专利名称：机械式水表准确性检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测液体流量计量器具，尤其是涉及一种机械式水表准确性检测装置。
背景技术：
水表的准确性对水量计量具有直接的影响，在水资源合理利用方面发挥着非常重 要的作用。在厂家生产机械式水表的过程中，存在有一部分产品对用水量测量不准确的情 况，这就要求工人在出厂投入实际应用之前，通过调整水表后端的调节螺钉以此调节水表 的测量准确性，使其达到能够准确测量用水量的要求。我国还没有专门针对调节水表而开发的仪器。目前工人调节水表的装置主要是利 用JJG 162—2009《冷水水表检定规程》中的检定装置。由水源、开关阀、试验管段、调节阀、 工作量器组成。将若干待测水表串联安装在试验管段，打开开关阀向试验管段通水并注入 工作量器，用调节阀把水流量调到规定的流量值。工人根据经验目测水表表盘中梅花指转 速(梅花指随机械水表叶轮转动而转动，其转速与叶轮转速成正比，所以梅花指的转速与水 表的准确性相关)，调整水表后端的调节螺钉，直至梅花指转速达到水表在该流量值下的标 准转速。该水表即视为调整为合格表。这套水表调节装置自动化程度较低，可靠性差，检定 过程耗时严重，不便于对水表进行快速调节。其中常用流量、分界流量、最小流量、过载流量 等4个流量点的水流时间要30分钟，整个检测须耗时1个小时左右。调节过程完全取决于 工人操作经验以及主管估计，可靠性十分低。而且导致了水表调节工作效率较低，对于一些 大型水表生产企业，每天生产数以万计的水表，对水表的调节也是一项工作量大、劳动强度 高的繁重工作。而且检测时间长效率低，不便于对水表进行快速调节。由于实际生产需要， 在水表投入工业应用之前，需要在工业现场对水表进行调节。目前的调节装置结构复杂，不 利于拆卸移动和安装，在实际应用的便利性以及快速高效性上也存在着很大的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种机械式水表准确性检测装置，采用光电检测方法，提高水表 调节的工作效率以及准确性，节省工作时间。本发明的目的是通过下述的技术方案实现的
包括水表检测操作台架，与标准水表和待测水表个数相同、结构相同的梅花指转速检 测装置；其中
1)水表检测操作台架包括操作台、入水端、出水端、管路、调节阀、标准水表、管套、待 测水表；操作台上面由一侧到另一侧依次串接有入水端、调节阀、标准水表多个待测水表和 出水端。2)每个梅花指转速检测装置均包括检测装置和数据处理系统；
在外壳内的底座上并排安装激光器和光敏三极管并与检测电路，底座下端与遮光罩连 接，固定卡具的一端与遮光罩连接，固定卡具的另一端与对应的水表表盘连接；外壳的顶盖 和底座侧面分别开有观察窗；每个检测装置中的检测电路分别与数据处理系统连接。
所述的检测电路包括放大器、触发器和解码器；第一电位器的一端连接(5V)电 源供电，另一端连接激光器的正极；激光器为点状激光模组，负极与三极管的集电极相连； 三极管的基极连接第一电阻后端；第二电阻的一端与5V电源连接，另一端与光敏三极管的 集电极连接；光敏三极管为高速3DU33硅光电三极管，发射极与地连接；第一电容的前端与 光敏三极管的集电极相连，后端与放大器的2脚相连；第三电阻的一端与5V电源相连，另一 端同时连接放大器的3脚和第二电位器，放大器的8脚接5V电源供电，4脚接地；施密特触 发器的1脚与放大器的输出端1脚相连，施密特触发器的2脚与解码器的2脚相连，将整形 后的信号反相输入解码器；解码器为LM567锁相环电路，1脚串联第二电容进行输出滤波，2 脚串联第三电容进行回路滤波，4脚接5V电源供电；第三电位器的前端与解码器的5脚相 连，后端与第四电容串联，并与解码器的6脚相连脚；脉冲由解码器的5脚输出到第一电阻 前端；解码器的8脚与单片机相连。本发明与背景技术相比，具有的有益的效果是
1.使用光电传感器精确检测梅花指转速，代替人工估测转速。有效而直观地提供水表 的转速数据，不但很大程度上提高了调节水表的准确性，而且有效减少了工作步骤，提高工 作效率，能够为大型水表生产企业在调节水表方面节省大量的时间。2.省略了工作量器，结构简单，成本较低，便于将整套设备运送到工业现场投入 安装使用，在工业现场对水表进行快速调节，有效提高了工业水计量的准确性。3.属于数字化传感器技术，可以实现对检测信息的处理、存储和远传，便于数据 传递。便于未来对数据的调用。
图1是机械式水表准确性检测装置图。图2是检测装置机械结构主视图。图3是检测装置机械结构俯视图。图4是检测电路图。图5是检测装置系统图。图1中1.入水口，2.管路，3.调节阀，4.标准水表，5.检测装置，6.管套，7.待 测水表，8.操作台，9.数据处理系统，10.出水口。图2 3中5-1.固定卡具，5-2.遮光罩，5_3.激光器，5_4.光敏三极管，5_5.铜柱， 5-6.弹簧，5-7.底座，5-8.外壳，5-9. M4螺钉，5-10.顶盖，5-11.检测电路，5-12. M3螺钉， 5-13.观察窗。图4中U2为NE5332比较器，U3为CD40106施密特触发器，U4为LM567解码器。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。如图1、图2、图3所示，包括水表检测操作台架，与标准水表6和待测水表7个数 相同、结构相同的梅花指转速检测装置；其中
1)水表检测操作台架包括操作台8、入水端1、出水端10、管路2、调节阀3、标准水表 4、管套6、待测水表7 ；操作台8上面由一侧到另一侧依次串接有入水端1、管路2、调节阀3、 标准水表4、管套6、多个待测水表7和出水端10 ；
2)每个梅花指转速检测装置均包括检测装置5和数据处理系统10；
4检测装置5包括固定卡具5-1、遮光罩5-2、激光器5-3、光敏三极管5-4、铜柱5_5、弹 簧5-6、底座5-7、外壳5-8、M4螺钉5-9、顶盖5-10、检测电路5_11、M3螺钉5-12和观察窗 5-13 ；
在外壳5-8内的底座5-7上并排安装激光器5-3和光敏三极管5-4并与检测电路5_11， 底座5-7下端与遮光罩5-2连接，固定卡具5-1的一端与遮光罩5-2连接，固定卡具5_1 的另一端与对应的水表表盘连接；外壳5-8的顶盖5-10和底座5-7侧面分别开有观察窗 5-13 ；每个检测装置5中的检测电路分别与数据处理系统10连接。如图3、图4所示，数据处理系统10包括单片机、显示装置和按键。检测电路包括放大器U2、触发器U3和解码器U4 ；第一电位器R2的一端连接 5V电源供电，另一端连接激光器5-3的正极，对激光器5-3的功率进行调节；激光器5-3为 点状激光模组，负极与三极管Ql的集电极相连；三极管Ql的基极连接第一电阻Rl后端，对 激光器5-3发射的激光进行调制；第二电阻R3的一端与5V电源连接，另一端与光敏三极管 5-4的集电极连接；光敏三极管5-4为高速3DU33硅光电三极管，发射极与地连接，对激光 器5-3发射的激光进行响应，将光信号转化为集电极的电信号；第一电容Cl的前端与光敏 三极管5-4的集电极相连，后端与放大器U2的2脚相连，起到滤波的作用；第三电阻R4的 一端与5V电源相连，另一端同时连接放大器U2的3脚和第二电位器R5，放大器U2的8脚 接5V电源供电，4脚接地；放大器U2的2脚输出的信号为整形后的方波；施密特触发器U3 的1脚与放大器U2的输出端1脚相连，施密特触发器U3的2脚与解码器U3的2脚相连， 将整形后的信号反相输入解码器U3 ；解码器U3为LM567锁相环电路，1脚串联第二电容C2 进行输出滤波，2脚串联第三电容C3进行回路滤波，4脚接5V电源供电；第三电位器R5的 前端与解码器U4的5脚相连，后端与第四电容C4串联，并与解码器U4的6脚相连脚；由第 三电位器R5调整解码器U4内部振荡器的中心频率到4kHz，脉冲由解码器U4的5脚输出到 第一电阻Rl前端；解码器U4的8脚为解码输出端，与单片机相连。在进行检测时，将检测装置5分别安装在标准水表4和待测水表7表盘上，按压 安装梅花指转速检测装置两边的固定卡具5-1，使弹簧5-6压缩。将遮光罩5-2伸入表盘 金属圈，松开固定卡具5-1使其固定在表盘金属圈内侧。通过观察窗5-13观察激光照射在 表盘上的位置，转动检测装置5直至激光对准梅花指的齿边。打开调节阀3，水流通过标准 水表4和待测水表7，梅花指产生转动。当梅花指的齿转到检测位置时，反射激光器5-3发 出的激光，被光敏三极管5-4接收，产生一个脉冲。设定一个固定容积。当管路2中的水量 达到固定容积即标准水表4梅花指转动Z圈、光敏三极管5-4产生/7个脉冲时，光敏三极管 5-4产生/7个脉冲时所消耗的时间^。同时测量待测水表7梅花指转动Z圈、被光敏三极 管5-4产生/7个脉冲时所消耗的时间t20根据被光敏三极管5-4产生的脉冲数以及时间， 就可以分别得出标准水表4和待测水表7梅花指转速值、叶轮转速值和流经水表水量。对 比待测水表4和标准水表7的数据即可得待测水表7的准确性。工作人员可根据准确性对 待测水表进行调节。
权利要求
1.一种机械式水表准确性检测装置，其特征在于包括水表检测操作台架，与标准水 表(4)和待测水表(7)个数相同、结构相同的梅花指转速检测装置；其中1)水表检测操作台架包括操作台(8)、入水端(1)、出水端(10)、管路(2)、调节阀 (3)、标准水表(4)、管套(6)、待测水表(7)；操作台(8)上面由一侧到另一侧依次串接有入 水端(1)、调节阀(3 )、标准水表(4)、多个待测水表(7 )和出水端(10 )；2)每个梅花指转速检测装置均包括检测装置(5)和数据处理系统(10)；在外壳(5-8 )内的底座(5-7 )上并排安装激光器(5-3 )和光敏三极管(5-4)并与检测 电路(5-11)，底座(5-7)下端与遮光罩(5-2)连接，固定卡具(5-1)的一端与遮光罩(5_2) 连接，固定卡具(5-1)的另一端与对应的水表表盘连接；外壳(5-8)的顶盖(5-10)和底座 (5-7)侧面分别开有观察窗(5-13)；每个检测装置(5)中的检测电路分别与数据处理系统 (10)连接。
2.根据权利要求1所述的一种机械式水表准确性检测装置，其特征在于所述的检测 电路包括放大器(U2)、触发器(U3)和解码器(U4);第一电位器(R2)的一端连接(5V)电源 供电，另一端连接激光器(5-3)的正极；激光器(5-3)为点状激光模组，负极与三极管(Ql) 的集电极相连；三极管(Ql)的基极连接第一电阻(Rl)后端；第二电阻(R3)的一端与5V电 源连接，另一端与光敏三极管(5-4)的集电极连接；光敏三极管(5-4)为高速3DU33硅光电 三极管，发射极与地连接；第一电容(Cl)的前端与光敏三极管(5-4)的集电极相连，后端 与放大器(U2)的2脚相连；第三电阻(R4)的一端与5V电源相连，另一端同时连接放大器 (U2)的3脚和第二电位器(R5)，放大器(U2)的8脚接5V电源供电，4脚接地；施密特触发 器(U3)的1脚与放大器(U2)的输出端1脚相连，施密特触发器(U3)的2脚与解码器(U3) 的2脚相连，将整形后的信号反相输入解码器(U3)；解码器(U3)为LM567锁相环电路，1脚 串联第二电容(C2 )进行输出滤波，2脚串联第三电容(C3 )进行回路滤波，4脚接5V电源供 电；第三电位器(R5)的前端与解码器(U4)的5脚相连，后端与第四电容(C4)串联，并与解 码器(U4)的6脚相连脚；解码器(U4)的5脚输出到第一电阻(Rl)前端；脉冲由解码器(U4) 的8脚与单片机相连。
全文摘要
本发明公开了一种机械式水表准确性检测装置。包括水表检测操作台架，与水表个数相同、结构相同的梅花指转速检测装置；其中水表检测操作台上面由一侧到另一侧依次串接有入水端、调节阀、标准水表多个待测水表和出水端；每个梅花指转速检测装置的外壳内的底座上并排安装激光器和光敏三极管并与检测电路，底座下端与遮光罩连接，固定卡具的一端与遮光罩连接，固定卡具的另一端与对应的水表表盘连接；外壳的顶盖和底座侧面分别开有观察窗；每个检测装置中的检测电路分别与数据处理系统连接。用光电传感器检测梅花指转速，不但提高了调节水表的准确性，而且，提高工作效率；成本较低，在工业现场对水表进行快速调节，有效提高了工业水计量的准确性。
文档编号G01F25/00GK102128665SQ20111003156
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月29日 优先权日2011年1月29日
发明者丁力华, 候蕊, 刘维, 李轶凡, 赵军, 陈淑星 申请人:中国计量学院