原标题：智能水表无磁发讯装置的原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种智能水表无磁发讯装置。该专利由惠州市飞鹅电子有限公司申请,并于2016年12月21日获得授权公告。

内容说明

本实用新型涉及智能水表部件技术领域,具体为一种智能水表无磁发讯装置。

发明背景

目前电子水表的采样是以干簧管为主,在干簧管采样过程中,干簧管不防磁,虽然是在设计上可以用受磁攻击进行锁阀设计,这也是被动防磁,并且在水用户不用水的前提下,干簧管在外界电磁干扰下会有抖动自动计量弊端。干簧管是玻璃封装,在天气温差大的区域和运输途中会爆裂现象。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种智能水表无磁发讯装置,具有抗干扰能力强、使用便捷和实用性强的特点。

本实用新型可以通过以下技术方案来实现:本实用新型公开了一种智能水表无磁发讯装置,包括圆形结构的发讯圈和安装在水表机芯上的采样指针,所述采样指针材质为圆弧柱形的不锈钢薄片或铜薄片,所述采样指针径向环绕设置在水表机芯上,所述发讯圈内部安装有控制电路板和探头,所述控制电路板与探头电连接,所述探头与所述采样指针组合成触发装置;所述控制电路板包括电源电压稳恒电路、采样信号处理电路、信号转换电路、信号接收电路、电磁波发生电路和信号放大输出电路,所述电磁波发生电路与所述探头连接用于探测电磁波,所述信号接收电路与所述采样信号处理电路连接用于探测电磁波返回信号,所述采样信号处理电路与所述信号转换电路连接用于实现模拟信号与数字信号的转换,所述信号转换电路与所述信号放大输出电路连接实现信号的放大输出,所述电源电压稳恒电路同时与采样信号处理电路、信号转换电路、信号放大输出电路连接实现电力供给。

采样指针是以不锈钢薄片或铜薄片制作制成的圆弧柱形电磁接收和反射结构,当探测电磁波发到不锈钢薄片或铜薄片形成回波,改变了发射波频率及相位,幅度,使得发信电路产生采样信号,处理后并输出数字信号。控制电路板工作原理是专为智能水表无磁发讯装置设计的一种专用电路,包括供电电器稳恒电压的处理,接表壳线提代等势体电位基准点,探头探测是磁波发生电路,探测磁波与金属片反射与感应信号的接收电路,当探测电磁波发到不锈钢薄片或铜薄片形成回波,改变了发射波频率及相位,幅度,当金属片进入到探测区内,首先幅度瞬间生产减小,瞬间生产频率升高,随之产生探测波相移变化,由采样信号处理后送到模拟信号到数字信号转换电路,使得发信电路产生采样信号,经放大与信号输出电路处理后并输出数字信号。本实用新型的智能水表无磁发讯装置,以实现不受强磁场影响采样方式,将采样模拟信号直接转化为数字信号并以数字信号方式输出,以达到上们电路直接接收,以方便信息处理和数据传输及能通信,充分发挥控制电路板功耗低,宽供电压,抗干扰能力良好的特点;同时,本实用新型的智能水表无磁发讯装置结构简单,与流行水表结构相吻合,安装方便,免维护。通过本实用新型的智能水表无磁发讯装置,在水表计量部件结构上加载采样指针作为采样信号触发器,采样信号触发器是平面式或圆柱形结构,表面为金属片,接收的反射采样电路发出的电磁波扫描信号,触发器金属片进入或离开探测扫描区域时产生一个完整的计量信号,由电路处理后以数字波输出,且对水表不产生任何阻力。其产品结构具有较好的实用性、可靠性和灵活性。

进一步地,所述发讯圈包括圈体和引线输出固定保护脚,所述引线输出固定保护脚设置在所述圈体的一侧。所述发讯圈为塑料圈体,绝缘性好,加工成本低廉。

本实用新型一种智能水表无磁发讯装置,具有如下的有益效果:抗干扰能力强,本实用新型的智能水表无磁发讯装置,以实现不受强磁场影响采样方式,将采样模拟信号直接转化为数字信号并以数字信号方式输出,以达到上们电路直接接收,以方便信息处理和数据传输及能通信,充分发挥控制电路板功耗低,宽供电压,抗干扰能力良好的特点;第二、使用便捷,本实用新型的智能水表无磁发讯装置结构简单,与流行水表结构相吻合,安装方便,免维护;第三、实用性强,通过本实用新型的智能水表无磁发讯装置,在水表计量部件结构上加载采样指针作为采样信号触发器,采样信号触发器是平面式或圆柱形结构,表面为金属片,接收的反射采样电路发出的电磁波扫描信号,触发器金属片进入或离开探测扫描区域时产生一个完整的计量信号,由电路处理后以数字波输出,且对水表不产生任何阻力。其产品结构具有较好的实用性、可靠性和灵活性。

【智能水表】

智能水表是一种利用现代微电子技术、现代传感技术、智能IC卡技术对用水量进行计量并进行用水数据传递及结算交易的新型水表。与传统水表一般只具有流量采集和机械指针显示用水量的功能相比,是很大的进步。

智能水表除了可对用水量进行记录和电子显示外,还可以按照约定对用水量进行控制,并且自动完成阶梯水价的水费计算,同时可以进行用水数据存储的功能。

优势

1、可对用水量进行记录和电子显示;

2、可以按照约定对用水量进行控制,并且自动完成阶梯水价的水费计算,同时可以进行用水数据存储的功能;

3、数据传递和交易结算通过IC卡进行,具有交易方便,计算准确,可利用银行进行结算的特点。

水表安装

1、选择水表的正确口径;

2、水平安装,表面朝上,表壳上箭头方向与水流方向相同。安装位置应避免曝晒、水淹、冰冻和污染,方便拆装、抄表。新装管道务必把管道内的砂石,麻丝等杂物冲洗干净后再装水表,以免造成水表故障;

3、水表上下游应安装阀门,使用时应确保全部打开;

4、水表上下游要安装必要的直管段或其等效的整流器,要求上游直管段的长度不小于10D,下游直管段的长度不小于5D(D为水表公称口径)。对于由弯管或离心泵所引起的涡流现象,必须在直管段前加装整流器;

5、水表安装时,应注意水表下游管道出水口高于水表0.5m以上,以防水表因管道内水流不足而引发计量不正确;

6、该水表防堵塞性能优良,但对管道内淤留泥沙及杂草反映敏感,在使用过程中应尽量避免。如果管道内有淤留泥沙及杂草应及时清理,否则将影响水表正常计量。

注意事项

1、 更换电池后必须盖好防潮盖,上紧螺丝,否则表不工作且刷卡显示E--5。

2、 定期检查智能水表运行情况,冬季注意防冻。

3、 已安装于管道但未交付使用的或长期(一周以上)不用水的请关闭智能水表前后阀门,本公司不承担由此造成的后果。

4、 若智能水表出现电子显示与字轮不相符或智能水表故障,以字轮计量为准。

冬日防护要点

第一:用水类产品一定要做好防潮、防冻工作。虽然是智能水表有先进的智能技术,但并不表示智能水表“水火不侵”,为了确保水表的正常运行,最好定期给水表做检查,冬季温度低,做好保暖同时要注意盖好防潮盖。

二:避免接触腐蚀性物质。腐蚀性物质对智能水表精密仪器的伤害是致命的,一定不能接触。此外,强烈的碰撞与冲击也会对智能水表造成损伤。

三:不要用磁性强烈或者其他具有强烈干扰功能的器具接近智能水表,否则会引起智能水表的功能混乱,甚至直接“罢工”。

计量特性

1.使用条件:水温0.1～30℃2.水压等级:MAP10

3.气候和机械环境安全等级:C类

4.电磁兼容等级:E2

5.流动剖面敏感度等级:U10 D5

6.压力损失等级:△P25

7.最大允许误差。

一、主要技术性能

1、 工作环境温度:0-60℃

2、 相对湿度:≤85%

3、 被测水温:冷水表0-50℃;热水表0-90℃;纯净水表0-35℃

4、 工作压力:0.02MPa~1MPa

5、 技术参数:

精度等级及流量范围(见下表)

检验方法

智能水表的检验是按各生产企业的技术条件和GB/T778进行的。检验项目:外观检查(包括外形尺寸等)、水压试验、示值误差、流量测定和加速磨损试验。被试水表的数量最少为3只,有必要增加被试水表的数量时,最多可为10只。

包装储运

每个智能水表应有单独小包装,且能防止运输和搬运中的冲撞,水表应水平放置。水表是一种仪器,外包装上应有明显的“向上”,“轻放”标记。水表应存放在环境温度为5-40℃,空气中不含有腐蚀性介质的干燥场所。

技术指标

1、型号:FS

2、规格(公称口径):DN15∽DN300

水表

水表

3、精确度等级:2.0级

4、执行标准:GB/T778-2007

5、执行检定规程:JJG162-2009

6、电源电压:3.6V锂电池

7、静态电流:≦ 10uA

8、示值误差限

A、从包括最小流量(Qmin)到不包括分界流量(Qt)的低区:±5%

B、从包括分界流量(Qt)至包括过截流量(Qs)的高区:±2%

9、额定工作压力:≦1.6Mpa

10、使用环境温度:(0.1∽+50)℃

11、相对湿度:(30%∽95%)RH 12、压力损失:≤0.063MPa

13、流动剖面敏感度等级:U10,D5

14、气候和机械环境安全等级:B类

15、电磁兼容性等级:E1

发展方向

远传、自动抄读系统技术是智能水表发展的一个方向

智能卡式水表预付费功能“先付费后用水”在社会文明发展到一定高度后,不可能成为水费收取唯一的制约手段,同时在工业发达国家的现阶段他们应用在企业内部为节约用水控制额定计划指标与实际用水计量,也有大专院校内部为节约用水,在校住宿学生宿舍房内凭卡用水也采用智能水表来控制,很少使用在社会上直接对居民供水实施预付费后用水的智能水表,也不主张推行先收费后用水,对他们来说这个问题是关系到对喝水人的“人权”问题,没有钱的人,喝水仍然是他们生存的权利,所以不推行这种措施。我国自建国以来对居民家庭有供水、供电、供气的那一天开始,就实行先用后付费的程序规律。改变先付费后用水,本身是对居民心里的一种抵触。况且,供电、供气仍然保持先用后付费的规律,经济发达了,居民生活水平高了,人们的思想境界也提升了,先用水后付费的规律,也不会造成水费拖欠的社会问题,所以说社会文明进步了,这种预付费的措施不是理想的措施。所以智能卡式水表的预付费形式逐步转向远传、自动抄读系统的方向发展。

再由于卡式水表在使用过程中,除了由用户主动报修或再次进行购水充值时可以将该水表的运行信息传递给系统信息中心外,管理人员必须到达安装水表的现场才能知道该水表的运行情况。如水表倒转、充值的水量用完后水表不能自动关闭阀门、甚至有用户拆除水表直接用水等情况,只有管理人员到达安装水表的现场才能知道。所以,各种卡式水表在使用过程中,管理部门不能随时掌握水表的运行情况,必须配备一定的人员定期到安装水表的现场轮回巡查,否则,水表的故障、以及缺失的水量是无法知道的。所以,远传、自动抄读系统技术是智能水表发展的一个方向。

我们曾经对多个工业发达国家的预付费水表使用情况调研,如美、德、法、意、澳大利亚等,他们在水表智能化数据采集方面有很多自动抄表系统,有远传、遥感、采集和集中采集不等,智能水表自动抄读功能在工业发达国家特别是美国应用得较多,如德克萨斯州、维基尼亚州、科罗拉多州、威斯康星州等已经很普及。智能水表自动抄读功能已大量的应用在企业内部为节约用水控制额定计划指标与实际用水计量,也有大专院校内部为节约用水,在校住宿学生宿舍房也采用智能水表自动抄读系统来控制。