容积式智能水表机心制造技术

本发明专利技术涉一种容积式智能水表机心。包括活塞盒、上盖板、活塞、隔水板、霍尔传感器、以及控制模块；活塞上设有磁环，两个霍尔传感器用于同步采集活塞转动过程中磁环产生的磁场变化信号并转化为电脉冲信号对外输出，控制模块包括MCU模块,MCU模块同时与两个霍尔传感器连接，用于接收两个霍尔传感器输出的电脉冲信号以根据该信号计算用水流量体积值。本发明专利技术是活塞式机芯心，能依次定量容积排放水量，计量准确，量程比宽，特别是针对小流量优势大，且该智能式水表机心采用霍尔传感器进行采集计数取代现有结构复杂的计数器，整体结构简单化和智能化，能为智能水表提供计量核心。

Intelligent displacement water meter

【技术实现步骤摘要】
容积式智能水表机心
本专利技术涉及水表领域，特别为一种容积式智能水表机心。
技术介绍
水表是水司与用户之间用水量流量计量器具，进行费用结算依据，家家户户，企事业单位等都有强制安装使用。现有水表机心量程比(R值)不高，随着国内水质提高，智慧水务发展，大数据应用，对水表机心计量性能要求不断提升，特别是小流量计量性能，物联网技术的发展，要求机心具有智能化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供一种容积式智能水表机心,该机心是活塞式机芯心，能依次定量容积排放水量，计量准确，量程比宽，特别是针对小流量优势大，且该智能式水表机心采用霍尔传感器进行采集计数取代现有结构复杂的计数器，整体结构简单化和智能化，能为智能水表提供计量核心。本专利技术通过如下技术方案实现：一种容积式智能水表机心，其特征在于：包括活塞盒、上盖板、活塞、隔水板、霍尔传感器、以及控制模块；所述活塞盒包括盒体、竖置在盒体的内部且顶端敞开的圆柱形计量槽、同轴固设在计量槽的槽底并沿竖直方向向上延伸的绕接转轴、以及同轴环绕于绕接转轴外周围设置的环形绕圈，绕接转轴和环形绕圈的高度均低于计量槽的槽侧壁高度，且环形绕圈的内周壁与绕接转轴的外周壁之间形成环形轨道；所述上盖板包括盖设在盒体上端的并能将活塞盒的计量槽的顶端开口密封的板体；所述隔水板竖置固定安装在计量槽的槽底壁和板体的底部之间并且由计量槽的槽侧壁沿径向方向延伸到环形绕圈的外周壁上；所述盒体在位于计量槽槽侧壁与环形绕圈外周壁之间的计量槽槽底壁上设有穿透该槽底壁使计量槽与外部连通的进水孔，所述板体在位于计量槽槽侧壁与环形绕圈外周壁之间的部位设有穿透板体使计量槽与外部连通的出水孔，且所述进水孔和出水孔分别位于隔水板的两侧板面的外旁侧；所述活塞包括竖置安装在计量槽中并套接在环形绕圈外周的圆环形的活塞套环、横设于活塞套环内部并将活塞套环的内腔分隔成下进水腔和上出水腔两部分的活塞隔板、以及同轴连接在活塞隔板中部并竖直向下延伸至环形轨道中并能沿该环形轨道绕绕接转轴转动的活塞转轴，活塞套环的侧壁上竖设有自底部向上延伸至顶部的活塞卡口，活塞隔板上设有与活塞卡口连通且自活塞卡口处向靠近活塞隔板中心方向口径逐渐增大再逐渐减小的弧形缺口，隔水板卡接于活塞卡口和弧形缺口中，且所述活塞套环通过活塞卡口和弧形缺口与隔水板的配合能相对隔水板滑动和转动；所述活塞套环的侧壁在其靠近活塞卡口两侧边缘的部位上分别开设有一个以上的侧壁进水导流孔和一个以上的侧壁出水导流孔，侧壁进水导流孔和侧壁出水导流孔均能使活塞套环内腔与其外部计量槽连通，且侧壁进水导流孔与进水孔位于隔水板的同一侧，侧壁出水导流孔与出水孔位于隔水板的同一侧；所述活塞隔板上设有一个以上使上出水腔和下进水腔连通的隔板导流孔；所述活塞转轴上同轴环绕固设有能跟随活塞转轴围绕绕接转轴同步转动的磁环，所述上盖板还设有两个沿着与环形轨道同轴的圆周方向依次间隔设置在板体底部且沿竖直方向向下延伸至计量槽中的霍尔传感器安装槽，所述霍尔传感器的数量为两个且分别固定安装在两个霍尔传感器安装槽中，两个霍尔传感器用于同步采集活塞转轴绕绕接转轴旋转过程中磁环产生的磁场变化信号并转化为电脉冲信号对外输出，所述控制模块包括MCU模块,所述MCU模块同时与两个霍尔传感器连接，用于接收两个霍尔传感器输出的电脉冲信号以根据该信号计算用水流量体积值。其工作原理和过程如下：管道水流经过滤网后由活塞盒底部的进水孔流入计量槽中，在水流压差的作用下和隔水板的限位作用下，活塞绕着绕接转轴做周期性的偏心圆周运动。由于计量槽和活塞之间能形成一定容积的空间，水流能充满这个空间，且随着活塞的转动，流体被活塞压出出水孔，预先求出该空间的体积，计数出活塞的旋转次数，就能求出该空间给出的连续流体体积量。在一个完整的周期运动中活塞呈现四种运动状态，如图16-19所示，所述的四种状态包括进水孔不在下进水腔的下端开口覆盖范围内且出水孔也不在上出水腔的上端开口覆盖范围内的z1状态、进水孔完全处于下进水腔的下端开口覆盖范围内且出水孔也完全处于上出水腔的上端开口覆盖范围内的z3状态、处在由z1状态转入z3状态过程中的且进水孔部分处于下进水腔的下端开口覆盖范围内且出水孔也部分处于上出水腔的上端开口覆盖范围内的z2状态、以及处在由z3状态转入z1状态过程中的且进水孔部分处于下进水腔的下端开口覆盖范围内且出水孔也部分处于上出水腔的上端开口覆盖范围内的z4状态；初始状态下活塞为z1状态，在该状态下，此时活塞上的侧壁进水导流孔有水流入活塞，侧壁出水导流孔有水流出活塞，在此水流运动过程中，活塞启动并进入z2状态，在水流压差的作用下，活塞进入z3状态，在此z3状态下，流体绝大部分由下进水腔经隔板导流孔进入上出水腔最后由出水孔流出，由于进水孔和出水孔的位置分布差异，使得z3状态能进入z4状态，在水流压差的作用下，再次进入z1状态，完成一次完整的周期运动。在水流不断情况下，逐次完成上述动作周期，进行用水体积流量连续计量。活塞转轴上镶有磁环，两个霍尔传感器同步采集活塞转轴绕绕接转轴旋转过程中磁环产生的磁场变化信号并转化为电脉冲信号对外输出，MCU模块与两个霍尔传感器连接，同时接收两个霍尔传感器输出的电脉冲信号以根据该信号计算用水流量体积值。为了更好的实施本方案,还提供如下优化方案：优选地，所述控制模块还包括发送模块，所述发送模块与MCU模块相连接，用于接收MCU模块算出的用水流量体积值并将该用水流量体积值通过通讯网络发送至外部接收平台。为了对进入进水孔的水流进行过滤，所述容积式智能水表机心还包括固定套置于活塞盒下端外周用来对进入进水孔的水流进行过滤的过滤网，所述过滤网上均匀地分布有多个滤孔。优选地，所述绕接转轴的外周同轴固定套接有轴套，所述活塞隔板的中心围绕轴线位置设置有竖直贯通活塞隔板上下两平面的转轴安装孔，所述活塞转轴包括回转轴，所述回转轴包括自上而下沿轴向方向依次同轴连接设置的且外径逐渐增加的第一回转体、第二回转体、以及第三回转体，所述第三回转体露置在转轴安装孔的下方且伸入环形轨道中，第一回转体和第二回转体均露置于转轴安装孔的上方，所述磁环同轴固定套置于第一回转体外周，所述活塞转轴还包括套置于第二回转体外周且处在磁环和活塞隔板之间的隔水环、以及上端密封且下端开口的磁环套，所述磁环套自上而下套接在磁环的外周并向下延伸至套接于隔水环外周。为了便于对隔水板进行安装，所述计量槽中设有用于固定安装隔水板的隔水板安装槽，所述隔水板安装槽包括竖直设置在计量槽侧壁上的第一沟槽、平行于第一沟槽设置的并处在环形绕圈的外周壁上的第三沟槽、设置在计量槽槽底并连接在第一沟槽下端和第三沟槽下端之间的第二沟槽、以及设置在板体的底部且平行于第二沟槽设置的且连接在第一沟槽上端和第三沟槽上端之间的第四沟槽；所述隔水板包括沿绕接转轴的径向方向延伸设置的隔水板体、以及设置在隔水板体伸入弧形缺口内的一端的用于起防脱限位作用的限位凸件，所述活塞卡口的两侧边缘之间的间距大于隔水板的厚度且小于所述限位凸件的外径以使限位凸件不能从弧形缺口中进入活塞卡口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种容积式智能水表机心，其特征在于：包括活塞盒(1)、上盖板(2)、活塞(3)、隔水板(4)、霍尔传感器(5)、以及控制模块；/n所述活塞盒(1)包括盒体(11)、竖置在盒体(11)的内部且顶端敞开的圆柱形计量槽(12)、同轴固设在计量槽(12)的槽底并沿竖直方向向上延伸的绕接转轴(15)、以及同轴环绕于绕接转轴(15)外周围设置的环形绕圈(14)，绕接转轴(15)和环形绕圈(14)的高度均低于计量槽(12)的槽侧壁高度，且环形绕圈(14)的内周壁与绕接转轴(15)的外周壁之间形成环形轨道(13)；所述上盖板(2)包括盖设在盒体(11)上端的并能将活塞盒(1)的计量槽(12)的顶端开口密封的板体(21)；/n所述隔水板(4)竖置固定安装在计量槽(12)的槽底壁和板体(21)的底部之间并且由计量槽(12)的槽侧壁沿径向方向延伸到环形绕圈(14)的外周壁上；所述盒体(11)在位于计量槽(12)槽侧壁与环形绕圈(14)外周壁之间的计量槽(12)槽底壁上设有穿透该槽底壁使计量槽(12)与外部连通的进水孔(a)，所述板体(21)在位于计量槽(12)槽侧壁与环形绕圈(14)外周壁之间的部位设有穿透板体(21)使计量槽(12)与外部连通的出水孔(b)，且所述进水孔(a)和出水孔(b)分别位于隔水板(4)的两侧板面的外旁侧；/n所述活塞(3)包括竖置安装在计量槽(12)中并套接在环形绕圈(14)外周的圆环形的活塞套环(31)、横设于活塞套环(31)内部并将活塞套环(31)的内腔分隔成下进水腔(c)和上出水腔(d)两部分的活塞隔板(32)、以及同轴连接在活塞隔板(32)中部并竖直向下延伸至环形轨道(13)中并能沿该环形轨道(13)绕绕接转轴(15)转动的活塞转轴(33)，活塞套环(31)的侧壁上竖设有自底部向上延伸至顶部的活塞卡口(34)，活塞隔板(32)上设有与活塞卡口(34)连通且自活塞卡口(34)处向靠近活塞隔板(32)中心方向口径逐渐增大再逐渐减小的弧形缺口(36)，隔水板(4)卡接于活塞卡口(34)和弧形缺口(36)中，且所述活塞套环(31)通过活塞卡口(34)和弧形缺口(36)与隔水板(4)的配合能相对隔水板(4)滑动和转动；/n所述活塞套环(31)的侧壁在其靠近活塞卡口(34)两侧边缘的部位上分别开设有一个以上的侧壁进水导流孔(37)和一个以上的侧壁出水导流孔(38)，侧壁进水导流孔(37)和侧壁出水导流孔(38)均能使活塞套环(31)内腔与其外部计量槽(12)连通，且侧壁进水导流孔(37)与进水孔(a)位于隔水板(4)的同一侧，侧壁出水导流孔(38)与出水孔(a)位于隔水板(4)的同一侧；所述活塞隔板(32)上设有一个以上使上出水腔(d)和下进水腔(c)连通的隔板导流孔(35)；/n所述活塞转轴(33)上同轴环绕固设有能跟随活塞转轴(33)围绕绕接转轴(15)同步转动的磁环(331)，所述上盖板(2)还设有两个沿着与环形轨道(13)同轴的圆周方向依次间隔设置在板体(21)底部且沿竖直方向向下延伸至计量槽(12)中的霍尔传感器安装槽(22)，所述霍尔传感器(5)的数量为两个且分别固定安装在两个霍尔传感器安装槽(22)中，两个霍尔传感器(5)用于同步采集活塞转轴(33)绕绕接转轴(15)旋转过程中磁环(331)产生的磁场变化信号并转化为电脉冲信号对外输出，所述控制模块包括MCU模块,所述MCU模块同时与两个霍尔传感器(5)连接，用于接收两个霍尔传感器(5)输出的电脉冲信号以根据该信号计算用水流量体积值。/n...

【技术特征摘要】
1.一种容积式智能水表机心，其特征在于：包括活塞盒(1)、上盖板(2)、活塞(3)、隔水板(4)、霍尔传感器(5)、以及控制模块；
所述活塞盒(1)包括盒体(11)、竖置在盒体(11)的内部且顶端敞开的圆柱形计量槽(12)、同轴固设在计量槽(12)的槽底并沿竖直方向向上延伸的绕接转轴(15)、以及同轴环绕于绕接转轴(15)外周围设置的环形绕圈(14)，绕接转轴(15)和环形绕圈(14)的高度均低于计量槽(12)的槽侧壁高度，且环形绕圈(14)的内周壁与绕接转轴(15)的外周壁之间形成环形轨道(13)；所述上盖板(2)包括盖设在盒体(11)上端的并能将活塞盒(1)的计量槽(12)的顶端开口密封的板体(21)；
所述隔水板(4)竖置固定安装在计量槽(12)的槽底壁和板体(21)的底部之间并且由计量槽(12)的槽侧壁沿径向方向延伸到环形绕圈(14)的外周壁上；所述盒体(11)在位于计量槽(12)槽侧壁与环形绕圈(14)外周壁之间的计量槽(12)槽底壁上设有穿透该槽底壁使计量槽(12)与外部连通的进水孔(a)，所述板体(21)在位于计量槽(12)槽侧壁与环形绕圈(14)外周壁之间的部位设有穿透板体(21)使计量槽(12)与外部连通的出水孔(b)，且所述进水孔(a)和出水孔(b)分别位于隔水板(4)的两侧板面的外旁侧；
所述活塞(3)包括竖置安装在计量槽(12)中并套接在环形绕圈(14)外周的圆环形的活塞套环(31)、横设于活塞套环(31)内部并将活塞套环(31)的内腔分隔成下进水腔(c)和上出水腔(d)两部分的活塞隔板(32)、以及同轴连接在活塞隔板(32)中部并竖直向下延伸至环形轨道(13)中并能沿该环形轨道(13)绕绕接转轴(15)转动的活塞转轴(33)，活塞套环(31)的侧壁上竖设有自底部向上延伸至顶部的活塞卡口(34)，活塞隔板(32)上设有与活塞卡口(34)连通且自活塞卡口(34)处向靠近活塞隔板(32)中心方向口径逐渐增大再逐渐减小的弧形缺口(36)，隔水板(4)卡接于活塞卡口(34)和弧形缺口(36)中，且所述活塞套环(31)通过活塞卡口(34)和弧形缺口(36)与隔水板(4)的配合能相对隔水板(4)滑动和转动；
所述活塞套环(31)的侧壁在其靠近活塞卡口(34)两侧边缘的部位上分别开设有一个以上的侧壁进水导流孔(37)和一个以上的侧壁出水导流孔(38)，侧壁进水导流孔(37)和侧壁出水导流孔(38)均能使活塞套环(31)内腔与其外部计量槽(12)连通，且侧壁进水导流孔(37)与进水孔(a)位于隔水板(4)的同一侧，侧壁出水导流孔(38)与出水孔(a)位于隔水板(4)的同一侧；所述活塞隔板(32)上设有一个以上使上出水腔(d)和下进水腔(c)连通的隔板导流孔(35)；
所述活塞转轴(33)上同轴环绕固设有能跟随活塞转轴(33)围绕绕接转轴(15)同步转动的磁环(331)，所述上盖板(2)还设有两个沿着与环形轨道(13)同轴的圆周方向依次间隔设置在板体(21)底部且沿竖直方向向下延伸至计量槽(12)中的霍尔传感器安装槽(22)，所述霍尔传感器(5)的数量为两个且分别固定安装在两个霍尔传感器安装槽(22)中，两个霍尔传感器(5)用于同步采集活塞转轴(33)绕绕接转轴(15)旋转过程中磁环(331)产生的磁场变化信号并转化为电脉冲信号对外输出，所述控制模块包括MCU模块,所述MCU模块同时与两个霍尔传感器(5)连接，用于接收两个霍尔传感器(5)输出的电脉冲信号以根据该信号计算用水流量体积值。


2.根据权利要求1所述的容积式智能水表机心，其特征在于：所述控制模块还包括发送模块，所述发送模块与MCU模块相连接，用于接收MCU模块算出的用水流量体积值并将该用水流量体积值通过通讯网络发送至外部接收平台。


3.根据权利要求1所述的容积式智能水表机心，其特征在于：所述容积式智能水表机心还包括固定套置于活塞盒(1)下端外周用来对进入进水孔(a)的水流进行过滤的过滤网(6)，所述过滤网(6)上均匀地分布有多个滤孔(61)。


4.根据权利要求1所述的容积式智能水表机心，其特征在于：所述绕接转轴(15)的外周同轴固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：范耀荣，连峰，白延锵，黄湖庆，
申请(专利权)人：福建上润精密仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35