本发明涉及到智能监测仪器技术领域，具体为一种自清洁式流量自适应高精度检测设备。
背景技术
智能仪表仪器指用于离散制造和流程工业装备中，连续测量温度、压力、流量、物位等变量，或者测量物体位置、倾斜、旋转等物性参数以及物质成分的仪器和仪表。包括传感器及其系统、智能温度、压力、流量、物位测量仪器仪表、智能电表、智能水表、等监测装置。现在的水流量监测表都是采用传统的流量计或者流量水表，但是现有的流量计或流量水表都存在一个缺陷，当管道中的流量波动较大时，限于现有的流量计叶轮结构，导致无法准确的监测出流量，使得测量结果不准。目前为了解决该问题，都是在管道上设置旁通支管，在主管上设置大流量计和电动控制阀，在旁通支管上设置小流量计和电动控制阀，然后通过不同大小的流量计配合电磁阀控制电动控制阀来根据流量的大小开启主管或旁通支管实现流量的准确监测，这种方式不但管道设置复杂，成本高，同时由于电控设备零件增多，导致电路稳定性差，监测结果也不稳定，容易出现故障。
技术实现要素：
本发明的目的是针对以上问题，提供一种自清洁式流量自适应高精度检测设备，它既可以对大小流量进行监测，同时又能过滤和清除掉设备内的杂物，保证设备的长期稳定运行。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种自清洁式流量自适应高精度检测设备，它包括安装腔，所述安装腔顶端侧边设置有进水口，下端侧边设置有出水口，所述安装腔内竖直设置有外叶轮；所述外叶轮中心设置有套管轴；所述套管轴内同轴设置有内叶轮；所述套管轴下端设置下齿轮环；所述套管轴上端外壁设置有环形齿轮；所述环形齿轮与从动齿轮啮合；所述从动齿轮连接第二传动轴；所述内叶轮中心设置有旋转轴；所述旋转轴顶端通过花键结构与第一传动轴连接；所述第一传动轴、第二传动轴分别与对应的霍尔传感器感应连接；所述旋转轴下端设置有用于堵住套管轴的堵水盖；所述堵水盖下端设置有细轴；所述细轴上设置有细弹簧；所述细轴下端套接在升降筒内；所述升降筒外壁上均匀设置有连接杆；所述外叶轮底部设置有用于堵住外叶轮的堵水环；所述连接杆与堵水环连接；所述堵水环上端面设置有与下齿轮环配合的底齿轮环；所述升降筒设置在固定筒内；所述固定筒内设置有粗弹簧；所述固定筒外壁上设置有与连接杆配合的卡槽；所述安装腔顶端口设置有过滤网；所述旋转轴上端设置有套环；所述套环位于过滤网上方；所述套环外壁上均匀设置有毛刷杆；所述套环顶端面设置有齿轮面；所述旋转轴上位于套环上方设置有底面为齿轮面的齿轮压盘；所述安装腔上端侧边设置有集渣腔；所述集渣腔底部设置有排渣管。
进一步的，所述套环上端外壁还均匀设置有水轮叶片。
进一步的，所述毛刷杆为圆弧形，所述毛刷杆呈环形阵列设置在套环外壁上。
进一步的，所述安装腔外围两侧设置有倾斜滑道；所述倾斜滑道一端连通到进水口，另一端连通到集渣腔；所述倾斜滑道的底面从进水口到集渣腔逐渐降低。
进一步的，所述齿轮压盘与旋转轴之间通过均匀设置的固定杆连接。
进一步的，所述旋转轴端头呈环形均匀设置有长条形的花键齿；所述第一传动轴下端设置有用于套接旋转轴的筒孔；所述筒孔底面设置有与花键齿配合的花键副齿。
进一步的，所述外叶轮由环形阵列设置在套管轴上的螺旋叶片组成；所述内叶轮由环形阵列设置在旋转轴上的螺旋叶片组成。
进一步的，所述堵水盖为圆锥壳体形状；所述堵水盖的圆锥凹陷面朝向套管轴内侧。
进一步的，所述第一传动轴、第二传动轴均穿过安装腔顶壁后与对应的感应盘连接；所述感应盘设置在密封盒内；所述密封盒为圆盘形状；所述密封盒侧壁为双层；所述霍尔传感器设置在夹层中；所述霍尔传感器通过电线与上端的电路系统连接。
进一步的，所述安装腔两端设置有安装架；所述套管轴两端设置在安装架上。
本发明的有益效果：
1、本发明采用了同轴的内外叶轮实现独立的水流感应旋转，对于大小流量都可以监测，适用范围大，监测结果更加准确，运行稳定可靠，并且由于内外叶轮旋转的信号是通过独立电路感应机构产生的，没有混淆在一起，因此信号处理更加简单稳定，流量监测更加稳定可靠。
2、本发明在安装腔上端口设置了过滤网，过滤网可以过滤掉水中的杂物，在旋转轴上设置了毛刷，利用内叶轮下降时进入空转阶段驱动毛刷对过滤网进行清洁，不但不影响流量的检测结果准确性，同时还能除去水中杂物，保证流量检测设备的长期稳定运行，在安装腔侧边还设置了集渣腔，可以将毛刷清除的杂物收集起来集中清理掉，使用很方便。
3、本发明中的毛刷杆采用圆弧形，并呈环形阵列设置在套环上，使得毛刷杆在旋转时能自动将杂物向外侧刮动，将杂物排入到倾斜滑道中，然后顺利进入到集渣腔中，提高了杂物排除效率。
4、本发明中的套环上还可以设置水轮叶片，利用水轮叶片自动感应水流的冲击力而旋转，驱动毛刷杆旋转，将过滤网上的杂物清除掉，提高清洁效率。
5、本发明中的内外叶轮下端分别设置了堵水盖和堵水环，能根据不同流量大小自行打开和关闭，流量小时堵水环关闭，保证水流全部经过内叶轮，提高小流量的监测精度，流量大时，堵水环打开，保证大流量的监测准确性，流量过小时，堵水盖自动关闭，防止出现偷水现象。
6、相对于传统的风扇叶片或直叶片，本发明中的内外叶轮均采用的螺旋叶片呈环形阵列设置，对水流反应更加灵敏，流量监测精度更高。
附图说明
图1为本发明的详细内部结构示意图。
图2为安装腔与集渣腔以及倾斜滑道的俯视结构示意图。
图3为设置在套环上的毛刷杆和水轮叶片的结构示意图。
图4为堵水环的底面仰视图。
图5为堵水环的俯视结构示意图。
图6为固定筒的俯视结构示意图。
图7为齿轮压盘的仰视结构示意图。
图8为旋转轴顶端的花键齿结构示意图。
图9为第一传动轴下端的筒孔和花键副齿结构示意图。
图10为感应盘的结构示意图。
图11为本发明中外叶轮与内叶轮的配合结构示意图。
图12为内叶轮的结构示意图。
图中：1、出水口；2、内叶轮；3、套管轴；4、外叶轮；5、安装架；6、从动齿轮；7、第二传动轴；8、上齿轮环；9、下齿轮环；10、套环；11、电箱；12、进水口；13、环形齿轮；14、安装腔；15、下安装架；16、堵水环；17、堵水盖；18、连接杆；19、粗弹簧；20、固定筒；21、升降筒；23、细轴；24、细弹簧；25、第一传动轴；26、旋转轴；27、齿轮压盘；28、密封盒；29、感应盘；30、电路系统；31、密封环；32、霍尔传感器；36、磁铁；37、底齿轮环；38、毛刷杆；39、集渣腔；40、排渣管；41、过滤网；43、倾斜滑道；44、水轮叶片；201、卡槽；271、固定杆；261、花键齿；251、筒孔；252、花键副齿。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
如图1-图12所示，本发明的具体结构为：一种自清洁式流量自适应高精度检测设备，它包括安装腔14，所述安装腔14顶端侧边设置有进水口12，下端侧边设置有出水口1，所述安装腔14内竖直设置有外叶轮4；所述外叶轮4中心设置有套管轴3；所述套管轴3内同轴设置有内叶轮2；所述套管轴3下端设置下齿轮环9；所述套管轴3上端外壁设置有环形齿轮13；所述环形齿轮13与从动齿轮6啮合；所述从动齿轮6连接第二传动轴7；所述内叶轮2中心设置有旋转轴26；所述旋转轴26顶端通过花键结构与第一传动轴25连接；所述第一传动轴25、第二传动轴7分别与对应的霍尔传感器32感应连接；所述旋转轴26下端设置有用于堵住套管轴3的堵水盖17；所述堵水盖17下端设置有细轴23；所述细轴23上设置有细弹簧24；所述细轴23下端套接在升降筒21内；所述升降筒21外壁上均匀设置有连接杆18；所述外叶轮4底部设置有用于堵住外叶轮4的堵水环16；所述连接杆18与堵水环16连接；所述堵水环16上端面设置有与下齿轮环9配合的底齿轮环37；所述升降筒21设置在固定筒20内；所述固定筒20内设置有粗弹簧19；所述固定筒20外壁上设置有与连接杆18配合的卡槽201；所述安装腔14顶端口设置有过滤网41；所述旋转轴26上端设置有套环10；所述套环10位于过滤网41上方；所述套环10外壁上均匀设置有毛刷杆38；所述套环10顶端面设置有齿轮面；所述旋转轴26上位于套环10上方设置有底面为齿轮面的齿轮压盘27；所述安装腔14上端侧边设置有集渣腔39；所述集渣腔39底部设置有排渣管40。
为了使得毛刷杆可以持续旋转，持续的清除过滤网上的杂物，所述套环10上端外壁还均匀设置有水轮叶片44。该设置可以在水流量较小的情况下也会驱动毛刷杆旋转，并且由于套环是套接在旋转轴上，因此套环可以自由旋转升降，不会影响到旋转轴的转动，因此也不会影响水流量监测结果准确性。
为了使得过滤网上的杂物能快速的被清除掉，所述毛刷杆38为圆弧形，所述毛刷杆38呈环形阵列设置在套环10外壁上。
为了方便杂物能顺利快速的进入到集渣腔中，所述安装腔14外围两侧设置有倾斜滑道43；所述倾斜滑道43一端连通到进水口12，另一端连通到集渣腔39；所述倾斜滑道43的底面从进水口12到集渣腔39逐渐降低。
优选的，所述齿轮压盘27与旋转轴26之间通过均匀设置的固定杆271连接。
为了促使旋转轴26与第一传动轴25能顺畅自动的脱离和啮合，提高反应精准性和驱动稳定性，所述旋转轴26端头呈环形均匀设置有长条形的花键齿261；所述第一传动轴25下端设置有用于套接旋转轴26的筒孔251；所述筒孔251底面设置有与花键齿261配合的花键副齿252。
优选的，所述外叶轮4由环形阵列设置在套管轴3上的螺旋叶片组成；所述内叶轮2由环形阵列设置在旋转轴26上的螺旋叶片组成。
为了提高内叶轮对水流冲击力的感应精度，所述堵水盖17为圆锥壳体形状；所述堵水盖17的圆锥凹陷面朝向套管轴3内侧。堵水盖17采用圆锥壳体后能进一步提高对水流冲击力的感应精度，提高对水流量的敏感度，便于进行外叶轮和内叶轮的转换。
优选的，所述第一传动轴25、第二传动轴7均穿过安装腔14顶壁后与对应的感应盘29连接；所述感应盘29设置在密封盒28内；所述密封盒28为圆盘形状；所述密封盒28侧壁为双层；所述霍尔传感器32设置在夹层中；所述霍尔传感器32通过电线与上端的电路系统30连接。将密封盒28侧壁设置成双层结构，使得感应盘29与霍尔传感器32处于不同的密封层中，因此霍尔传感器32以及配合的电路可以完全与水隔离开，提高监测设备的防水性，稳定性。
优选的，所述安装腔14两端设置有安装架5；所述套管轴3两端设置在安装架5上。
本发明具体使用原理：
水流经过总过程：水流从进水口12进入，穿过过滤网41后经内叶轮2和外叶轮4监测后，从下端的出水口1流出来。
小流量水流的监测原理：水流从进水口12进入后，进入外叶轮4的水流会被底部的堵水环16堵住，无法穿过；而进入套管轴3的水流经过内叶轮2时，会驱动内叶轮2旋转，内叶轮2带动顶端的第一传动轴25旋转，从而带动感应盘29旋转，感应盘上的磁铁36与霍尔传感器32发生感应将信号通过电线传入上端的电路系统30中。
由于小流量水流冲击力小，因此无法推动堵水盖17；堵水环16顶面的底齿轮环37一直与套管轴3下端的下齿轮环9啮合，使得外叶轮4无法旋转。
随着水流量的增大，流量推动堵水盖17持续下降，当水流量增大到促使堵水盖17下降到预定距离后，细弹簧24被压缩，细轴23向下推动升降筒21下降，粗弹簧19也被压缩，升降筒21带动堵水环16下降，底齿轮环37与下齿轮环9脱离啮合，且由于堵水环16下降，使得外叶轮4内的水流能向下流出，由此带动外叶轮4旋转，而由于旋转轴26的下降，使得旋转轴26顶端的花键结构松开，第一传动轴25与旋转轴26脱离开，此时第一传动轴25停止旋转，电路系统无法接收到内叶轮2的旋转信号；而外叶轮4的旋转会通过环形齿轮13驱动从动齿轮6旋转，从动齿轮6带动第二传动轴7旋转，第二传动轴7带动上端的另外一个感应盘29旋转，感应盘上的磁铁36与霍尔传感器32发生感应将信号通过电线传入上端的电路系统30中。
当旋转轴26由于水流量增大而下降时，齿轮压盘27底面的齿轮面与套环10上端面的齿轮面啮合，内叶轮2驱动套环10旋转，同时对套环10产生向下的压力，使得毛刷杆38压紧在过滤网41上旋转，可以将过滤网41上积累的杂物迅速刷除掉，排入到倾斜滑道43内，最后落入到集渣腔39被收集起来，用户可以定时的打开排渣管40，将杂物清理掉。
为了使得毛刷杆38能持续的清除掉过滤网上的杂物，在套环10上可以设置水轮叶片44，利用水流的流动驱动水轮叶片44旋转，这样毛刷杆38可以持续的刮除掉过滤网41上的杂物，但是由于缺少齿轮压盘27对套环10的压力，因此此时的毛刷杆38只能清楚掉过滤网上的一些松散杂物和驱散杂物，真正实现杂物的高效清除还是需要在内叶轮2下降后带动毛刷杆38快速挤压式旋转才能实现。
由于本发明中的外叶轮4与内叶轮2会根据不同的水流量大小来自行调整启动，流量大时启动外叶轮，内叶轮虽然在旋转，但是空转；流量小时，外叶轮停止旋转，内叶轮启动，传输信号给电路系统30；由于采用了同轴的内外叶轮实现大小流量的独立监测，因此监测更加稳定可靠，监测结果更加准确，并且由于电路系统是独立接收两个叶轮的信号的，因此信号处理更加简单稳定可靠。
而且，在外叶轮停止旋转状态下，外叶轮下端是被堵水环16堵住的，因此此时水流都是必须经过内叶轮2后流出的，因此小流量水流的检测结果会非常准确可靠。
本发明还存在一个意外的优点为：可以防止用户进行偷水，当用户将水龙头开很小时，水流可以缓慢的滴出来，但是实际上水表没有运行，因此水被免费使用；而本发明的装置由于设置了堵水环16和堵水盖17，因此如果用户将水龙头开很小，希望水流成水滴缓慢流出时，由于水流流速不够，细弹簧24的压力大于水流的冲击力，堵水盖17无法被冲开的，也即水流在本装置被堵住，不会流出来的，因此无法实现偷水。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。