專利名稱：非接觸ic卡式u形數(shù)字化水表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種非接觸IC卡式U形水表，尤其涉及一款基于非接觸IC卡技 術(shù)的U形數(shù)字化水表。
背景技術(shù)：
自來水表是計(jì)量用戶使用水量的儀器，是用戶交納自來水費(fèi)的依據(jù)。目前，居民小 區(qū)采用預(yù)付費(fèi)IC卡水表，已經(jīng)徹底改變傳統(tǒng)機(jī)械水表及上門抄表收費(fèi)的模式，水費(fèi)的收繳 方式由過去繁瑣的人工抄表、手工計(jì)價(jià)，轉(zhuǎn)變?yōu)橛脩舫諭C卡購水消費(fèi)方式，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水費(fèi) 收繳管理微機(jī)化管理，大大降低自來水公司或小區(qū)物業(yè)管理部門的營運(yùn)成本，對(duì)用戶而言 可免去每月應(yīng)付上門抄表的麻煩，同時(shí)，IC卡自來水表的廣泛使用，改變過去用水無度的現(xiàn) 狀，保障自來水資源有計(jì)劃地使用、節(jié)約使用，避免水資源的浪費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題公知的IC卡式自來水表大都是在機(jī)械式水表基座的基礎(chǔ)上，另外加裝電子控制 電路和IC卡讀卡器控制盒組成，概括來說，公知的IC卡式自來水表還存在如下的問題一、公知的接觸式IC卡式水表或是非接觸式IC卡式水表，都是在機(jī)械式水表基座 上加裝一個(gè)塑料外殼，外殼內(nèi)裝有電子控制盒和讀卡器，顯示部分采用機(jī)械傳動(dòng)碼盤與機(jī) 械刻度盤和LCD數(shù)字顯示相混合的方式，可以說目前的IC卡水表仍舊處于半機(jī)械化、半電 子化狀態(tài)；另一方面，由于塑料外殼做不到完全密封，不能防止水淹沒和防潮，因此水表上 各個(gè)電接觸點(diǎn)容易腐蝕造成接觸不良，造成水表的故障率較高。二、公知的接觸IC卡式水表，讀卡器因?yàn)閹в胁宀鄄荒芊缐m，特別在房屋裝修時(shí)， 泥沙或其它異物掉進(jìn)讀卡器卡座縫中，刷卡時(shí)，常常導(dǎo)致IC卡座接觸不良或讀卡器損壞。三、公知的IC卡式水表都是直通表，水表基座的兩邊分別是直通的進(jìn)水管和出 水管，這類水表安裝時(shí)需占用較多的空間，進(jìn)水管和出水管不能同一個(gè)方向進(jìn)出，隨著城市 小戶型房屋的增多，IC卡式直通水表不能滿足小戶型用戶提出的直接將水表安裝在房屋的 墻角而不占用額外地方的需求。四、公知的IC卡式水表完全由用戶交費(fèi)購水，基本上脫離供水部門的監(jiān)督與管 理，常常會(huì)出現(xiàn)用戶購買水量用完后，由于電池電量不足或更換電池不及時(shí)，導(dǎo)致進(jìn)水閥門 不能關(guān)閉致使用戶欠費(fèi)用水的情況，即產(chǎn)生透支用水現(xiàn)象，結(jié)果使水費(fèi)的追繳變得困難，造 成供水企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益大量流失。技術(shù)方案本實(shí)用新型的目的是提出了一種適合在小戶型房屋內(nèi)安裝的，基于非接觸IC卡 技術(shù)的非接觸IC卡式U形全數(shù)字化水表，其技術(shù)方案如下一種非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，包括一種狀如U形水表基座、圓形的水表面 蓋、水表刻度面板、數(shù)字水表指針機(jī)芯、閥門控制電機(jī)、進(jìn)水閥門、水量采樣單元、信號(hào)調(diào)理電路、管道式微型葉輪發(fā)電機(jī)、低功耗單片機(jī)，其要點(diǎn)是，所述的水表刻度面板上包括三個(gè) 倍率不同的刻度盤、一個(gè)非接觸IC卡刷卡區(qū)和LED指示燈，其與水表基座相連的進(jìn)水管和 出水管處于水表基座上的同一側(cè)，且進(jìn)水管和出水管相互等距平行，整體上狀如U形，所述 的數(shù)字水表指針機(jī)芯是在一塊PCB板上焊接有低功耗單片機(jī)并裝配有三個(gè)相同尺寸并獨(dú) 立的微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯，圓形的水表面蓋與水表基座的空心圓柱體通過螺紋連接，將PCB 板、數(shù)字水表指針機(jī)芯、水表刻度面板、水量采樣單元、鋰亞電池組和電池管理模塊密封在 水表基座中央頂部的空心圓柱體中。所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其圓形的水表刻度面板是由塑料材質(zhì)構(gòu) 成的面板，其上面分別鏤刻有兩條封閉的圓形刻度盤和一條開放的大圓弧形刻度盤，分別 是一個(gè)是倍率為X0. 001的圓形刻度盤，其刻度盤的中心處安裝有一個(gè)對(duì)應(yīng)的刻度 指針，刻度盤上共有10大格，從O到9，每一大格又分為10小格，每一小格代表0. 001m3，指 針每順時(shí)鐘偏轉(zhuǎn)360°，代表消耗水量0. 001X100 = 0. Im3 ；一個(gè)是倍率為X0. 1的圓形刻度盤，其刻度盤的中心處安裝有一個(gè)對(duì)應(yīng)的刻度指 針，小刻度盤上共有10大格，從O到9，每一大格又分為10小格，每一小格代表0. Im3,指針 每順時(shí)鐘偏轉(zhuǎn)360°，代表消耗水量0. 1X100 = 10. Om3 ；一個(gè)是倍率為XlO的大刻度盤圓弧，位于圓形的水表刻度面板的最外圈，其水表 刻度面板的中心處安裝有對(duì)應(yīng)的刻度指針，大刻度盤上從0、20、40、60、80、100、120、140、 160,180,200共有十一大格，每一大格又分為10個(gè)中格，每一中格含有一個(gè)小格，因此每一 大格共分為20小格，每一小格代表10m3，指針每逆時(shí)鐘偏轉(zhuǎn)一大格，代表當(dāng)前水表上的剩余 水量減少 20 X 10 = 200. Om3。所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其圓形的水表刻度面板上有一個(gè)標(biāo)識(shí)為波 浪狀的非接觸IC卡的刷卡區(qū)和一個(gè)LED指示燈。所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其數(shù)字水表指針機(jī)芯是在一塊圓形的PCB 板上焊接有一塊低功耗單片機(jī)并安裝有三個(gè)相同尺寸并獨(dú)立的微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯，每個(gè)微 型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯均包含有一個(gè)環(huán)形狀的鐵心體、線圈A、線圈B、轉(zhuǎn)子體、齒輪A、齒輪B、齒 輪C、指針驅(qū)動(dòng)軸，轉(zhuǎn)子體嵌入在鐵心體中，齒輪C的轉(zhuǎn)動(dòng)軸即是指針驅(qū)動(dòng)軸，線圈A與線圈 B的引腳端焊接在PCB板上，每個(gè)微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯均通過四個(gè)自攻螺釘與PCB板相連。所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其數(shù)字水表指針機(jī)芯上的每個(gè)微型步進(jìn)電 機(jī)機(jī)芯的線圈A的兩個(gè)輸出引出腳與線圈B的兩個(gè)輸出引出腳分別與低功耗單片機(jī)的I/O 端口直接相連。所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其數(shù)字水表指針機(jī)芯上的每個(gè)微型步進(jìn)電 機(jī)機(jī)芯是按照如下的嚙合傳動(dòng)關(guān)系相連轉(zhuǎn)子體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)齒輪A，齒輪A帶動(dòng)齒輪B，齒輪 B帶動(dòng)齒輪C，齒輪C轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)指針驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，在水表刻度面板上，對(duì)應(yīng)倍率為X0. 001 的刻度盤的中心位置處，安裝有一個(gè)倍率為X0. 001刻度盤的指針，其對(duì)應(yīng)倍率為X0. 1的 刻度盤的中心位置處，安裝有一個(gè)倍率為X0. 1刻度盤的指針，其對(duì)應(yīng)倍率為XlO的刻度 盤的中心位置處，安裝有一個(gè)倍率為X10刻度盤的指針，三個(gè)指針同時(shí)穿過水表刻度面板 上的各自倍率刻度盤的中心孔，分別與安裝在PCB板上與其對(duì)應(yīng)的微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯的指針驅(qū)動(dòng)軸套接。所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其安裝在PCB板上中央位置處的微型步進(jìn) 電機(jī)機(jī)芯的鐵心體的擺放方向與放置在兩側(cè)處的微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯的鐵心體正交。技術(shù)效果相對(duì)于公知的自來水表，本實(shí)用新型具有如下的有益技術(shù)效果一、本實(shí)用新型采用了一種結(jié)構(gòu)上特殊的水表基座，與水表基座連為一體的進(jìn)水 管和出水管在外形和結(jié)構(gòu)上呈U形狀，進(jìn)水管和出水管為同一方向進(jìn)出，且互相平行，因 此水表可直接將水表安裝在房屋的墻角，不占用額外的空間，這種水表特別有利于小戶型 房屋的安裝。二、采用U形水表基座后，U形水表基座的環(huán)形內(nèi)壁大大緩沖了漩渦水流的沖擊， 降低了管道中水流的漩渦和管道中泥沙對(duì)水表計(jì)量精度的影響。三、本實(shí)用新型采用內(nèi)置鋰亞電池組和管道式微型葉輪發(fā)電機(jī)并行循環(huán)供電和充 電技術(shù)，在電池管理模塊的控制下無需更換電池，所以更受用戶歡迎。為了防止進(jìn)水閥門銹 蝕，定時(shí)控制進(jìn)水閥門作常規(guī)維護(hù)動(dòng)作，因此不會(huì)出現(xiàn)閥門銹蝕或用戶購買的水量用完后， 由于電池電量不足或更換電池不及時(shí)，導(dǎo)致閥門不能關(guān)閉，致使用戶欠費(fèi)用水的現(xiàn)象發(fā)生， 即杜絕了透支用水。四、本實(shí)用新型完全改變了傳統(tǒng)機(jī)械水表或IC卡水表的基本結(jié)構(gòu)和控制方式，采 用了基于PCB板的數(shù)字水表指針機(jī)芯結(jié)構(gòu)，水表內(nèi)置三個(gè)獨(dú)立的微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯，可同 時(shí)驅(qū)動(dòng)三根指針，從而去掉了繁冗的多級(jí)機(jī)械數(shù)字字輪組，將機(jī)械表盤直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字表 盤，有效地提高了指示驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的可靠性和使用壽命，實(shí)現(xiàn)了 IC卡水表的全數(shù)字化。五、與公知IC卡式水表的指示方式不同的是，本實(shí)用新型去除了傳統(tǒng)水表中的機(jī) 械數(shù)字字輪組或者LCD屏幕，采用了數(shù)字水表指針機(jī)芯的方式顯示剩余的購水量，用戶持 卡的購水量通過非接觸IC卡將其購買的水量通過數(shù)字指針顯示出來，三根指針?biāo)甘镜?位置不為零時(shí)，即表示當(dāng)前的剩余水量，因此其剩余水量的指示方式清晰直觀，符合人們的 觀察習(xí)慣，界面友好。六、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)上緊湊，且沒有在水表基座的基礎(chǔ)上另加塑料外殼，通過螺 紋，其圓形的水表面蓋直接與U形水表基座的空心圓柱體相接，實(shí)現(xiàn)其一體化結(jié)構(gòu)，可將 PCB板、數(shù)字水表指針機(jī)芯、低功耗單片機(jī)、水量采樣單元、鋰亞電池組、電池管理模塊全部 封裝在水表基座中央頂部的空心圓柱體中，其密封性好，使用壽命長，所述的水表即使浸泡 在水中也能正常工作。

[0030]圖1是非接觸IC卡式U形_女字化水表正向外形圖；[0031]圖2是非接觸IC卡式U形_女字化水表側(cè)向外形圖；[0032]圖3是非接觸IC卡式U形_女字化水表正視圖；[0033]圖4是非接觸IC卡式U形_女字化水表后視圖；[0034]圖5是非接觸IC卡式U形_女字化水表側(cè)視圖；[0035]圖6是非接觸IC卡式U形_女字化水表底視圖；[0036]圖7是非接觸IC卡式U形_女字化水表結(jié)構(gòu)局部拉伸圖[0037]圖€^是非接觸IC卡式U形難〔字化水表I〔字水表指針機(jī)芯正視圖；[0038]圖9是非接觸IC卡式U形難〔字化水表I〔字水表指針機(jī)芯側(cè)視圖；[0039]圖10是非接觸IC卡式U形_改字化水表電原理框圖。[0040]標(biāo)號(hào)說明[0041]1U型水表基座2進(jìn)水管[0042]3出水管4微型葉輪發(fā)電機(jī)座蓋[0043]5進(jìn)水閥門座蓋6出水管側(cè)控制線管路[0044]7進(jìn)水管側(cè)控制線管路8水表面蓋[0045]9倍率為X10刻度盤10倍率為X0.1刻度盤[0046]11倍率為X0. 1刻度盤的指針 12倍率為X10刻度盤的指針[0047]13LED指示燈14倍率為X0. 001刻度盤的指針[0048]15倍率為X0. 001刻度盤16U型水表基座底部的加強(qiáng)筋框[0049]17進(jìn)水閥門座18水表基座上的外螺紋[0050]19微型葉輪發(fā)電機(jī)20PCB板[0051]21低功耗單片機(jī)22鋰亞電池組[0052]23閥門控制電機(jī)24進(jìn)水閥門[0053]25水量采樣單元26IC卡刷卡區(qū)[0054]27管道式微型葉輪發(fā)電機(jī)28微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯[0055]29水表刻度面板30信號(hào)調(diào)理電路[0056]31鐵心體32線圈A[0057]33線圈B34轉(zhuǎn)子體[0058]35齒輪A36齒輪B[0059]37齒輪C38自攻螺釘[0060]39指針驅(qū)動(dòng)軸40電池管理模塊
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。本實(shí)用新型包括一種狀如U形水表基座1、進(jìn)水管2、出水管3、圓形的水表面蓋8、 水表刻度面板29、數(shù)字水表指針機(jī)芯、閥門控制電機(jī)23、進(jìn)水閥門24、水量采樣單元25、信 號(hào)調(diào)理電路30、管道式微型葉輪發(fā)電機(jī)27、低功耗單片機(jī)21、鋰亞電池組22和電池管理模 塊40。與U形水表基座1相連的進(jìn)水管2和出水管3處于U形水表基座1上的同一側(cè)，且 進(jìn)水管2和出水管3相互等距平行，在整體上狀如U形，由于進(jìn)水管2和出水管3可同方 向進(jìn)出，而不占用額外的空間，因此可直接將水表安裝在房屋的墻角，特別有利于小戶型房 屋的安裝，另外，U形水表基座1的底部有一個(gè)帶圓圈的十字加強(qiáng)筋框16，主要用于加固水 表基座。所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其在進(jìn)水管2的一側(cè)向上拉伸有一個(gè)圓柱 體形狀的進(jìn)水閥門座17，在進(jìn)水閥座17中安裝有一個(gè)閥門控制電機(jī)23，閥門控制電機(jī)23 的控制線路通過進(jìn)水管側(cè)控制線管路7引出至U形水表基座1上中央頂部的圓柱體中，并 與內(nèi)置的PCB板20相連，進(jìn)水閥座蓋5，通過螺紋與進(jìn)水閥門座17連接，并將閥門控制電機(jī)
723密封在進(jìn)水閥門座17中，其閥門控制電機(jī)23的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與安裝在進(jìn)水管2中的進(jìn)水閥門 24相接。所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其在出水管3的一側(cè)向上拉伸有一個(gè)圓柱 體形狀的微型葉輪發(fā)電機(jī)座19，管道式微型葉輪發(fā)電機(jī)27安裝在與出水管3相通的微型葉 輪發(fā)電機(jī)座19中，管道式微型葉輪發(fā)電機(jī)27的控制線路通過出水管側(cè)控制線管路6引出 至U形水表基座1上的中央頂部的圓柱體中，并與內(nèi)置的PCB板20相連。微型葉輪發(fā)電機(jī) 座蓋4通過螺紋與微型葉輪發(fā)電機(jī)座19連接，并將管道式微型葉輪發(fā)電機(jī)27密封在微型 葉輪發(fā)電機(jī)座19中，用水時(shí)，管道中的水流沖動(dòng)葉輪，使得管道式微型葉輪發(fā)電機(jī)27發(fā)電， 發(fā)出的電能送電池管理模塊40，經(jīng)過整流濾波及其控制，可對(duì)鋰亞電池組22充電。所述的數(shù)字水表指針機(jī)芯是在一塊PCB板20上焊接有低功耗單片機(jī)21，并且裝 配有三個(gè)相同尺寸的獨(dú)立的微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯，每個(gè)微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯均包含有如下的部 件，分別是一個(gè)環(huán)形狀的鐵心體31、線圈A 32、線圈B 33、轉(zhuǎn)子體34、齒輪A 35、齒輪B 36、齒輪C 37、指針驅(qū)動(dòng)軸39，其轉(zhuǎn)子體34嵌入在鐵心體31中，齒輪C 37的轉(zhuǎn)動(dòng)軸即是指 針驅(qū)動(dòng)軸39，線圈A32與線圈B 33的引腳端焊接在PCB板上，每個(gè)微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯均通 過四個(gè)自攻螺釘38與PCB板20相連。數(shù)字水表指針機(jī)芯上的每個(gè)微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯是按照如下的嚙合傳動(dòng)關(guān)系相連 轉(zhuǎn)子體34轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)齒輪A 35，齒輪A 35帶動(dòng)齒輪B 36，齒輪B 36帶動(dòng)齒輪C 37，由于 齒輪C 37的轉(zhuǎn)動(dòng)軸即為指針驅(qū)動(dòng)軸39，所以，齒輪C 37轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)也帶動(dòng)指針驅(qū)動(dòng)軸39 轉(zhuǎn)動(dòng)，指針驅(qū)動(dòng)軸39轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)套接在其上的指針偏轉(zhuǎn)。數(shù)字水表指針機(jī)芯上的每個(gè)微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯的線圈A 32的兩個(gè)輸出引出腳與 線圈B 33的兩個(gè)輸出引出腳分別與低功耗單片機(jī)21的I/O端口直接相連，因此共有3X4 =12個(gè)引腳與低功耗單片機(jī)21的I/O端口直接相連。安裝在PCB板20上的三個(gè)獨(dú)立的微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯的鐵心體31，在安裝位置上存 在如下的關(guān)系其安裝在PCB板20上中央位置處的微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯的鐵心體31的擺放 方向與放置在兩側(cè)處的微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯的鐵心體31正交，以使相互之間的電磁干擾降
低至最小。所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其特征在于，其圓形的水表刻度面板29是 由塑料材質(zhì)構(gòu)成的面板，其上面分別鏤刻有兩條封閉的圓形刻度盤10、15和一條開放的大 圓弧形刻度盤9，分別是一個(gè)是倍率為X0. 001的圓形刻度盤15，其刻度盤15的中心處安 裝有一個(gè)對(duì)應(yīng)的刻度指針14，刻度盤15上共有10大格，從0到9，每一大格又分為10小格， 每一小格代表0.001m3，指針14每順時(shí)鐘偏轉(zhuǎn)360°，代表消耗水量0. 001 X 100 = 0. Im3; 一個(gè)是倍率為X0. 1的圓形刻度盤10，其刻度盤10的中心處安裝有一個(gè)對(duì)應(yīng)的刻度指針 11，小刻度盤10上共有10大格，從0到9，每一大格又分為10小格，每一小格代表0. Im3, 指針11每順時(shí)鐘偏轉(zhuǎn)360°，代表消耗水量0. 1X100 = 10. Om3 ；一個(gè)是倍率為X 10的大 刻度盤9圓弧，位于圓形的水表刻度面板29的最外圈，其水表刻度面板29的中心處安裝有 對(duì)應(yīng)的刻度指針12，大刻度盤9上從0、20、40、60、80、100、120、140、160、180、200共有^^一 大格，每一大格又分為10個(gè)中格，每一中格含有一個(gè)小格，因此每一大格共分為20小格，每 一小格代表10m3，指針12每逆時(shí)鐘偏轉(zhuǎn)一大格，代表當(dāng)前水表上的剩余水量減少20 X 10 = 200. Om3。[0070]本實(shí)用新型中，在水表刻度面板29上，對(duì)應(yīng)倍率為X0. 001的刻度盤15的中心位 置處，安裝有一個(gè)倍率為X0. 001刻度盤的指針14，其對(duì)應(yīng)倍率為X0. 1的刻度盤10的中 心位置處，安裝有一個(gè)倍率為xo. 1刻度盤的指針11，其對(duì)應(yīng)倍率為XlO的刻度盤9的中 心位置處，安裝有一個(gè)倍率為X 10刻度盤的指針12，三個(gè)指針同時(shí)穿過水表刻度面板29上 的各自倍率刻度盤的中心孔，分別與安裝在PCB板上對(duì)應(yīng)的微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯的指針驅(qū)動(dòng) 軸39套接。圓形水表面蓋8上的內(nèi)螺紋與U形水表基座1的空心圓柱體的外螺紋相接，全部 將數(shù)字水表指針機(jī)芯、低功耗單片機(jī)21、水量采樣單元25、水表刻度面板29、鋰亞電池組22 和和電池管理模塊40全部密封在U形水表基座1中央頂部的空心圓柱體中。本實(shí)用新型的電原理框圖如圖十，低功耗單片機(jī)21通過水表基座1中的水量采樣 單元25獲取水流量信號(hào)，經(jīng)信號(hào)調(diào)理轉(zhuǎn)換電路30將水流量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)，再傳遞 給低功耗單片機(jī)21，經(jīng)計(jì)算轉(zhuǎn)化為數(shù)字水表指針機(jī)芯上的微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸 偏轉(zhuǎn)所需的角位移量，從而帶動(dòng)各個(gè)指針在對(duì)應(yīng)的刻度盤上指示實(shí)時(shí)用水狀況，這時(shí)所指 的刻度即用戶剩余的用水量。用戶不用水時(shí)，水表的三個(gè)指針11、12、14分別停留在各自的 刻度盤上的刻度位置處，低功耗單片機(jī)21處于休眠狀態(tài)。與公知的IC卡式水表的刷卡方式和剩余水量指示方式不同的是，本實(shí)用新型去 除了傳統(tǒng)水表中的機(jī)械數(shù)字字輪組或者LCD屏幕，采用了數(shù)字水表指針機(jī)芯的方式顯示剩 余的購水量，用戶所持IC卡的購水量可通過非接觸IC卡將其購買的水量通過數(shù)字指針顯 示出來，圓形的水表刻度面板29上有一個(gè)標(biāo)識(shí)為波浪狀的非接觸IC卡的刷卡區(qū)26和一個(gè) LED指示燈13，用戶持IC卡接近水表刻度面板29的波浪狀的刷卡區(qū)26，可實(shí)現(xiàn)非接觸式 刷卡，刷卡成功后，LED指示燈13閃爍一次，IC卡上預(yù)存的水量即轉(zhuǎn)變成倍率為X 10刻度 盤的指針12在對(duì)應(yīng)在刻度盤9上指示的水量，而倍率為X0. 001刻度盤的指針14，與倍率 為X0. 1刻度盤的指針11，則反映了當(dāng)前水表用水的速率。具體來說，用戶用水時(shí)，水表當(dāng) 前的三個(gè)指針按照預(yù)定的倍率規(guī)律偏轉(zhuǎn)，其關(guān)系如下當(dāng)倍率為X0. 001的刻度盤的指針 14每順時(shí)鐘轉(zhuǎn)360°，代表消耗水量0. 001X100 = 0. lm3，則倍率為X0. 1的刻度盤的指針 11將順時(shí)鐘轉(zhuǎn)一小格；如果倍率為X0. 1的刻度指針11每順時(shí)鐘轉(zhuǎn)360°，代表消耗水量 0. 1X100 = 10. Om3，則倍率為XlO的刻度指針12會(huì)逆時(shí)鐘偏轉(zhuǎn)一小格，表示當(dāng)前水表上 的剩余水量已減少10. Om3,當(dāng)三個(gè)指針指示的刻度均為零時(shí)，表示預(yù)存的水量消耗殆盡，低 功耗單片機(jī)21將控制閥門控制電機(jī)23動(dòng)作，關(guān)閉進(jìn)水閥門24，同時(shí)，LED指示燈13會(huì)閃爍 提示用戶須重新對(duì)IC卡充值。當(dāng)三根指針11、12、14所指示的位置不全為零時(shí)，即表示當(dāng) 前可使用的剩余水量，因此其剩余水量的指示方式直觀清晰，符合人們的觀察習(xí)慣，其界面 友好?？傊緦?shí)用新型采用了一種結(jié)構(gòu)上為U形的水表基座，與水表基座連為一體的 進(jìn)水管和出水管為同一方向進(jìn)出，且互相平行，因此水表可直接將水表安裝在房屋的墻角， 不占用額外的空間，特別有利于小戶型房屋的安裝，而且采用U形水表基座后，U形水表基 座的環(huán)形內(nèi)壁大大緩沖了漩渦水流的沖擊，降低了管道漩渦和泥沙對(duì)水表計(jì)量精度的影 響。本實(shí)用新型還采用了內(nèi)置鋰亞電池組和管道式微型葉輪發(fā)電機(jī)循環(huán)供電和充電技術(shù)， 無需更換電池，因此不會(huì)出現(xiàn)由于電池電量不足，導(dǎo)致閥門不能完全關(guān)閉致使用戶欠費(fèi)用 水的現(xiàn)象發(fā)生。本實(shí)用新型完全改變了傳統(tǒng)機(jī)械水表或IC卡水表的半機(jī)械化、半電子化的基本結(jié)構(gòu)和控制方式，采用了基于PCB板的數(shù)字水表指針機(jī)芯，水表內(nèi)置三個(gè)獨(dú)立的微型 步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯，可同時(shí)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)三根指針，從而去掉了繁冗的多級(jí)機(jī)械數(shù)字字輪組，將機(jī) 械表盤直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字表盤，有效地提高了指示驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的可靠性和使用壽命，實(shí)現(xiàn)了 IC 卡水表的全電子化和數(shù)字化。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，沒有在水表基座的基礎(chǔ)上另加塑料外 殼，其圓形的水表面蓋與U形水表基座的空心圓柱體通過螺紋相接，實(shí)現(xiàn)其一體化結(jié)構(gòu)，可 全部將PCB板、數(shù)字水表指針機(jī)芯、低功耗單片機(jī)、水量采樣單元、鋰亞電池組和電池管理 模塊全部封裝在水表基座中央頂部的空心圓柱體中，其密封性好，因此水表即使浸泡在水 中也能正常工作，是一款全新的高端非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表表型。
權(quán)利要求一種非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，包括一種狀如U形的水表基座(1)、圓形的水表面蓋(8)、水表刻度面板(29)、數(shù)字水表指針機(jī)芯、閥門控制電機(jī)(23)、進(jìn)水閥門(24)、水量采樣單元(25)、信號(hào)調(diào)理電路(30)、管道式微型葉輪發(fā)電機(jī)(27)、低功耗單片機(jī)(21)，其特征在于，所述的水表刻度面板(29)上包括三個(gè)倍率不同的刻度盤(9)(10)(15)、一個(gè)非接觸IC卡刷卡區(qū)(26)和LED指示燈(13)，與水表基座(1)相連的進(jìn)水管(2)和出水管(3)處于水表基座(1)上的同一側(cè)，且進(jìn)水管(2)和出水管(3)相互等距平行，整體上狀如U形，所述的數(shù)字水表指針機(jī)芯是在一塊PCB板(20)上焊接有低功耗單片機(jī)(21)并裝配有三個(gè)相同尺寸并獨(dú)立的微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯，圓形的水表面蓋(8)與水表基座(1)的空心圓柱體通過螺紋連接，將PCB板(20)、數(shù)字水表指針機(jī)芯、水表刻度面板(29)、水量采樣單元(25)、鋰亞電池組(22)和電池管理模塊(40)密封在水表基座(1)中央頂部的空心圓柱體中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其特征在于，所述的圓形的 水表刻度面板(29)是由塑料材質(zhì)構(gòu)成的面板，其上面分別鏤刻有兩條封閉的圓形刻度盤 (10) (15)和一條開放的大圓弧形刻度盤(9)，分別是一個(gè)是倍率為X0. 001的圓形刻度盤(15)，其刻度盤(15)的中心處安裝有一個(gè)對(duì)應(yīng)的 刻度指針(14)，刻度盤(15)上共有10大格；一個(gè)是倍率為X0. 1的圓形刻度盤(10)，其刻度盤(10)的中心處安裝有一個(gè)對(duì)應(yīng)的刻 度指針(11)，小刻度盤(10)上共有10大格；一個(gè)是倍率為X 10的大刻度盤(9)圓弧，位于圓形的水表刻度面板(29)的最外圈，其 水表刻度面板(29)的中心處安裝有對(duì)應(yīng)的刻度指針(12)，大刻度盤(9)上從0、20、40、60、 80、100、120、140、160、180、200 共有^^一大格。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其特征在于，圓形的水表刻 度面板(29)上有一個(gè)標(biāo)識(shí)為波浪狀的非接觸IC卡的刷卡區(qū)(26)和一個(gè)LED指示燈(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其特征在于，所述的數(shù)字水 表指針機(jī)芯是在一塊圓形的PCB(20)板上焊接有一塊低功耗單片機(jī)(21)并安裝有三個(gè) 相同尺寸并獨(dú)立的微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯，每個(gè)微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯均包含有一個(gè)環(huán)形狀的鐵 心體(31)、線圈A(32)、線圈B (33)、轉(zhuǎn)子體(34)、齒輪A(35)、齒輪B (36)、齒輪C(37)、指針 驅(qū)動(dòng)軸(39)，其轉(zhuǎn)子體(34)嵌入在鐵心體(31)中，齒輪C(37)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸即是指針驅(qū)動(dòng)軸 (39)，線圈A(32)與線圈B(33)的引腳端焊接在PCB板上，每個(gè)微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯均通過四 個(gè)自攻螺釘(38)與PCB板(20)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其特征在于，數(shù)字水表 指針機(jī)芯上的每個(gè)微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯的線圈A(32)的兩個(gè)輸出引出腳與線圈B(33)的兩個(gè) 輸出引出腳分別與低功耗單片機(jī)(21)的I/O端口直接相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其特征在于，數(shù)字水表 指針機(jī)芯上的每個(gè)微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯是按照如下的嚙合傳動(dòng)關(guān)系相連轉(zhuǎn)子體(34)轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí)帶動(dòng)齒輪A (35)，齒輪A (35)帶動(dòng)齒輪B (36)，齒輪B (36)帶動(dòng)齒輪C (37)，齒輪C (37)轉(zhuǎn) 動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)指針驅(qū)動(dòng)軸(39)轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其特征在于，在水表 刻度面板(29)上，對(duì)應(yīng)倍率為X0. 001的刻度盤(15)的中心位置處，安裝有一個(gè)倍率為X0. 001刻度盤的指針(14)，其對(duì)應(yīng)倍率為X0. 1的刻度盤(10)的中心位置處，安裝有 一個(gè)倍率為X0. 1刻度盤的指針(11)，其對(duì)應(yīng)倍率為Xio的刻度盤(9)的中心位置處，安 裝有一個(gè)倍率為χ 10刻度盤的指針(12)，三個(gè)指針同時(shí)穿過水表刻度面板(29)上的各自 倍率刻度盤的中心孔，分別與安裝在PCB板上與其對(duì)應(yīng)的微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯的指針驅(qū)動(dòng)軸 (39)套接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其特征在于，安裝在PCB 板(20)上中央位置處的微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯的鐵心體(31)的擺放方向與放置在其兩側(cè)處的 微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯的鐵心體(31)正交。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，包括一種水表基座、水表面蓋、水表刻度面板、數(shù)字水表指針機(jī)芯、閥門控制電機(jī)、進(jìn)水閥門、水量采樣單元、信號(hào)調(diào)理電路、管道式微型葉輪發(fā)電機(jī)，其水表刻度面板上刻有三個(gè)刻度盤和IC卡刷卡區(qū)，與水表基座相連的進(jìn)水管和出水管處于水表基座上的同一側(cè)，且進(jìn)水管和出水管相互等距平行，整體上狀如U形，數(shù)字水表指針機(jī)芯是在一塊PCB板上焊接有低功耗單片機(jī)并裝配有三個(gè)獨(dú)立的微型步進(jìn)電機(jī)機(jī)芯，水表面蓋與水表基座的空心圓柱體通過螺紋連接，全部將PCB板、數(shù)字水表指針機(jī)芯、水表刻度面板、水量采樣單元、鋰亞電池組和電池管理模塊密封在水表基座中央頂部的空心圓柱體中。
文檔編號(hào)G07F15/06GK201673559SQ20102013125
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月16日
發(fā)明者彭希南, 管于球, 荀慶來, 謝穩(wěn) 申請(qǐng)人:彭希南;管于球