮盒2内设有由推力轴承3支撑的旋翼轮1；在旋翼轮的上部与其同轴位置设有塑料柱形轮毂25；在所述轮毂25上按径向嵌有永久磁铁8；旋翼轮1转动时，永久磁铁8与其同步转动；在水表外壳4上端盖设有凹槽26；在凹槽26内设有磁信号接收元件10；所述膜片阀含有阀体11、电磁式泄压阀27；在所述阀体11内设有L形入水管28、L形出水管29；所述电磁式泄压阀27置于阀体11的上部；所述L形入水管28的入水端与出水口6封接；所述L形入水管28出水端与L形出水管29入水端位于同侧且在其端口设有胶质膜片14；在胶质膜片14背面与阀体11主压盖16之间设有主压簧15；在所述膜片14上配有小孔23；所述泄压阀27内设有阀管17；所述阀管17垂直与阀体11封接；所述阀管17的顶芯内埋有永久磁铁34，在所述阀管内部配置上部带有小压簧19的动铁芯20；在阀管17底部设有与L形出水管29相通的通道22；在所述动铁芯20的底部设有胶垫21。所述阀体11的上部设有与阀管17相通的小孔24。所述表体与出水口6与膜片阀的L形入水管28之间采用卡锁式胶封接头连接。所述智能控制装置含有IC卡座、采样部分、中央处理器、显示电路、音响电路、电磁阀控制部分、停电记忆部分；所述IC卡座的输出端接中央处理器的2、3、6脚；采样部分的输出端接中央处理器的7脚；中央处理器的输出端接显示电路中显示驱动器U4、U5的11、12脚；所述中央处理器的输出端接音响电路三极管T5的基极；中央处理器的输出端接停电记忆单元U7的SK、DI、DO脚；所述中央处理器的输出端接电磁阀控制部分的三极管T2和T4的基极。本实用新型的旋翼轮1为具有垂直轴的多叶塑料轮，铅直地安装在一个桶状轮盒2的腔内。轮盒2的下段与上段桶壁上分别均匀地开出切线方向的进水口与出水口，使水流可以按切线方向推动旋翼轮1旋转。轮盒2的底部设有针式推力轴承3，轮盒2装在铸铁制的锅形水表外壳4内，水表外壳4的前后端带有入水口5和出水口6，水表外壳4的上部由黄铜的上盖7以螺纹与胶圈密封。旋翼轮的上部同轴装有一个塑料柱形轮毂25，轮毂25上按径向嵌入一对永久磁铁8共同构成磁感应采样器的发送侧，旋翼轮转动时带动采样器旋转。采样器也可由黄铜制外罩9封闭。外罩的外面是一个环状凹槽，用于嵌入和容纳磁信号的接收元件10。接收元件的出线端便可以引至智能控制装置。膜片阀的阀体11由黄铜铸成，阀体的前端和后端分别制有进水管口12和出水管口13，阀体的上部装有电磁式泄压阀。进水通道与出水通道在同一水平轴线上，但在阀体中心时均水平弯转90度，在阀体11的侧面开敞同心的套置。如图2所示，阀体内有一园盘形胶质膜片14。可将L形入水管28出水端与L形出水管29入水端的端口盖紧，把进水管与出水管隔断。膜片14的背后装有主压簧15，紧固在阀体11侧面的主压盖16可将主压簧压紧。装在阀体11上部的电磁式泄压阀有一个黄铜制的阀管17，以螺纹密封紧固在阀体11上。阀管外部是电磁线圈18，阀管内部有一个由小压簧19顶紧的动铁芯20，线圈断电时，铁芯落下，嵌在动铁芯底面的一个胶垫21刚好封住通向阀体11中出水管的一个细小通道22。此外，膜片上还留有小孔23，可使膜片两侧水的静压相等。阀体11内及阀侧压盖内也制有小孔24，可与泄压阀的阀管相通。所以，在泄压阀关闭时，仅由主弹簧压力便可将膜片压紧而切断水流。在线圈通电时，泄压阀的动铁芯吸起，并在永久磁铁34的吸引下由线圈18中的微小电流维持吸附。泄压阀与出水口连通，便使膜片背侧压力减小，相对于进水管出现负压，于是膜片被进水压力推开，进水，出水管路连通。旋翼轮容器外壳的出水口与膜片阀的进水口之间采用特制的一对卡锁式胶封接头连接，水表外壳出水口为凹口，阀体进水口为凸口，连接时将凸口插入凹口旋转90度即可实现连接与密封。智能控制装置由盒体及安装在盒内的印刷电路板组成。盒盖上开有数码显示窗口，及“显示”、“复位”、“消音”三个薄膜按键。盒盖前端侧面开有IC卡插口。中央处理器U1采用90S2313单片机。IC卡座为购水信息输入单元U2，它将水表编号，购水量及购水日期输入中央处理单元。采样部分为用水量信息输入单元U3，它将频率与用水量成正比例的脉冲信号送入中央处理单元。薄膜按键FA(复位键)、XA(显示键)、YA(消音键)组成人机界面，向中央处理单元发出人为控制指令。数码显示器U6及驱动电路芯片U4、U5组成显示电路，将中央处理单元发出的存水量信息作出递减显示。音响电路可接受中央处理单元的指令，发出音响提示用户购水。膜片阀作为重要的执行单元，接受接收中央处理单元的指令，完成供水管路开闭的动作。停电记忆单元U7采用24C45芯片，当电源中断时可长期记忆当前水量，在重新上电时使单片机按原有存水量继续运行。如图5所示，引自IC卡座U2的三根线SD、SL、SW分别接在U1的2、3、6三端。流量采样接收元件10采用霍尔元件3120U(U3)，其信号线接在U1的7脚。U1的CLK、SC、DATA三端接至显示驱动器U4和U5上，U4和U5为74BC595芯片。U1的16脚接音响驱动电路中的三极管T5的基极上。该端为低电平时，蜂鸣器鸣叫。U1的11、12脚引至消音键YA。U1的9、8脚分别接在三极管T2和T4的基极上，T2拉动三极管T3的基极电位，完成膜片阀通电吸上动作。三极管T4用作膜片阀吸上后的微电流维持控制。U7单元为24C45芯片，作为水量信息的停电记忆单元。由U1的15端经反向器U8控制，U8采用74HC00芯片。数据信息由U1单元的14、13脚送入U7的SK和DI、DO三端。复位键FA和U7的AS端经过与非门U8作复位控制。按下复位键FA或AS端为低电平时，单片机复位。单片机采用11.0592M晶振。IC卡插入卡座U2后，单片机读取卡上存储的水量与时间信息，流量采样信息由采样单元U3送入单片机进行积算，并与读卡的水量信息相比较，当二者相等时，U1的控制端8成为高电平，使三极管T4截止，膜片阀失电而关闭，切断供水。单片机引出的时钟，数据与控制端使显示驱动单元U4、U5为数码显示器U6提供存水量实时递减的显示值，但为减少功耗，仅在插卡输入水量信息或按下显示键XA时，数码管才取得正电源而发光。每次单片机读卡后，即输出高电平使三极管T2和T3导通，将24V直流电源引入膜片阀线圈使其吸上动铁芯，经2-3秒延时后，即由三极管T4接通3-5V的维持电源，进入长期低功耗运行。当存水量降到一定阀值时，单片机输出端16在软件的管理下，呈现低电平，使蜂鸣器振响，并保持一短延时以提示用户购水。用户听到后，可用消音键YA消除音响。智能控制装置可设有专用的电源盒，盒内装有220V/24V/8V降压变压器以及整流、滤波，稳压元件。为防止因市电的偶尔中断引起供水中断，在盒内设置了蓄电池，平时由市电进行供电，市电中断时蓄电池可维持膜片阀继续开通供水。
权利要求1.节水型智能水表，其特征在于含有表体、膜片阀、智能控制装置；所述表体含有侧壁切线方向带有进水口与出水口的轮盒(2)、水表外壳(4)；所述水表外壳(4)设有入水口(5)、出水口(6)；在所述轮盒(2)内设有由推力轴承(3)支撑的旋翼轮(1)；在旋翼轮的上部与其同轴位置设有塑料柱形轮毂(25)；在所述轮毂(25)上按径向嵌有永久磁铁(8)；旋翼轮(1)转动时，永久磁铁(8)与其同步转动；在水表外壳(4)上端盖设有凹槽(26)；在凹槽(26)内设有磁信号接收元件(10)；所述膜片阀含有阀体(11)、电磁式泄压阀(27)；在所述阀体(11)内设有L形入水管(28)、L形出水管(29)；所述电磁式泄压阀(27)置于阀体(11)的上部；所述L形入水管(28)的入水端与出水口(6)封接；所述L形入水管(28)出水端与L形出水管(29)入水端位于同侧且在其端口设有胶质膜片(14)；在胶质膜片(14)背面与阀体(11)主压盖(16)之间设有主压簧(15)；在所述膜片(14)上配有小孔(23)；所述泄压阀(27)内设有阀管(17)；在阀管(17)顶芯中埋有永久磁铁(34)；所述阀管(17)垂直与阀体(11)封接；在所述阀管内部配置上部带有小压簧(19)的动铁芯(20)；在阀管(17)底部设有与L形出水管(29)相通的通道(22)；在所述动铁芯(20)的底部设有胶垫(21)；所述智能控制装置含有IC卡座、采样部分、中央处理器、显示电路、音响电路、电磁阀控制部分、停电记忆部分；所述IC卡座的输出端接中央处理器的2、3、6脚；采样部分的输出端接中央处理器的7脚；中央处理器的输出端接显示电路中显示驱动器U4、U5的11、12脚；所述中央处理器的输出端接音响电路三极管T5的基极；中央处理器的输出端接停电记忆单元U7的SK、DI、DO脚；所述中央处理器的输出端接电磁阀控制部分的三极管T2和T4的基极。
2.根据权利要求1所述的可配置采样控制的阀控水量表，其特征在于所述阀体(11)的上部设有小孔(24)。
3.根据权利要求1或2所述的可配置采样控制的阀控水量表，其特征在于所述表体与出水口(6)与膜片阀的L形入水管(28)之间采用卡锁式胶封接头连接。
专利摘要本实用新型属自动检测控制装置领域,特别涉及一种兼有用水量测量与给水管路开闭控制功能的节水型智能水表,其特征在于:含有:表体、膜片阀、智能控制装置;所述表体含有:轮盒2、水表外壳4;在所述轮盒2内设有旋翼轮1;在轮毂25上按径向嵌有永久磁铁8;膜片阀含有:阀体11、电磁式泄压阀27;智能控制装置含有:IC卡座、中央处理器、显示电路、音响电路、电磁阀控制部分、停电记忆部分。
文档编号G01F1/075GK2443336SQ0025269
公开日2001年8月15日 申请日期2000年11月1日 优先权日2000年11月1日
发明者韩慈, 贺跃, 睢光, 赵熹东 申请人:韩慈, 贺跃, 睢光, 赵熹东