專利名稱：接觸存儲(chǔ)器卡智能水表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于流體計(jì)量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種接觸存儲(chǔ)器卡式智能水表。
傳統(tǒng)使用的水表為機(jī)械式，收費(fèi)時(shí)需由查表人逐戶查表收費(fèi)，十分不便，且對(duì)于拖欠交費(fèi)的情況較難處理。隨出電子技術(shù)的飛速發(fā)展，研究人員現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出了IC卡式智能水表，這種水表的使用是由用戶向供水部門(mén)購(gòu)買用水卡即IC卡，用水時(shí)將IC卡插入水表中，即能自動(dòng)計(jì)量，這種先交費(fèi)后用水、交多少用多少的方式，省去了查表的麻煩，也杜絕了拖欠水費(fèi)的現(xiàn)象。但目前使用的IC卡智能水表仍存在以下不足①IC卡機(jī)械強(qiáng)度較差，不易解決讀寫(xiě)口的防潮、防水問(wèn)題。②控制部分與計(jì)量部分分離設(shè)計(jì)，整個(gè)水表體積大，使用不便。③計(jì)量機(jī)構(gòu)采用傳統(tǒng)的鼓形形腔，生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，且生產(chǎn)重復(fù)性和計(jì)量精度較差，且組裝過(guò)程需調(diào)整部分較多，給規(guī)模生產(chǎn)帶來(lái)一定困難。
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種采用接觸存儲(chǔ)器卡(國(guó)內(nèi)外簡(jiǎn)稱TM卡)作為水量信息的傳遞載體，讀寫(xiě)信息更可靠，控制與計(jì)量部分一體化，結(jié)構(gòu)緊湊，計(jì)量精確的接觸存儲(chǔ)器卡智能水表。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下接觸存儲(chǔ)器卡(以下簡(jiǎn)稱TM卡)智能水表，包括外殼、表蓋、殼內(nèi)的計(jì)量機(jī)構(gòu)、積算機(jī)構(gòu)以及進(jìn)、出水道。它集控制機(jī)構(gòu)和計(jì)量機(jī)構(gòu)為一體，表殼內(nèi)還設(shè)有TM卡插入卡座、微功率電控閥、以單片機(jī)為核心的控制電路板以及電池盒，積算機(jī)構(gòu)內(nèi)裝有水量傳感器?？刂齐娐钒宓妮敵鲞B接微功耗電控閥，它的電源輸入端連接電池盒電極，它的水量信息輸入端接水量傳感器。
微功耗電控閥的進(jìn)水道接供水管，其出水道連接計(jì)量機(jī)構(gòu)進(jìn)水道，計(jì)量機(jī)構(gòu)的出水道則接出水管。微功耗電控閥包括閥體、進(jìn)、出水道、閥芯、至少三塊磁鋼、圓盤(pán)、微電機(jī)和止轉(zhuǎn)梢，其中一塊磁鋼安裝于閥芯頂端，另有兩塊安裝在閥體上由微電機(jī)帶動(dòng)的圓盤(pán)上，兩磁鋼極性相反并相距一定角度，兩磁鋼之間的圓盤(pán)部分設(shè)扇形缺口或槽，使固定于閥體頂端的止轉(zhuǎn)梢伸于缺口或槽中。計(jì)量機(jī)構(gòu)為干式，其形腔為直腔。形腔直徑為φ64+0.2mm，深為37mm?？刂齐娐钒逡詥纹瑱C(jī)為核心，分別連接TM卡讀寫(xiě)電路、水量信息處理電路、存儲(chǔ)器、閥驅(qū)動(dòng)電路和低電壓識(shí)別電路；閥驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接微功耗電控閥，低電壓識(shí)別電路連接電池盒的電極。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是①本表采用美國(guó)DALLAS公司的專利產(chǎn)品DS1991TM卡作水量信息載體，由于TM卡本身的優(yōu)良生能尤其是防潮性，使水量數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)更加可靠。
②采用了微功率電控閥，體積小，耗電少，并且無(wú)泄漏，使控制、計(jì)量一體化成為可能，結(jié)構(gòu)緊湊，符合現(xiàn)行機(jī)械水表的尺寸規(guī)格可直接置換現(xiàn)行水表。
③計(jì)量機(jī)構(gòu)采用特殊的直形腔，可簡(jiǎn)化其生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)大規(guī)?？焖偕a(chǎn)，重復(fù)性好，且計(jì)量更加精確。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例做進(jìn)一步說(shuō)明

圖1為T(mén)M智能水表的結(jié)構(gòu)圖；圖2為水表的系統(tǒng)框圖；圖3為水表的微功耗電控閥結(jié)構(gòu)圖；圖4為水表的單片機(jī)及控制電路框圖。
圖中1．外殼 2．TM卡卡座 3．微功耗電控閥 4．表蓋 5．積算機(jī)構(gòu)6．傳感器 7．電池盒 8．磁鋼 9．控制電路板 10．磁鋼 11．葉輪 12．出水道 13．計(jì)量機(jī)構(gòu) 14．進(jìn)水道 15．出水道 16．進(jìn)水道 17．閥體 18．密封蓋 19．微電機(jī) 20．磁鋼 21．止轉(zhuǎn)箱 22.磁鋼 23．圓盤(pán) 24．磁鋼實(shí)施例如圖1所示，本TM卡智能水表采用控制、計(jì)量一體化設(shè)計(jì)，TM卡采用于美國(guó)DALLAS公司的專利產(chǎn)品DS1991TM卡。其外部為外殼1，外殼上有表蓋4，外殼的一側(cè)設(shè)TM卡卡座2。外殼內(nèi)，一側(cè)安裝微功耗電控閥3，中間由上至下層層疊裝積算機(jī)構(gòu)5，控制電路板9和計(jì)量機(jī)構(gòu)13，另一側(cè)設(shè)電池盒7。水表的進(jìn)水道16接微功耗電控閥3，出水道12接計(jì)量機(jī)構(gòu)13。水表內(nèi)部各組成部分之間的有機(jī)械連接關(guān)系和電連接關(guān)系兩種，機(jī)械連接部分有微功耗電控閥3的出水道15與計(jì)量機(jī)構(gòu)13的進(jìn)水道14相連，計(jì)量機(jī)構(gòu)13與積算機(jī)構(gòu)5通過(guò)計(jì)量機(jī)構(gòu)內(nèi)葉輪11頂端的磁鋼10與積算機(jī)構(gòu)中與之相對(duì)的磁鋼8的耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)水流信息的傳遞。電連接部分如圖2所示單片機(jī)控制電路板9的接口分別連接TM卡座2、微功耗電控閥3、積算機(jī)構(gòu)內(nèi)的傳感器6和電池盒7電極實(shí)現(xiàn)信息傳遞和處理。
本水表為了實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計(jì)，采用了體積小，流量大，無(wú)泄漏的微功耗電控閥，其結(jié)構(gòu)如圖3所示電控閥由閥體17、進(jìn)、出水道16、15、閥芯25、三塊磁鋼20、22、24、圓盤(pán)23、微電機(jī)19和止轉(zhuǎn)梢21組成。閥芯25的端部嵌入一圓形磁鋼24，用非磁性材料將閥體端部密封，在密封蓋18的外端正對(duì)閥芯25的上部安裝一個(gè)圓盤(pán)23，在圓盤(pán)23上同一半徑相距直角的位置嵌入兩個(gè)磁極相反的圓形磁鋼22、24；并把圓盤(pán)中心固定在微電機(jī)19的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，微電機(jī)19的軸心在圓盤(pán)23上的位置要使圓盤(pán)上的磁鋼22、24中心對(duì)準(zhǔn)閥芯上的磁鋼20中心，這樣的結(jié)構(gòu)就形成了兩對(duì)無(wú)接觸式的磁性推桿。兩磁鋼22、24之間的圓盤(pán)部分設(shè)扇形缺口，使固定于閥體17頂端的止轉(zhuǎn)梢21能伸于缺口中。當(dāng)電機(jī)加上保證轉(zhuǎn)動(dòng)90度的脈寬電壓，帶動(dòng)固定在電機(jī)軸上的圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，碰到止轉(zhuǎn)梢時(shí)停下，此時(shí)盤(pán)上的一磁鋼正對(duì)閥芯上的磁鋼，其磁性相同時(shí)，由于同性相斥作用，閥芯受其推力關(guān)閉閥口，截?cái)嗨?，如再反向轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)，使其另一磁鋼對(duì)準(zhǔn)閥芯磁鋼，由于此圓盤(pán)上的磁鋼與圓盤(pán)上的磁鋼異性，故與閥芯上的磁鋼也異性。而形成異性相吸，閥芯磁鋼受吸力作用開(kāi)啟閥口，導(dǎo)通水流。即圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)磁性推桿作用，變成閥芯的往復(fù)移動(dòng)。
其次，本水表對(duì)計(jì)量機(jī)構(gòu)13的形腔做了特殊設(shè)計(jì)，如圖1所示，將其設(shè)計(jì)為直腔形式，形腔直徑為φ64+0.2mm，深為37mm，其幾何形態(tài)的一致性較好，容易制做，從而提高計(jì)量精確性。
本水表的控制電路板采用了SMT表面安裝工藝，故尺寸較小。其電路為常規(guī)的電路，其電路框圖如圖4所示它是以CPU PIC 16/57為核心，CPU分別電路連接TM卡讀寫(xiě)電路、水量信息處理電路、存儲(chǔ)器、閥驅(qū)動(dòng)電路和低電壓識(shí)別電路。閥驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接微功耗電控閥、低電壓識(shí)別電路連接電池盒的電極，水量信息處理電路連接傳感器。
本TM卡智能水表的工作過(guò)程1．用戶持TM卡到供水管理部門(mén)購(gòu)水后，將TM卡與水表的讀寫(xiě)口接觸，水表即可對(duì)TM卡的身份證、水量數(shù)據(jù)、密碼進(jìn)行識(shí)別和讀入，水表正確讀入后，通過(guò)微處理器，將水量數(shù)據(jù)保存在表內(nèi)并清除TM卡上的水量數(shù)據(jù)。
2．一旦表內(nèi)存有水量數(shù)據(jù)，單片機(jī)電路自動(dòng)檢測(cè)微功耗電控閥是否開(kāi)啟，若沒(méi)有開(kāi)，電路將驅(qū)動(dòng)微功率電動(dòng)閥開(kāi)閥。
3．水表在使用過(guò)程中每使用一噸水，積算機(jī)構(gòu)向單片機(jī)電路發(fā)一個(gè)水量使用脈沖，單片機(jī)電路自動(dòng)將表內(nèi)存儲(chǔ)器中的水量數(shù)據(jù)減1。當(dāng)水量數(shù)據(jù)減為0時(shí)單片機(jī)控制電路將驅(qū)動(dòng)閥門(mén)關(guān)閉，停止供水，此時(shí)用戶應(yīng)持寫(xiě)有水量數(shù)據(jù)的TM卡向表輸入水量數(shù)據(jù)，以便恢復(fù)供水。
4．本表采用4節(jié)5號(hào)電池供電，當(dāng)電池電壓低于某一值時(shí)，經(jīng)低電壓識(shí)別電路識(shí)別，水表將自動(dòng)關(guān)閥，但表內(nèi)存放的水量數(shù)據(jù)并不丟失，一旦換上新電池后，用戶可用TM卡將水表打開(kāi)。
權(quán)利要求1．一種接觸存儲(chǔ)器卡智能水表，包括外殼(1)、表蓋(4)、殼內(nèi)的計(jì)量機(jī)構(gòu)(13)、積算機(jī)構(gòu)(5)以及進(jìn)、出水道(16、12)，其特征在于它集控制機(jī)構(gòu)和計(jì)量機(jī)構(gòu)為一體，表殼(4)內(nèi)還設(shè)有接觸存儲(chǔ)器卡插入卡座(2)、微功率電控閥(3)、以單片機(jī)為核心的控制電路板(9)以及電池盒(7)，積算機(jī)構(gòu)(5)內(nèi)裝有水量傳感器(6)；控制電路板(9)的輸出連接微功耗電控閥(3)，它的電源輸入端連接電池盒(7)電極，它的水量信息輸入端接水量傳感器(6)；微功耗電控閥的進(jìn)水道(16)接供水管，其出水道(15)連接計(jì)量機(jī)構(gòu)進(jìn)水道(14)，計(jì)量機(jī)構(gòu)的出水道(12)則接出水管。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸存儲(chǔ)器卡智能水表，其特征在于微功耗電控閥(3)包括閥體(17)、進(jìn)、出水道(16、15)、閥芯(25)、至少三塊磁鋼(20、22、24)、圓盤(pán)(23)、微電機(jī)(19)和止轉(zhuǎn)梢(21)，其中一塊磁鋼(20)安裝于閥芯(25)頂端，另有兩塊安裝在閥體上由微電機(jī)帶動(dòng)的圓盤(pán)(23)上，兩磁鋼(22、24)極性相反并相距一定角度，兩磁鋼之間的圓盤(pán)部分設(shè)扇形缺口或槽，使固定于閥體頂端的止轉(zhuǎn)梢(21)伸于缺口或槽中。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的接觸存儲(chǔ)器卡智能水表，其特征在于計(jì)量機(jī)構(gòu)(13)為干式，其形腔為直腔。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的接觸存儲(chǔ)器卡智能水表，其特征在于計(jì)量機(jī)構(gòu)的形腔直徑為φ64+0.2mm，深為37mm。
5．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的接觸存儲(chǔ)器卡智能水表，其特征在于控制電路板(9)以單片機(jī)為核心，分別連接接觸存儲(chǔ)器卡讀寫(xiě)電路、水量信息處理電路、存儲(chǔ)器、閥驅(qū)動(dòng)電路和低電壓識(shí)別電路；閥驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接微功耗電控閥(3)，低電壓識(shí)別電路連接電池盒(7)的電極。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種接觸存儲(chǔ)器卡(簡(jiǎn)稱TM卡)智能水表,包括外殼、表蓋、殼內(nèi)的計(jì)量機(jī)構(gòu)、積算機(jī)構(gòu)及進(jìn)、出水道,它集控制機(jī)構(gòu)和計(jì)量機(jī)構(gòu)為一體,還設(shè)有TM卡插入卡座、微功率電控閥、控制電路板以及電池盒,積算機(jī)構(gòu)內(nèi)裝有水量傳感器;微功耗電控閥采用電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)磁鋼極性轉(zhuǎn)換而構(gòu)成的磁性推桿使閥芯往復(fù)運(yùn)動(dòng),計(jì)量機(jī)構(gòu)形腔為直腔。本水表采用TM卡作為水量信息的傳遞載體,讀寫(xiě)信息更可靠,控制與計(jì)量部分一體化,結(jié)構(gòu)緊湊,計(jì)量精確。
文檔編號(hào)G01F1/56GK2344757SQ9822861
公開(kāi)日1999年10月20日 申請(qǐng)日期1998年4月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月8日
發(fā)明者曾勇, 魏慶華, 謝開(kāi)祿, 朱先祿 申請(qǐng)人:重慶先鋒電子有限公司