一体式智能物联网水表机芯的制作方法

本实用新型涉及水表领域，特别涉及一种一体式智能物联网水表机芯。

背景技术：

水表为家家户户必备的计量装置，但目前绝大多数为机械水表，需要人工进行抄表，费时费力，也有小部分水表在非授权频段下进行无线传输，但这类水表容易受到外界信号干扰，抄表效率低，出错率高。另外，智能水表主要为干式水表，干式水表由于结构原因，叶轮杆较长，这样造成转动不稳定，隔水板上轴套凹孔易困气，始动流量大，小流量转动贯量不稳定，精度R值相对不高。另外，传统水表叶轮盒与隔水板阻尼单一，存在脉冲水流阻尼，容易产生脉动，对叶轮转动造成不稳定。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种一体式智能物联网水表机芯，该水表不仅采用了摆线形叶轮，增加了水流受力面积、间接增大了叶轮转动力矩、降低始动流量、提高水表计量精度，而且叶轮盒底部内端面和电路盒下端面上均设有摆线形阻尼筋条，增加了阻尼切入和停止作用时长，消除了水流产生的脉动，此外利用NB-IOT无线传输模块通信，使水表工作在授权频段，无线抄表效率高，出错率低。

本实用新型是这样实现的：一种一体式智能物联网水表机芯，其特征在于：包括过滤罩、套设安装于过滤罩内且具有上开口的叶轮盒、下端盖设于叶轮盒的上开口上且具有上开口的电路盒、转动连接于叶轮盒和电路盒之间的叶轮组件、设置于叶轮组件上端的磁钢、设置于电路盒内的电路板组件以及设置于电路盒上的用于防止磁钢的磁场干扰到电路板组件的防磁罩；所述叶轮组件包括叶轮本体以及多个沿圆周方向均布设置于叶轮本体上的摆线形叶片，所述叶轮盒底部内端面上设有多条摆线形阻尼筋条一，每条摆线形阻尼筋条一上均设有迎流斜面一，所述电路盒的下端面上设有多条摆线形阻尼筋条二，每条摆线形阻尼筋条二上均设有迎流斜面二，所述摆线形阻尼筋条一和摆线形阻尼筋条二的摆线旋转方向均与摆线形叶片的摆线旋转方向相反，所述电路板组件包括MCU主控模块、用于采集脉冲信号的传感器模块、用于显示水流量信息的显示模块、用于无线传输水流量信息的NB-IOT无线传输模块以及用于异常报警的报警模块；所述MCU主控模块的输入端与所述传感器模块的输出端相连，用于将传感器模块采集到的信号转换为水流流量信息,所述MCU主控模块的输出端与所述显示模块的输入端连接，用于将转换的水流流量信息显示在显示模块上，所述MCU主控模块的输出端还与所述NB-IOT无线传输模块的输入端相连，用于将水流流量信息通过无线网络发送至云端服务器，所述MCU主控模块与所述报警模块相连，用于接收报警触发信号并发出报警信息。

为了提高水表轴承的使用寿命，保证叶轮工作时的流畅性，进一步的，所述叶轮组件还包括固设于叶轮本体上端的上轴、固设于电路盒上的上轴套、固设于叶轮本体下端内的下轴套、同轴固设于下轴套内的刚玉轴承以及固设于叶轮盒底部的下顶尖，所述刚玉轴承的内圈顶压于下顶尖上，所述上轴转动连接于上轴套内。

为了防止水中含铁杂质被吸附到磁钢上影响水表正常工作，进一步的，所述水表机芯还包括同轴固设于叶轮组件上且位于磁钢下端的用于封闭磁钢下半部分磁场的导磁片。

为了准确计量水流量，提高机芯分辨率、灵敏度和稳定性，进一步的，所述传感器模块包括四个设置于电路盒底端且环绕磁钢圆周方向设置的霍尔传感器。

为了使水表工作在授权频段，进一步的，所述水表机芯还包括设置于电路板组件上端的支架圈，所述电路板组件还包括设置于支架圈上且与NB-IOT无线传输模块输出端相连接的NB-IOT天线。

为了满足水表正常工作的用电需求，进一步的，所述电路板组件还包括电源模块，所述电源模块包括设置于电路盒内且分别与MCU主控模块、NB-IOT无线传输模块、NB-IOT天线相连接供电的锂电池组。

为了便于区分不同的水表，进一步的，所述电路板组件还包括一个与MCU主控模块相连接的SIM号码卡。

较之现有技术而言，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型提供的一体式智能物联网水表机芯，该水表采用摆线形叶轮增加了水流受力面积、间接增大了叶轮转动力矩、降低始动流量、提高水表计量精度，而且叶轮盒底部内端面和电路盒下端面上均设有摆线形阻尼筋条，增加了阻尼切入和停止作用时长，消除了水流产生的脉动；

(2)本实用新型提供的一体式智能物联网水表机芯，叶轮盒底部内端面上设有多条摆线形阻尼筋条一，每条摆线形阻尼筋条一上均设有迎流斜面一，摆线形阻尼筋条一的摆线旋转方向均与摆线形叶片的摆线旋转方向相反，增加阻尼切入和停止作用时长，消除传统直线筋条在叶轮组件低速转动(即小流量状态时)产生脉动的缺陷，在水流推动叶轮组件转动时，摆线形筋一条全程对叶轮组件产生连续稳定平滑柔顺的阻尼，使叶轮组件持续匀速稳定转动，为霍尔感应输出脉冲信号提供可靠保证；电路盒的下端面上设有多条摆线形阻尼筋条二，每条摆线形阻尼筋条二上均设有迎流斜面二，摆线形阻尼筋条二的摆线旋转方向均与摆线形叶片的摆线旋转方向相反，增加阻尼切入和停止作用时长，消除传统直线筋条在叶轮组件高速转动(即大流量状态时)产生脉动的缺陷，在出水时摆线形阻尼筋条二能产生小旋涡，阻止叶轮组件加速转动，除低叶轮组件转速，使叶轮组件持续匀速稳定转动，使水表误差曲线平坦，提高计量精度，减少摩擦磨损，延长水表合用寿命，同时为霍尔感应输出脉冲信号提供可靠保证；

(3)本实用新型提供的一体式智能物联网水表机芯，该水表轴承采用刚玉材料，大大提高了轴承的使用寿命，且轴承上下端都套设有轴套，保证了轴承工作时的流畅性；

(4)本实用新型提供的一体式智能物联网水表机芯，该水表采用导磁片封闭磁钢下半部分磁场，防止水中含铁杂质被吸附到磁钢上，影响水表的正常工作；

(5)本实用新型提供的一体式智能物联网水表机芯，该水表采用霍尔传感器环绕在磁钢圆周方向，能够准确计量水流量，提高机芯分辨率、灵敏度和稳定性；

(6)本实用新型提供的一体式智能物联网水表机芯，该水表利用NB-IOT无线传输模块通信，使水表工作在授权频段，无线抄表效率高，出错率低；

(7)本实用新型提供的一体式智能物联网水表机芯，该水表MCU主控模块还连接有一SIM号码卡，可使每个水表通过SIM号码卡得到唯一的身份编码，便于区分；

(8)本实用新型提供的一体式智能物联网水表机芯，具有结构简凑美观可靠，集成度高，健康环保，无毒无污染无生物活性，始动量小，精度高，量程宽，通用性强，安装方便，寿命长，成本较低，维护简单，易推广等优点。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型一体式智能物联网水表机芯的结构示意图；

图2是图1中A的局部放大示意图；

图3是图1中B的局部放大示意图；

图4是本实用新型一体式智能物联网水表机芯的电路盒结构示意图；

图5是本实用新型一体式智能物联网水表机芯的叶轮盒结构示意图；

图6是本实用新型一体式智能物联网水表机芯的原理框图；

图7是本实用新型的MCU主控模块的电路示意图；

图8是本实用新型的传感器模块的电路示意图；

图9是本实用新型的显示模块的电路示意图；

图10是本实用新型的NB-IOT无线传输模块的电路示意图；

图11是本实用新型的电源模块的电路示意图。

图中符号说明：1、过滤罩，2、叶轮盒，21、阻尼筋条一，211、迎流斜面一，3、电路盒，31、阻尼筋条二，311、迎流斜面二，4、叶轮组件，41、叶轮本体，42、摆线形叶片，43、上轴，44、上轴套，45、下轴套，46、刚玉轴承，47、下顶尖，5、磁钢，6、电路板组件，61、霍尔传感器，62、锂电池组，7、防磁罩，8、导磁片，9、支架圈，10、NB-IOT天线。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型内容进行详细说明：

如图1－图6所示，为本实用新型提供的一种一体式智能物联网水表机芯，其特征在于：包括过滤罩1、套设安装于过滤罩1内且具有上开口的叶轮盒2、下端盖设于叶轮盒2的上开口上且具有上开口的电路盒3、转动连接于叶轮盒2和电路盒3之间的叶轮组件4、设置于叶轮组件4上端的磁钢5、设置于电路盒3内的电路板组件6以及设置于电路盒3上的用于防止磁钢5的磁场干扰到电路板组件6的防磁罩7；所述叶轮组件4包括叶轮本体41以及多个沿圆周方向均布设置于叶轮本体41上的摆线形叶片42，所述叶轮盒2底部内端面上设有多条摆线形阻尼筋条一21，每条摆线形阻尼筋条一21上均设有迎流斜面一211，所述电路盒3的下端面上设有多条摆线形阻尼筋条二31，每条摆线形阻尼筋条二31上均设有迎流斜面二311，所述摆线形阻尼筋条一21和摆线形阻尼筋条二31的摆线旋转方向均与摆线形叶片42的摆线旋转方向相反，所述电路板组件6包括MCU主控模块、用于采集脉冲信号的传感器模块、用于显示水流量信息的显示模块、用于无线传输水流量信息的NB-IOT无线传输模块以及用于异常报警的报警模块；所述MCU主控模块的输入端与所述传感器模块的输出端相连，用于将传感器模块采集到的信号转换为水流流量信息,所述MCU主控模块的输出端与所述显示模块的输入端连接，用于将转换的水流流量信息显示在显示模块上，所述MCU主控模块的输出端还与所述NB-IOT无线传输模块的输入端相连，用于将水流流量信息通过无线网络发送至云端服务器，所述MCU主控模块与所述报警模块相连，用于接收报警触发信号并发出报警信息。在本实施例中，所述显示模块包括多位8段码液晶显示屏，同时也能够进行多位码多功能状态显示；所述MCU主控模块包括MSP430/ST32L微功耗单片机；所述NB-IOT无线传输模块包括低功耗NB-IOT模块或模组；所述报警模块包括拆表、磁干扰等报警输入模块和用以发出报警信息的报警输出模块；所述拆表报警输入模块包括设置于所述水表本体内表面用以检测表壳是否受到按压开启的压触开关和全极霍尔传感器；若压触开关或全极霍尔传感器得到报警触发信号并发送至MCU主控模块，所述MCU主控模块会通过NB-IOT无线传输模块将报警触发信号发送至云端服务器，运营公司能够根据该信号采取相应的措施。

如图1和图2所示，为了提高水表轴承的使用寿命，保证叶轮工作时的流畅性，所述叶轮组件还包括固设于叶轮本体41上端的上轴43、固设于电路盒3上的上轴套44、固设于叶轮本体41下端内的下轴套45、同轴固设于下轴套45内的刚玉轴承46以及固设于叶轮盒2底部的下顶尖47，所述刚玉轴承46的内圈顶压于下顶尖47上，所述上轴43转动连接于上轴套44内。

如图1和图2所示，为了防止水中含铁杂质被吸附到磁钢上影响水表正常工作，所述水表机芯还包括同轴固设于叶轮组件4上且位于磁钢5下端的用于封闭磁钢5下半部分磁场的导磁片8。

如图1和图2所示，为了准确计量水流量，提高机芯分辨率、灵敏度和稳定性，所述传感器模块包括四个设置于电路盒3底端且环绕磁钢5圆周方向设置的霍尔传感器61。

如图1和图3所示，为了使水表工作在授权频段，所述水表机芯还包括设置于电路板组件6上端的支架圈9，所述电路板组件6还包括设置于支架圈9上且与NB-IOT无线传输模块输出端相连接的NB-IOT天线10。

如图1和图6所示，为了满足水表正常工作的用电需求，所述电路板组件6还包括电源模块，所述电源模块包括设置于电路盒3内且分别与MCU主控模块、NB-IOT无线传输模块、NB-IOT天线10相连接供电的锂电池组62。

如图6所示，为了便于区分不同的水表，所述电路板组件6还包括一个与MCU主控模块相连接的SIM号码卡。

上述具体实施方式只是对本实用新型的技术方案进行详细解释，本实用新型并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本实用新型原理的任何改进或替换，均应在本实用新型的保护范围之内。