專利名稱：全電子數(shù)字式自來水表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種自來水表，尤其涉及一種全電子數(shù)字式自來水表，主要應(yīng)用 于家用自來水的計量。
背景技術(shù)：
公知的機械干式水表包含表殼、濾水網(wǎng)、計量機構(gòu)、指示表盤多個部分，其中計量 機構(gòu)由葉輪盒、葉輪、葉輪軸、磁環(huán)等部分組成，而指示表盤由多個水表刻度盤和多個指針、 字輪、傳動齒輪、磁環(huán)等部分組成。機械干式水表的工作原理如下水流從進水管進入葉輪 盒，推動葉輪轉(zhuǎn)動，從出水管流出；葉輪在水流推動下帶動葉輪軸轉(zhuǎn)動，葉輪軸帶動安裝在 其頂端的磁環(huán)轉(zhuǎn)動，該磁環(huán)與安裝在指示表盤底部的磁環(huán)相對應(yīng)，通過磁力帶動干式表盤 中的磁環(huán)轉(zhuǎn)動，將葉輪的旋轉(zhuǎn)運動傳遞至干式表盤，干式表盤內(nèi)的磁環(huán)具有與該磁環(huán)同步 轉(zhuǎn)動的同軸變速齒輪，變速齒輪與指示表盤內(nèi)的傳動齒輪嚙合，帶動多級傳動齒輪系轉(zhuǎn)動， 從而驅(qū)動各個刻度盤上的指針與字輪轉(zhuǎn)動，指示水量。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題機械干式水表雖然已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但是該類型水表結(jié)構(gòu)上幾十年一貫 制，在表盤指針驅(qū)動方式、水表面板布局、傳動磁塊定位等多個方面仍存在一定的不足?，F(xiàn) 有機械干式水表的機械指示表盤包含多級用于進位制的齒輪傳動機構(gòu)、指針和字輪等部 分，由表盤內(nèi)的磁環(huán)帶動多級齒輪系轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動指針和字輪指示水量。其表盤顯示界面 有多個水表刻度盤、多個指針和一個機械字輪組，指針指示的水表刻度字小，較難辨識，機 械表盤內(nèi)的驅(qū)動齒輪系復(fù)雜繁冗，占據(jù)了表盤內(nèi)的大部分空間，當(dāng)水表高速運行時，傳動磁 環(huán)需要帶動齒輪系、指針以及字輪轉(zhuǎn)動，可能存在傳動失步的現(xiàn)象，影響水表的計量精度。技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出了一種全電子數(shù)字式自來水表，其技術(shù)方 案如下一種全電子數(shù)字式自來水表，包括基座、進水管、出水管、表盤外殼、水表指示裝 置、球形閥、球形閥驅(qū)動用步進電機，所述水表指示裝置安裝在表盤外殼中，水表指示裝置 包含水表面板、專用控制芯片、水表指針驅(qū)動用步進電機、指針、累計液晶模塊，其特征在 于所述的水表采用刻度指針加累計液晶的指示方式，但只有一個水表刻度和一根指針， 指針由水表指針驅(qū)動用步進電機的轉(zhuǎn)動軸帶動，球形閥的動作由球形閥驅(qū)動用步進電機控 制。所述的全電子數(shù)字式自來水表，其專用控制芯片分別與水表指針驅(qū)動用步進電 機、球形閥驅(qū)動用步進電機和累計液晶模塊直接相連。所述的全電子數(shù)字式自來水表，其水表面板上鏤刻有一個封閉的圓形水表刻度， 水表刻度分為10大格，每一大格代表0. 001m3，一個大格又分為10小格，每一小格代表0. 0001m3，其大刻度格標注值從0到9，最小分度值為0. 0001。所述的全電子數(shù)字式自來水表，在水表面板的中心位置處有一個圓形的電機軸 孔，水表指針驅(qū)動用步進電機的轉(zhuǎn)動軸從水表面板的背后穿過電機軸孔，再與指針套接。所述的全電子數(shù)字式自來水表，其水表面板上還開有一個矩形的液晶窗口，累計 液晶模塊通過液晶窗口顯露出來，累計液晶模塊可顯示6位數(shù)字，包括4位整數(shù)，2位小數(shù)， 累計液晶模塊的最大累計值為9999. 99m3。所述的全電子數(shù)字式自來水表，其圓形的表盤外殼底部外側(cè)壁有外螺紋，再與基 座延伸至中央頂部的圓柱體上的內(nèi)螺紋相連，基座頂部圓柱體的中心位置有一個向上凸起 的圓柱形輸入磁環(huán)腔體，磁環(huán)腔體內(nèi)放置輸入磁環(huán)，表盤外殼底部中心位置對應(yīng)有一個下 凹的圓柱形輸出磁環(huán)腔體，磁環(huán)腔體內(nèi)放置輸出磁環(huán)，其輸入磁環(huán)腔體的中心與輸出磁環(huán) 腔體的中心在一條直線上。所述的全電子數(shù)字式自來水表，其輸入磁環(huán)腔體的四周開有一個環(huán)形屏蔽槽，輸 出磁環(huán)腔體的四周開有一個環(huán)形屏蔽槽，兩個屏蔽槽結(jié)合所形成的空間放置一個可屏蔽外 來磁場的環(huán)形導(dǎo)磁材料體。所述的全電子數(shù)字式自來水表，其特征在于水表包含一個方形電池盒，電池盒由 上蓋和底殼組成，電池盒內(nèi)放置電池，電池盒底殼的底部中心位置設(shè)有一個圓形凹槽，圓形 凹槽內(nèi)側(cè)壁上具有內(nèi)螺紋，電池盒通過圓形凹槽與電機倉螺紋連接。所述的全電子數(shù)字式自來水表，其特征在于球形閥驅(qū)動用步進電機安裝在一個 圓柱形的電機倉中，電機倉內(nèi)側(cè)壁上開有兩個條形卡槽，球形閥驅(qū)動用步進電機外殼上具 有兩個卡位凸頭，卡位凸頭上打有螺絲孔，球形閥驅(qū)動用步進電機利用卡位凸頭插入條形 卡槽內(nèi)定位，卡位凸頭再與電機倉通過螺釘連接固定，球形閥驅(qū)動用步進電機的轉(zhuǎn)動軸中 心處開有一個凹槽，與安裝在出水管上的球形閥的閥頭套接。技術(shù)效果相對于現(xiàn)有機械干式水表，本實用新型具有如下有益技術(shù)效果1、本實用新型水表采用水表指針驅(qū)動用步進電機、指針、累計液晶模塊、專用控制 芯片等部分構(gòu)成其指示機構(gòu)，將傳統(tǒng)的純機械式表盤轉(zhuǎn)換為全電子式數(shù)字表盤，在水表刻 度面板上，以水表指針驅(qū)動用步進電機的轉(zhuǎn)動軸帶動一根指針，從而取代多級齒輪系驅(qū)動 指針指示實時用水狀況，用累計液晶模塊替換機械字輪組顯示總水量，去除了繁冗的多級 傳動齒輪系，精簡了表盤機構(gòu)，大大提高了水表的可靠性，減少了磁環(huán)傳動失步的現(xiàn)象，是 一種全新的水表表型。2、本實用新型水表采用一個水表刻度面板和單指針方式指示當(dāng)前用水量，用液晶 指示累計用水量，水表刻度最小分度值為0.0001立方米，不但保持了原有水表的指示精 度，而且大大精簡了表盤顯示界面，方便了用戶查看數(shù)據(jù)。3、本實用新型水表的采樣數(shù)據(jù)處理方式較機械式水表更為合理，傳統(tǒng)機械式水表 并不會對水流量數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，它直接將水流量信號傳遞至齒輪系，然后驅(qū)動多級指針 和字輪組轉(zhuǎn)動，本實用新型水表利用霍爾元件將表示水流量的信號轉(zhuǎn)化為電信號，電信號 經(jīng)過調(diào)理后傳遞給專用控制芯片，專用控制芯片對所接收的數(shù)據(jù)進行數(shù)字濾波和工程物理 量變換，繼而驅(qū)動水表指針驅(qū)動用步進電機和累計液晶模塊指示用水量，由于本實用新型 對采樣數(shù)據(jù)進行了預(yù)處理操作，因此，能夠減小采樣數(shù)據(jù)抖動所帶來的計量誤差，使水量計量更加精確。[0021] 4、本實用新型水表的輸入磁環(huán)位于基座頂端中心的輸入磁環(huán)腔體內(nèi)，輸出磁環(huán)位于表盤外殼底端中心的輸出磁環(huán)腔體內(nèi)，裝配水表時，基座與表盤外殼通過螺紋連接，輸入磁環(huán)和輸出磁環(huán)自然對齊，去除了傳統(tǒng)水表用于對齊輸入輸出傳動磁環(huán)所設(shè)置的定位機構(gòu)，使水表的裝配生產(chǎn)更加方便。[0022] 5、本實用新型水表的球形閥采用專用步進電機驅(qū)動的方案，可有效地實現(xiàn)球形閥開度的控制，達到節(jié)約用水的目的。


[0023] 圖l是全電子數(shù)字式自來水表正向外形圖；[0024] 圖2是全電子數(shù)字式自來水表反向外形圖；[0025] 圖3是全電子數(shù)字式自來水表側(cè)視圖；[0026] 圖4是全電子數(shù)字式自來水表俯視圖；[0027] 圖5是全電子數(shù)字式自來水表底視圖；[0028] 圖6是全電子數(shù)字式自來水表正向爆炸圖；[0029] 圖7是全電子數(shù)字式自來水表反向爆炸圖；[0030] 圖8是全電子數(shù)字式自來水表基座外形圖；[0031] 圖9是全電子數(shù)字式自來水表電原理構(gòu)框圖。[0032] 標號說明[0033] l基座2進水管[0034] 3出水管4表盤外殼[0035] 5水表面板6水表刻度[0036] 7累計液晶模塊7l液晶窗口[0037] 8電機軸孔9指針[0038] 10 ZJb表指針驅(qū)動用步進電機 11PCB電路板[0039] 12PCB電路板定位孔13表盤外殼中的固定孔[0040] 14輸出磁環(huán)腔伺15表盤鉛封環(huán)[0041] 16基座鉛封環(huán)17基座壁內(nèi)螺紋[0042] 18輸入磁環(huán)腔伺19基座環(huán)形屏蔽槽[0043] 191表盤環(huán)形屏蔽槽20電池盒上蓋[0044] 21 E包池盒底殼21 1 E包池盒底殼圓形凹槽[0045] 22球形閥頭23球形閥臺階[0046] 24專用控制芯片25采樣單元[0047] 26輸入磁環(huán)27輸出磁環(huán)[0048] 28霍爾元件28l信號調(diào)理電路[0049] 29球形閥驅(qū)動用步進電機29]卡位凸頭[0050] 292軸面凹槽293電機倉[0051] 294卡位凸頭螺絲孔295條形卡槽[0052] 30球形閥3l電池[0053]311電壓檢測電路具體實施方式
以下結(jié)合附圖說明本實用新型的具體實施方式
。本實用新型全電子數(shù)字式自來水表包括基座1、進水管2、出水管3、水表指示裝 置、電池31、球形閥驅(qū)動用步進電機29、球形閥30多個部分。進水管和出水管位于基座的 兩端，與基座連為一體，基座的底部設(shè)有十字加強筋，用于加固水表基座。球形閥30放置在 出水管道中，球形閥頂部有一個球形閥臺階23，球形閥30的閥頭22從臺階露出，再與球形 閥驅(qū)動用步進電機29連接?；?為水表的基礎(chǔ)組成部分，內(nèi)部包含采樣單元25、輸入磁環(huán)26，該部分用于采 樣水流量信號，并通過輸入磁環(huán)26傳遞至輸出磁環(huán)27，形成從水的流量信號從基座到水表 指示裝置的磁傳動結(jié)構(gòu)。基座1延伸至其中央頂部的圓柱體上的內(nèi)側(cè)壁上刻有內(nèi)螺紋，圓形的表盤外殼4 底部外側(cè)壁具有外螺紋，兩者通過內(nèi)外螺紋連接成一體，基座1頂部圓柱體的中心位置有 一個向上凸起的圓柱形輸入磁環(huán)腔體18，輸入磁環(huán)腔體18內(nèi)放置輸入磁環(huán)26，表盤外殼 4底部中心位置對應(yīng)有一個下凹的圓柱形輸出磁環(huán)腔體14，輸出磁環(huán)腔體14內(nèi)放置輸出 磁環(huán)27，輸入磁環(huán)腔體18的中心與輸出磁環(huán)腔體14的中心在一條直線上。輸入磁環(huán)腔體 18的四周開有一個基座環(huán)形屏蔽槽19，輸出磁環(huán)腔體14的四周開有一個表盤環(huán)形屏蔽槽 191，兩環(huán)形屏蔽槽位置相對應(yīng)，兩個屏蔽槽結(jié)合所形成的空間可用來放置一個環(huán)形的導(dǎo)磁 材料體，導(dǎo)磁材料體可以屏蔽外來磁場，防止外來磁場對輸入輸出磁環(huán)傳動的干擾。表盤外殼4為一圓柱體，與基座1的中央頂部的圓柱體相連，表盤外殼4外側(cè)靠近 底部的位置處有一個表盤鉛封環(huán)15，基座1靠近表盤外殼4的連接位置處有一個基座鉛封 環(huán)16，兩鉛封環(huán)環(huán)孔相對，用于鉛封表盤和基座1。表盤外殼4內(nèi)包含有水表指示裝置，水表指示裝置包含水表面板5、專用控制芯片 24、水表指針驅(qū)動用步進電機10、指針9、耗水累計液晶模塊7。在水表面板5上鏤刻有一個 封閉的圓形水表刻度6，水表刻度分為10大格，每一大格代表0. 001m3，一個大格又分為10 小格，每一小格代表0. 0001m3，其大刻度格標注值從0到9，最小分度值為0. 0001。表盤外殼4的頂端具有一個透明的觀察窗口，圓形水表面板5位于觀察窗口之下， 在水表面板5的中心位置處有一個圓形的電機軸孔8，水表指針驅(qū)動用步進電機10的轉(zhuǎn)動 軸從水表面板5的背后穿過電機軸孔8，再與指針9套接，水表指針驅(qū)動用步進電機10安裝 在PCB電路板11上，PCB電路板11上均勻的設(shè)置了四個定位孔12，這四個定位孔與表盤外 殼4中的固定孔13位置相對，PCB電路板11可通過螺釘固定在表盤外殼4的底部。水表面板5上還開有一個矩形的液晶窗口 71，累計液晶模塊7通過液晶窗口 71顯 露出來，累計液晶模塊7可顯示6位數(shù)字，包括4位整數(shù)，2位小數(shù)，累計液晶模塊的最大累 計值為 9999. 99m3。所述的水表包含一個方形電池盒，電池盒由上蓋20和底殼21兩部分組成，電池盒 內(nèi)放置電池31，電池盒底殼21的底部中心位置設(shè)有一個圓形凹槽211，圓形凹槽內(nèi)側(cè)壁上 具有內(nèi)螺紋，電池盒通過圓形凹槽211與電機倉293螺紋連接在一起。球形閥驅(qū)動用步進電機29安裝在一個圓柱形的電機倉293中，電機倉293安裝在出水管的球形閥臺階23上，電機倉293內(nèi)側(cè)壁上開有兩個條形卡槽295，球形閥驅(qū)動用步 進電機29外殼上具有兩個卡位凸頭291，卡位凸頭上有螺絲孔294，球形閥驅(qū)動用步進電機 29利用卡位凸頭291插入條形卡槽295內(nèi)定位，卡位凸頭291再與電機倉293通過螺釘連 接固定，球形閥驅(qū)動用步進電機29的轉(zhuǎn)動軸中心位置上開有一個軸面凹槽292，與安裝在 出水管3上的球形閥30的閥頭22套接。本實用新型的電原理框圖如圖9，PCB電路板11上裝置有專用控制芯片24、水表指 針驅(qū)動用步進電機10、累計液晶模塊7、霍爾元件28、信號調(diào)理電路281、電壓檢測電路311。 采樣單元25將水流量信號以圓周運動信號形式傳遞給輸入磁環(huán)26，輸入磁環(huán)26通過磁力 以圓周運動形式傳遞給輸出磁環(huán)27，輸出磁環(huán)27的圓周運動信號經(jīng)由霍爾元件28轉(zhuǎn)換為 脈沖電信號，脈沖電信號經(jīng)信號調(diào)理調(diào)整后傳送至專用控制芯片24。專用控制芯片24對接 收的數(shù)據(jù)進行數(shù)字濾波處理和工程量變換，將輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為步進電機的角位移量并計算 累計液晶模塊所顯示的數(shù)據(jù)，繼而驅(qū)動水表指針驅(qū)動用步進電機10和累計液晶模塊7分別 指示實時用水狀況和用水總量。電池31的電源信號經(jīng)過電壓檢測電路傳遞至專用控制芯 片24。專用控制芯片24以電池電源信號作為電源，同時監(jiān)測電池電壓，當(dāng)電壓過低時，專用 控制芯片24驅(qū)動球形閥驅(qū)動用步進電機29關(guān)閉球形閥30，并通過累計液晶模塊7閃爍提 示更換電池。所述的球形閥驅(qū)動用步進電機29是一種低功耗、大力矩的數(shù)字化運動器件， 該步進電機可以依照實時水流速度調(diào)節(jié)球形閥30開閉程度，以適應(yīng)用水需求，達到節(jié)水目 的。本實用新型將原有機械式水表轉(zhuǎn)換成為電子式水表，水表面板將指針指示以及液 晶顯示集中在一起，構(gòu)成單指針刻度與液晶相結(jié)合的指示方式，累計液晶模塊顯示總用水 量，水表指針驅(qū)動用步進電機驅(qū)動指針指示實時用水量，不僅大大提高了家用自來水表的 計量精度和使用壽命，而且突破了傳統(tǒng)機械表盤的結(jié)構(gòu)，提出了一種新的水表類型，本實用 新型可廣泛應(yīng)用于各種流量計量領(lǐng)域。
權(quán)利要求一種全電子數(shù)字式自來水表，包括基座(1)、進水管(2)、出水管(3)、表盤外殼(4)、水表指示裝置、球形閥(30)、球形閥驅(qū)動用步進電機(29)，所述水表指示裝置安裝在表盤外殼(4)中，水表指示裝置包含水表面板(5)、專用控制芯片(24)、水表指針驅(qū)動用步進電機(10)、指針(9)、累計液晶模塊(7)，其特征在于所述的水表采用刻度指針加累計液晶的指示方式，但只有一個水表刻度(6)和一根指針(9)，指針(9)由水表指針驅(qū)動用步進電機(10)的轉(zhuǎn)動軸帶動，球形閥(30)的動作由球形閥驅(qū)動用步進電機(29)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全電子數(shù)字式自來水表，其特征在于專用控制芯片(24)分 別與水表指針驅(qū)動用步進電機(10)、球形閥驅(qū)動用步進電機(29)和累計液晶模塊(7)直接 相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全電子數(shù)字式自來水表，其特征在于水表面板(5)上鏤刻 有一個封閉的圓形水表刻度(6)，水表刻度分為10大格，每一大格代表0.001m3，一個大格 又分為10小格，每一小格代表0. 0001m3,其大刻度格標注值從0到9，最小分度值為0. 0001。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的全電子數(shù)字式自來水表，其特征在于在水表面板(5)的 中心位置處有一個圓形的電機軸孔(8)，水表指針驅(qū)動用步進電機(10)的轉(zhuǎn)動軸從水表面 板(5)的背后穿過電機軸孔(8)，再與指針(9)套接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的全電子數(shù)字式自來水表，其特征在于水表面板(5)上 還開有一個矩形的液晶窗口(71)，累計液晶模塊(7)通過液晶窗口(71)顯露出來，累計 液晶模塊(7)可顯示6位數(shù)字，包括4位整數(shù)，2位小數(shù)，累計液晶模塊的最大累計值為 9999. 99m3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全電子數(shù)字式自來水表，其特征在于圓形的表盤外殼(4) 底部外側(cè)壁有外螺紋，再與基座(1)延伸至中央頂部的圓柱體上的內(nèi)螺紋相連，基座(1)頂 部圓柱體的中心位置有一個向上凸起的圓柱形輸入磁環(huán)腔體(18)，輸入磁環(huán)腔體(18)內(nèi) 放置輸入磁環(huán)(26)，表盤外殼(4)底部中心位置對應(yīng)有一個下凹的圓柱形輸出磁環(huán)腔體 (14)，輸出磁環(huán)腔體(14)內(nèi)放置輸出磁環(huán)(27)，輸入磁環(huán)腔體(18)的中心與輸出磁環(huán)腔體 (14)的中心在一條直線上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的全電子數(shù)字式自來水表，其特征在于輸入磁環(huán)腔體 (18)的四周開有一個基座環(huán)形屏蔽槽(19)，輸出磁環(huán)腔體(14)的四周開有一個表盤環(huán)形 屏蔽槽(191)，兩個屏蔽槽結(jié)合所形成的空間放置一個可屏蔽外來磁場的環(huán)形導(dǎo)磁材料體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全電子數(shù)字式自來水表，其特征在于水表包含一個方形電 池盒，電池盒由上蓋(20)和底殼(21)組成，電池盒內(nèi)放置電池(31)，電池盒底殼(21)的底 部中心位置設(shè)有一個圓形凹槽(211)，圓形凹槽內(nèi)側(cè)壁上具有內(nèi)螺紋，電池盒通過圓形凹槽 (211)與電機倉(293)螺紋連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全電子數(shù)字式自來水表，其特征在于球形閥驅(qū)動用步進電 機(29)安裝在一個圓柱形的電機倉(293)中，電機倉(293)內(nèi)側(cè)壁上開有兩個條形卡槽 (295)，球形閥驅(qū)動用步進電機(29)外殼上具有兩個卡位凸頭(291)，卡位凸頭上打有螺絲 孔(294)，球形閥驅(qū)動用步進電機(29)利用卡位凸頭(291)插入條形卡槽(295)內(nèi)定位，卡 位凸頭(291)再與電機倉(293)通過螺釘連接固定，球形閥驅(qū)動用步進電機(29)的轉(zhuǎn)動軸 中心處開有一個軸面凹槽(292)，與安裝在出水管(3)上的球形閥(30)的閥頭(22)套接。
專利摘要一種全電子數(shù)字式自來水表，包括基座、水表指示裝置、電池盒、球形閥、球形閥驅(qū)動用步進電機、進水管、出水管多個部分，基座是水表的基礎(chǔ)組成部分，包含采樣單元和輸入磁環(huán)，水表指示裝置包含水表面板、專用控制芯片、水表指針驅(qū)動用步進電機、指針、累計液晶模塊部分，采樣單元采樣水流量信號，通過輸入輸出磁環(huán)將流量信號傳遞給水表指示裝置，并進行水量消耗計量，然后驅(qū)動水表指針驅(qū)動用步進電機以及累計液晶模塊指示用水量。球形閥設(shè)置在出水管中，由球形閥驅(qū)動用步進電機控制其開度。本實用新型以電子表盤取代機械表盤，突破了傳統(tǒng)水表的結(jié)構(gòu)，大大提高了水表的計量精度和使用壽命，可廣泛應(yīng)用于各種流量計量領(lǐng)域。
文檔編號G01F15/06GK201583303SQ20102010180
公開日2010年9月15日 申請日期2010年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日
發(fā)明者彭希南, 管于球, 荀慶來, 謝穩(wěn) 申請人:管于球;彭希南