智能水表分体模块以及智能水表的制作方法

1.本实用新型涉及水表数据采集领域，尤其涉及一种智能水表分体模块以及智能水表。


背景技术：

2.随着我国国民经济的高速发展，人民生活水平的日益提高，住宅成套率和商品化的不断扩大，自来水在生活中已成为必不可少的一部分，为了对人们的用水情况进行统计，采用水表进行计量和检测。
3.目前，为了减轻抄表的工作量，目前采用智能水表进行计量和传输用水数据，其中，智能水表在进行计量时通过各种机电转换装置将基表的用水量转换成相应的脉冲信号，即将机械量转换成电信号，再计数处理，从而实现水表数据的抄读。
4.在进行计量时，智能水表分体模块有多种的机电转换方式，如光电直读，霍尔传感器，无磁计量等。这些机电转换的结构都是采用电池供电，因此，相对于机械结构的基表，使用电池供电以及设置计量电路的分体模块往往使用寿命短，在基表未损坏时，分体模块已经损坏，需要对其进行更换。但水表的结构繁多，不同的分体模块应用的水表结构固定，对智能水表的维护工作难度增加，通配性不高，且这些模块需要部分与基表内部连接，更换操作复杂，耗时长，需要专业人员更换，不能及时对智能水表进行维护，工作效率低。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本实用新型提出一种智能水表分体模块以及智能水表，分体模块中设置磁性圈和光栅传感器，通过磁性圈与基表中的脉冲当量齿轮的磁耦合使磁性圈同步转动，并利用光栅传感器对磁性圈的转动进行计量，计量方式不依赖水表的结构，能够适配多种有磁水表，通配性高，不需要与基表内部结构连接，更换操作简单、耗时短，降低了人工维护成本，实现了对智能水表的及时维护以及可持续利用，工作效率高。
6.为解决上述问题，本实用新型采用的一个技术方案为：一种智能水表分体模块，所述智能水表分体模块包括磁性圈、光栅传感器，所述磁性圈与基表中的脉冲当量齿轮的磁介质磁耦合，并通过磁耦合产生磁耦力与所述脉冲当量齿轮同步转动，其中，所述脉冲当量齿轮与所述基表的叶轮连接；所述光栅传感器包括光源、光栅编码盘以及接收器，所述光栅编码盘与所述磁性圈同轴连接，所述光栅编码盘上环绕轴心设置多个不同线密度的光栅，所述光源、接收器固定在所述光栅的同侧或两侧，所述光源向所述光栅编码盘发射不同波长的光信号，所述接收器接收经过所述光栅的光信号，并根据所述光信号进行检测用水数据，所述光信号的波长范围与所述线密度相匹配。
7.进一步地，所述智能水表分体模块包括轴承座，所述磁性圈和光栅编码盘通过所述轴承座固定在所述基表上。
8.进一步地，所述光栅编码盘水平安装或锯齿式安装在所述轴承座上。
9.进一步地，所述光源为发光二极管、激光管中的任一种。
10.进一步地，所述接收器包括光电转换电路，所述光电转换电路通过光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池中的任一种接收所述光信号。
11.进一步地，所述接收器还包括数字信号处理电路，所述光电转换电路与所述数字信号处理电路连接，所述数字信号处理电路将所述光电转换电路传输的电信号转换为数字信号。
12.进一步地，所述磁性圈的磁体沿周向以不同的极性交替排列，且不同极性的磁体之间的间隔距离相等。
13.进一步地，所述光栅编码盘沿周向设置多个光栅单元，且每个光栅单元对应一个分度。
14.进一步地，每个光栅单元的长度相等，且所述光栅单元等间距设置。
15.基于相同的发明构思，本发明还提出一种智能水表，所述智能水表包括基表、智能水表分体模块，所述智能水表分体模块设置在所述基表上，所述基表包括如上所述的智能水表分体模块。
16.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：分体模块中设置磁性圈和光栅传感器，通过磁性圈与基表中的脉冲当量齿轮的磁耦合使磁性圈同步转动，并利用光栅传感器对磁性圈的转动进行计量，计量方式不依赖水表的结构，能够适配多种有磁水表，通配性高，不需要与基表内部结构连接，更换操作简单、耗时短，降低了人工维护成本，实现了对智能水表的及时维护以及可持续利用，工作效率高。
附图说明
17.图1为本实用新型智能水表分体模块一实施例的结构图；
18.图2为本实用新型智能水表分体模块中光栅编码盘一实施例的示意图；
19.图3为本实用新型智能水表分体模块中磁性圈一实施例的结构图；
20.图4为本实用新型智能水表分体模块中光栅传感器一实施例的示意图；
21.图5为本实用新型智能水表一实施例的结构图。
具体实施方式
22.下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
23.请参阅图1
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4，其中，图1为本实用新型智能水表分体模块一实施例的结构图；图2为本实用新型智能水表分体模块中光栅编码盘一实施例的结构图；图3为本实用新型智能水表分体模块中磁性圈一实施例的结构图；图4为本实用新型智能水表分体模块中光栅传感器一实施例的示意图，结合附图1
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4对本实用新型的智能水表分体模块作详细说明。
24.在本实施例中，智能水表分体模块包括磁性圈、光栅传感器，磁性圈与基表中的脉冲当量齿轮的磁介质磁耦合，并通过磁耦合产生磁耦力与脉冲当量齿轮同步转动，其中，脉冲当量齿轮与基表的叶轮连接；光栅传感器包括光源、光栅编码盘以及接收器，光栅编码盘与磁性圈同轴连接，光栅编码盘上环绕轴心设置多个不同线密度的光栅，光源、接收器固定在光栅的同侧或两侧，光源向光栅编码盘发射不同波长的光信号，接收器接收经过光栅的
光信号，并根据光信号进行检测用水数据，光信号的波长范围与线密度相匹配。
25.在本实施例中，基表为有磁水表，其中，有磁水表包括霍尔水表、磁阻智能水表以及其他在脉冲当量齿轮上设置有磁介质的水表。
26.在本实施例中，磁性圈可以设置在与脉冲当量齿轮相对的两侧，也可以设置在脉冲当量齿轮的侧面，只需脉冲当量齿轮能够与磁性圈形成磁耦合即可，在此不做限定。
27.在本实施例中，脉冲当量齿轮上的磁介质采用对称式安装的方式，通过该方式形成磁阵列以提高磁耦合灵敏度。
28.在一个优选的实施例中，脉冲当量齿轮上的磁介质与磁性圈设置在同一个平面上，且磁性圈为环形，并环绕脉冲当量齿轮，二者同轴心设置，两者之间产生的磁耦力，带动磁性圈同步转动，从而将水表叶轮的转动传递至分体模块上进行计量。
29.在本实施例中，智能水表分体模块包括轴承座，磁性圈和光栅编码盘固定在轴承座上，并通过轴承座固定在基表上。
30.在本实施例中，光栅编码盘水平安装或锯齿式安装在轴承座上。光源发射的光信号以穿过光栅编码盘或被光栅编码盘反射的方式被接收器接收。
31.在其他实施例中，光源为发光二极管、激光管中的任一种。
32.在本实施例中，接收器包括光电转换电路，光电转换电路通过光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池中的任一种接收光信号，并将其转换为电信号。其中，不同波长的光信号产生的电信号不同。
33.在本实施例中，接收器还包括数字信号处理电路，光电转换电路与数字信号处理电路连接，数字信号处理电路将光电转换电路传输的电信号转换为数字信号。其中，不同的电信号产生的数字信号不同，分体模块根据不同数字信号的产生顺序检测正向流量和逆向流量，提高基表用水量的检测精度。
34.在本实施例中，磁性圈的磁体沿周向以不同的极性交替排列，且不同极性的磁体之间的间隔距离相等。
35.在本实施例中，光栅编码盘沿周向设置多个光栅单元，且每个光栅单元对应一个分度。每个光栅单元的长度相等，且光栅单元等间距设置，通过轴承座使每个光栅单元位于同一个水平面上，且轴心重合，减少摩擦力，提高灵敏度。
36.在其他实施例中，光栅编码盘中也可以将相邻的两个、3个以及其他数量的光栅单元对应一个分度，具体对应方式可根据基表的计量方式以及用户需要设置，在此不做限定。
37.在一个优选的实施例中，光栅单元的数量为10个，且每个光栅单元的线密度不同，并按照预设的排列方式组合形成。光栅单元的数量即编码量，检测量程范围0
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9。
38.在本实施例中，水表还包括机电转换模块，控制器与机电转换模块连接，通过机电转换模块获取水表数据，其中，机电转换模块将水管中的流量信号转换为电脉冲信号，控制器根据电脉冲信号获取水表数据。
39.在本实施例中，分体模块还包括通讯电路，其中，通讯电路可采取多种无线通讯方式，可以为红外通信、蓝牙、wifi、lora、nb
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iot等无线通信方式中的至少一种。
40.在本实施例中，分体模块还包括控制器，控制器与数字处理电路、通讯电路连接，控制器接收数字处理电路传输的数字信号，并根据该数字信号进行流量计数、检测、存储水表数据以及控制通讯电路发送水表数据。
41.在本实施例中，分体模块安装在基表上后，该分体模块还可以设置原分体模块的参数，如表号、用水量等基本信息。
42.有益效果：本实用新型在分体模块中设置磁性圈和光栅传感器，通过磁性圈与基表中的脉冲当量齿轮的磁耦合使磁性圈同步转动，并利用光栅传感器对磁性圈的转动进行计量，计量方式不依赖水表的结构，能够适配多种有磁水表，通配性高，不需要与基表内部结构连接，更换操作简单、耗时短，降低了人工维护成本，实现了对智能水表的及时维护以及可持续利用，工作效率高。
43.基于相同的发明构思，本发明还提出一种智能水表，请参阅图5，图5为本实用新型智能水表一实施例的结构图，结合图5对本实用新型的智能水表进行说明。
44.在本实施例中，智能水表包括基表、智能水表分体模块，智能水表分体模块设置在基表上，基表包括如上述实施例所述的智能水表分体模块。
45.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
46.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。