专利名称:便携式智能标准水表的制作方法
本实用新型属于流量计量测试技术领域：
，具体地说是涉及一种在线检定用标准水表。
准确地掌握在线水表的准确度是节水节能的重要环节。我国对水表的检定一般都按照JJG162－85水表及试验装置检定规程进行检定，检定合格后再装回原管路。这种方法工作效率低，投资大，在检定期间影响管道水的计量，根据爱知时计电机株式会社资料《水道メ一タについて》(水表)P.34介绍，日本用于法定计量的机械指针直读式校验用水表TR－1型，主要由壳体，计量腔，旋转活塞传动部件，机械齿轮式流量变送器和指针式流量计数显示装置组成。可用来校验φ13～φ25口径的家用水表和工业用水表。这种水表由于机械摩擦灵敏度较低，另外仅能指示累计流量示值。
本实用新型的目的是针对上述存在问题提出一种既能检定累计流量值，又能显示瞬时流量值的高精度、便于携带的在线检定用的智能标准水表。
本实用新型所提供的便携式智能标准水表由壳体、计量腔、旋转活塞传动部件、流量变送器和流量计数显示装置组成。其要点在于流量变送器由霍尔开关和端面装有若干个等角度分布的永久磁铁的圆盘组成，圆盘装设在旋转活塞传动部件的中心轴上；流量计数显示装置采用单片机系统，装在表头罩内。其工作过程是水通过壳体进入计量腔内，在水压差的作用下推动旋转活塞传动部件旋转，从而带动圆盘转动，通过流量变送器把水流量变为电脉冲信号，送入单片机系统，经过固化在单片机系统中的程序处理后，即可得到累计流量值，瞬时流量值或转数。
本实用新型实施例结合附图予以说明。
图1为便携式智能标准水表整体结构示意图；图2为旋转活塞传动部件结构示意图；图3为旋转活塞工作原理图；图4为单片机系统原理框图；图5主程序流程图；图6中断服务子程序流程图；图7累计流量功能键子程序流程图；图8瞬时流量功能键子程序流程图；图9转数功能键子程序流程图；图10为便携式智能标准水表在线检定示意图。
本实用新型的整体结构参见图1.壳体(1)由铝合金材料制成并经过防锈处理。壳体(1)内装有计量腔(4)，该腔用黄铜(或青铜)制成，在腔的底部两边各有一个开口(3)分别与壳体上的进(出)水口(2)相通，在计量腔里装有旋转活塞传动部件(5)，其顶部有圆盘(6)，圆盘(6)与计量腔(4)的顶部用一厚度为0.5～0.7mm石墨垫圈(11)相隔，圆盘(6)上装有等角度分布的永久磁铁(7)2～4个，永久磁铁(7)采用钕铁硼磁性材料，在壳体(1)上部装有表头罩(8)，表头罩(8)的底部与圆盘(6)之间的距离为0.5～1mm。在表头罩(8)内装有单片机系统(10)，在其底部与永久磁铁(7)相对应的位置装有一个霍尔开关(9)，当旋转活塞传动部件在水压差的作用下运动时，就带动圆盘(6)转动。每转动一圈霍尔开关(9)就发出2～4个脉冲，2～4个脉冲送入单片机系统(10)，经过固化在单片机系统(10)中的程序处理后，即可得到累计流量值，瞬时流量值或转数。
设计人所设计的旋转活塞传动部件的结构参见图2，在计量腔(4)内设有偏心轮主轴(12)，用螺母(13)固定在计量腔(4)底部中心位置。偏心轮主轴(12)上装有偏心轮(14)，旋转活塞(15)用呋喃浸渍石墨材料制成。放置在带有隔板(20)(见图3)的计量腔(4)内，活塞轴(16)用螺母固定在旋转活塞(15)的中心孔中。活塞轴(16)的下端插入偏心轮(14)相应的偏心孔中，上端插入拨叉(17)中，拨叉(17)固定在圆盘(6)的中心轴(18)上。
旋转活塞(15)在水压差的作用下旋转。工作原理参见图3。旋转活塞(15)是转动部件，它的外圆壁与计量腔(4)的外筒(21)的内圆壁经常保持接触；它的内园壁则与上述相反的180°位置上的计量腔内筒(19)的外圆壁经常保持接触。旋转活塞(15)的旋转运动为计量腔(4)的隔板(20)所限制。在水压差的作用下，旋转活塞(15)的各点以不相同的椭圆轨迹而旋转，它每旋转一周，水通过计量腔(4)的流量是一定值为k(升／时)。
单片机系统原理框图参见图4，由8039单片机(22)，晶振(23)，74LS74触发器(30)，74LS373地址锁存器(24)，2716EPROM(25)，8243I／O扩展器(26)，MC1413驱动器(27)，三个MC75452P驱动器(28)，显示器(29)和三个功能键；累计流量功能键(31)，瞬时流量功能键(32)，转数键(33)等组成。当霍尔开关(9)发出的脉冲信号经74LS74触发器(30)分频后作为8039单片机(32)的中断请求信号，当单片机接受中断请求后，就执行贮存在2716EPROM(25)和74LS373地址锁存器(24)中的中断服务子程序，记录下转数。单片机不断地按顺序扫描三个功能键累计流量功能键(31)，瞬时流量功能键(32)和转数功能键(33)，当三个功能键中只有一个键按下时，单片机就执行相应的功能键子程序，以求出累积流量或瞬时流量或转数等。并通过8243I／O扩展器(26)以扫描方式通过MC1413驱动器(27)和3个MC75452P驱动器(28)，然后由显示器(29)作出相应的显示。
固化在2716EPROM(25)中的程序流程图(包括主程序，中断服务程序，累积流量功能键子程序，瞬时流量功能键子程序和转数功能键子程序)参见图5、图6、图7、图8和图9。8039单片机系统启动后反复执行主程序，以实现对各个功能键的扫描查询，并由中断服务子程序提供被测转数。当某一功能键按下时，则执行相应的功能键子程序，由转数求出相应的累积流量或瞬时流量，并送入显示单元。若为转数功能键，则只送入显示单元，返主后，由显示程序显示出相应结果。
便携式智能标准水表系数k是这样标定的，将标准水表串接在水管中，按下转数功能键，打开水管的开关，水通过标准水表而注入一等标准金属容器中，同时水表的显示屏上即开始记录转数。待容器上的容器满时，关闭开关，记下转数n和标准金属容器上的容积示值V，则k＝V／n(升／转)。在400升／时～100升／时内至少检定4个流量点的系数，在100升／时～50升／时内至少检一个流量点50升／时，每个流量点至少测三次，计算出该点系数的算术平均值，取各点平均系数的加权算术平均值作为所标定的系数k值。
本实用新型的优点和效果是由于本适用新型的旋转活塞材料是采用呋喃浸渍石墨，它质轻而有自润滑。流量传感器是采用霍尔开关和永久磁铁钕铁硼，流量显示装置是采用单片机系统。并在转动圆盘和计量腔之间垫有石墨垫圈，使得它和机械指针指示型校验用水表相比具有压力损失小。最大压力损失为(0.75～1.6)×10－4Pa，灵敏度高，其灵敏度限在10升／时以下，最小值可达3.5升／时，准确度高，在400升／时～100升／时内，其示值不确定度在±0.5％以内，100升／时～50升／时内其示值不确定度为±1.0％。长期稳定性好，运行460小时后，其流量系数最大相对变差不超过±0.03％。
本实用新型的检定应用实例参见图10，将便携式智能标准水表(34)经过滤器(33)接入被检水表(31)管路中的龙头(32)上，用龙头(32)调节其水流量，使用便携式智能标准水表的不同功能键(瞬时和累计)即可调节并确定被检水表的流量示值误差。
权利要求
1.一种便携式智能标准水表，由壳体(1)计量腔(2)旋转活塞传动部件(5)流量变送器和流量计数显示装置组成其特征在于流量变送器由霍尔开关(9)和端面装有若干个等角度分布的永久磁铁(7)的圆盘(6)组成，圆盘(6)装设在旋转活塞传动部件(5)的中心轴(18)上，流量计数显示装置采用单片机系统(16)装在表头罩(8)内。
2.按照权利要求
1所说的便携式智能标准水表，其特征在于旋转活塞传动部件(5)的旋转活塞(15)采用呋喃浸渍石墨材料。
3.按照权利要求
1或2所说的便携式智能标准水表，其特征在于圆盘(6)与计量腔(4)的顶部用一厚度为0.5～0.7mm石墨垫圈(11)相隔。
4.按照权利要求
1或2所说的便携式智能标准水表，其特征在于表头罩(8)的底部与圆盘(6)之间距离为0.5～1mm。
5.按照权利要求
1或2所说的便携式智能标准水表，其特征在于永久磁铁采用钕铁硼磁性材料。
6.按照权利要求
1或2所说的便携式智能标准水表，其特征在于单片机系统(10)由8039单片机(22)、晶振(23)、74LS74触发器(30)、74LS373地址锁存器(24)、2716EPROM(25)、8243I／O扩展器(26)、MC1413驱动器(27)、三个MC754521驱动器(28)和显示器(29)等电路组成。
专利摘要
一种便携式智能标准水表属于流量计量测试技术。主要由壳体、计量腔、旋转活塞传动部件、霍尔开关和永久磁铁所构成的流量变送器及8039单片机系统组成。用于在线检定家用水表及工业用水表。它的优点是压力损失小，准确度高，灵敏度高，长期稳定性好。
文档编号G01F1/20GK87206820SQ87206820
公开日1987年12月31日 申请日期1987年4月24日
发明者张鸿珍, 余晓东, 刘兴民, 田水泉 申请人:陕西省计量测试研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan