專利名稱：全智能遠(yuǎn)傳水表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計(jì)量水表，特別是一種全智能遠(yuǎn)傳水表。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有遠(yuǎn)傳水表性能單一，只能單純傳輸水流量及有關(guān)故障，沒有壓力信號(hào)的同時(shí)傳輸，也不帶自動(dòng)閥門。壓力傳輸與水流量傳輸脫節(jié)。當(dāng)管網(wǎng)壓力變化時(shí)，不能及時(shí)與水流量掛鉤，很難判定壓力變化是水流量造成的還是管道破裂漏水造成。判斷失誤造成不必要的損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種全智能遠(yuǎn)傳水表，可遠(yuǎn)距離同時(shí)監(jiān)測水流量、管網(wǎng)壓力值、閥門狀態(tài)及各類故障。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供全智能遠(yuǎn)傳水表，該遠(yuǎn)傳水表信息通過通訊模塊無線遠(yuǎn)傳至計(jì)算機(jī)，其中:該遠(yuǎn)傳水表包括有基表、閥門、執(zhí)行器、流量傳感器、壓力傳感器和控制盒；流量傳感器裝于基表的計(jì)數(shù)器上，閥門通過法蘭連接于基表的出水口端，壓力傳感器通過螺紋和密封圈與基表的表體連接，執(zhí)行器裝于閥門上面，流量傳感器、執(zhí)行器、壓力傳感器分別與控制盒電連接；所述控制盒內(nèi)設(shè)有控制器和電池；所述控制盒內(nèi)的控制器通過通訊模塊將接收到的水流量信號(hào)、閥門狀態(tài)信號(hào)，管網(wǎng)壓力信號(hào)以及故障信號(hào)無線遠(yuǎn)傳至所述計(jì)算機(jī)上；計(jì)算機(jī)通過通訊模塊和執(zhí)行器對閥門進(jìn)行遠(yuǎn)程控制操縱。本發(fā)明的效果是該全智能遠(yuǎn)傳水表通過無線遠(yuǎn)傳的計(jì)算機(jī)不僅可以接受水流量信號(hào)，還可以接收閥門狀態(tài)信號(hào)、故障信號(hào)和管網(wǎng)壓力信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對閥門實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操縱。計(jì)算機(jī)通過收到的壓力信號(hào)，水流量信號(hào)及閥門狀態(tài)信號(hào)能判斷出管網(wǎng)壓力是否正常，管道是否破裂和漏水，以便及時(shí)維修，預(yù)計(jì)每年因管道破裂后所造成的漏失率占總用水量的8% —10%，采用本水表計(jì)水以后可以減少漏失率的80%。以年供水量為2000萬立方米的中型自來水公司為例，每年減少漏失水量為140萬立方米。用該全智能遠(yuǎn)傳水表，不但將用水量、閥門狀態(tài)、故障信號(hào)、管網(wǎng)壓力值無線遠(yuǎn)傳至計(jì)算機(jī)上，還可實(shí)現(xiàn)閥門的自動(dòng)開關(guān)，用水預(yù)付費(fèi)功能，管理中心能及時(shí)掌握用戶用水量，用水狀態(tài)，水表的各種故障以及管網(wǎng)供水壓力，及時(shí)掌握和維修管道破裂造成的漏水現(xiàn)象，同時(shí)可以對閥門實(shí)施遠(yuǎn)程操縱，確保遠(yuǎn)距離傳遞可靠、及時(shí)，取消人工抄表，不受環(huán)境、氣候影響，防水防潮，抗干擾，抗高低溫。采用GPRS通訊手段，使通訊可靠，并不受距離限制?？刂坪胁捎靡惑w化設(shè)計(jì)，控制盒外殼采用聚砜特種塑料制造，加上多重密封件和密封膠，不受環(huán)境氣候影響，防水防潮，防干擾，防高低溫。采用一次性鋰電池和周期間斷供電方式，能長期供電。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的控制器電路框圖。圖中:1.基表2.閥門3.執(zhí)行器4.執(zhí)行器導(dǎo)線5.流量傳感器6.流量傳感器導(dǎo)線7.壓力傳感器8.壓力傳感器導(dǎo)線9.控制盒10.控制器IL電池12.計(jì)算機(jī)13.微處理器14.顯示模塊15.時(shí)鐘模塊16.存儲(chǔ)器17.控制器模塊18.壓力采集模塊19.流量采集模塊20.GPRS通訊模塊21.射頻卡讀寫模塊
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖及實(shí)例對本發(fā)明的全智能遠(yuǎn)傳水表結(jié)構(gòu)加以說明。本發(fā)明的全智能遠(yuǎn)傳水表結(jié)構(gòu)是，該遠(yuǎn)傳水表信息通過20GPRS通訊模塊無線遠(yuǎn)傳至計(jì)算機(jī)12，該遠(yuǎn)傳水表包括有基表1、閥門2、執(zhí)行器3、流量傳感器5、壓力傳感器7和控制盒9。該遠(yuǎn)傳水表的基表I在其出水口端通過法蘭連接閥門2，所述閥門2內(nèi)部有主閥和先導(dǎo)閥，執(zhí)行器3直接安裝于閥門2的先導(dǎo)閥上。在基表I計(jì)數(shù)器的表盤上面裝有流量傳感器5，在基表I的表體上通過螺紋和密封圈連接有壓力傳感器7，基表I的表體并與主水道相通，所述執(zhí)行器3、流量傳感器5和壓力傳感器7分別與基表I外的控制盒9通過執(zhí)行器導(dǎo)線4、流量傳感器導(dǎo)線6和壓力傳感器導(dǎo)線8實(shí)行電連接，將流量傳感器5采集的水流量信號(hào)、壓力傳感器7采集的管網(wǎng)水壓力信號(hào)傳輸給控制盒9 ;所述控制盒內(nèi)有相互電連接的控制器10和電池11，所述電池11是作為電源的自備鋰電池。所述控制盒9通過控制器10將接受到的各類信號(hào)無線遠(yuǎn)傳至計(jì)算機(jī)12上，計(jì)算機(jī)12也可以通過通訊模塊和控制器對閥門進(jìn)行遠(yuǎn)程操縱。同時(shí)控制盒9通過執(zhí)行器3對閥門進(jìn)行自動(dòng)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)用戶用水預(yù)付費(fèi)功能。所述控制器10包括有相互電連接的微處理器13、顯示模塊14、時(shí)鐘模塊15、存儲(chǔ)器16、控制器模塊17、壓力采集模塊18、流量采集模塊19、GPRS通訊模塊20和射頻卡讀寫模塊21。如圖1所示，本發(fā)明的全智能遠(yuǎn)傳水表的執(zhí)行器3安裝于閥門2上面，執(zhí)行器3由微型直流電機(jī)和行程開關(guān)構(gòu)成，執(zhí)行器電機(jī)直接控制閥門2的先導(dǎo)閥，執(zhí)行器3通過執(zhí)行器導(dǎo)線4與控制盒9相連，流量傳感器5安裝于基表I的計(jì)數(shù)器表盤之上并通過流量傳感器導(dǎo)線6與控制盒9相連，壓力傳感器7通過螺紋和密封圈與基表I的表體連接，并通過壓力傳感器導(dǎo)線8與控制盒9相連。控制器10和電池11裝于控制盒9中，控制器10與電池11、控制器導(dǎo)線4、流量傳感器導(dǎo)線6和壓力傳感器導(dǎo)線8電連接。該水表閥門2由控制器10通過執(zhí)行器導(dǎo)線4根據(jù)要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開關(guān)。該水表用水量通過流量傳感器5將信號(hào)由流量傳感器導(dǎo)線6傳至控制器10，管網(wǎng)水的壓力通過壓力傳感器7由壓力傳感器導(dǎo)線8傳至控制器10，控制器10將接受到的信號(hào)處理后，再無線遠(yuǎn)傳至管理中心的計(jì)算機(jī)12上。如圖2所示，本發(fā)明的全智能遠(yuǎn)傳水表的控制器10由微處理器13、顯示模塊14、時(shí)鐘模塊15、存儲(chǔ)器16、控制器模塊17、壓力采集模塊18、流量采集模塊19、GPRS通訊模塊20和射頻卡讀寫模塊21組成。如圖2所示，本發(fā)明的全智能遠(yuǎn)傳水表的微處理器13選用TI公司的16位低功耗處理器 MSP430F449。
如圖2所示，本發(fā)明的全智能遠(yuǎn)傳水表的顯示模塊14與微處理器13相連，選用8位段碼低功耗液晶顯示器，可以現(xiàn)場顯示水表的流量、管網(wǎng)水壓力、配置的參數(shù)、各類故障和操作過程狀態(tài)的提示。如圖2所不，本發(fā)明的全智能遠(yuǎn)傳水表的時(shí)鐘模塊15與微處理器13相連,為控制器提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘，時(shí)鐘芯片PCF8563有時(shí)鐘中斷功能，當(dāng)設(shè)置中斷時(shí)間到時(shí)，微處理器13通過檢測到時(shí)鐘芯片管腳的高低電平判斷出中斷時(shí)間、執(zhí)行上傳發(fā)送功能和其他功能。如圖2所示，本發(fā)明的全智能遠(yuǎn)傳水表的存儲(chǔ)器16與微處理器13相連，存儲(chǔ)各種需要保存的數(shù)據(jù)，包括用戶購買水量、用水水量、管網(wǎng)水壓力，各種配置參數(shù)和各類故障信肩、O如圖2所示，本發(fā)明的全智能遠(yuǎn)傳水表的執(zhí)行器模塊17與微處理器13相連，采用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片，為執(zhí)行器3的閥門電機(jī)提供電源，并附有閥門到位檢測電路和閥門電機(jī)斷線檢測電路，當(dāng)用戶用水水量等于購買水量時(shí)，由微處理通過執(zhí)行器模塊17關(guān)閉閥門。當(dāng)閥門不到位或閥門電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，由微處理通過GPRS通訊模塊20執(zhí)行上傳發(fā)送功能。如圖2所示，本發(fā)明的全智能遠(yuǎn)傳水表的壓力采集模塊18與微處理器13相連，通過壓力傳感器7內(nèi)部的壓阻電橋產(chǎn)生的毫伏信號(hào)經(jīng)過壓力傳感器模塊18的差分放大，變成微處理器13可米集的OV 2.5V的電壓信號(hào)，由于壓力傳感器7的電源是由微處理器13通過壓力采集模塊周期間斷提供的，所以功耗比傳統(tǒng)的壓力傳感器功耗小得多，滿足本產(chǎn)品電池供電的要求。在自來水管網(wǎng)系統(tǒng)中，管網(wǎng)水壓力的變化與水流量是成正比例的，Λ P=KQ,上式中Δ P是管網(wǎng)水壓力變化值(下降值)，Q是水流量，K是常數(shù)，K與管道直徑、材料、管道尺寸的變化有關(guān)。從上式中得出:當(dāng)管道中水流量越大時(shí)，管網(wǎng)水壓力下降越大。當(dāng)Λ P的值大于上式中計(jì)算值的某一量時(shí)，即可以認(rèn)定供水管道有破裂漏水的現(xiàn)象，這時(shí)微處理器13及時(shí)通過GPRS通訊模塊20將水流量和管網(wǎng)壓力及時(shí)上傳發(fā)送。如圖2所示，本發(fā)明的全智能遠(yuǎn)傳水表的流量采集模塊19與微處理器13相連，流量采集模塊19不但有計(jì)量功能，還具有斷線檢測功能，當(dāng)微處理器檢測到流量傳感器導(dǎo)線6有斷線現(xiàn)象時(shí)，做出斷線標(biāo)識(shí)，并觸發(fā)上傳報(bào)警。如圖2所示，本發(fā)明的全智能遠(yuǎn)傳水表的GPRS通訊模塊20與微處理器13相連，其功能是將水表信息無線遠(yuǎn)傳至管理中心的計(jì)算機(jī)12上，利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面廣、工作可靠的優(yōu)勢，可將分散的水表信息通過GPRS通訊模塊集中發(fā)送至管理中心的計(jì)算機(jī)上。其發(fā)送時(shí)間分為定點(diǎn)發(fā)送和適時(shí)發(fā)送，定時(shí)發(fā)送的內(nèi)容為水流量、管網(wǎng)壓力及其配置的參數(shù)，適時(shí)發(fā)送的內(nèi)容是流量傳感器5、執(zhí)行器3的各種故障以及管網(wǎng)壓力異常。在GPRS通訊模塊20工作時(shí)，控制器10與計(jì)算機(jī)12可實(shí)現(xiàn)雙向通訊，計(jì)算機(jī)12可修改和設(shè)置水表內(nèi)的參數(shù)和對閥門2的遠(yuǎn)程操縱。如圖2所示，本發(fā)明的全智能遠(yuǎn)傳水表的射頻卡讀寫模塊21與微處理器13相連，當(dāng)用戶購買水時(shí)，在射頻卡讀寫模塊21的線圈處進(jìn)行刷卡充值操作，管理部門還可通過射頻卡讀寫模塊21進(jìn)行讀寫卡操作，配備設(shè)置參數(shù)和查詢。
權(quán)利要求
1.一種全智能遠(yuǎn)傳水表，該遠(yuǎn)傳水表信息通過通訊模塊無線遠(yuǎn)傳至計(jì)算機(jī)，其特征是:該遠(yuǎn)傳水表包括有基表、閥門、執(zhí)行器、流量傳感器、壓力傳感器和控制盒；流量傳感器裝于基表的計(jì)數(shù)器上，閥門通過法蘭連接于基表后級，壓力傳感器通過螺紋和密封圈與基表表體連接，執(zhí)行器裝于閥門上面，流量傳感器、執(zhí)行器、壓力傳感器分別與控制盒電連接；所述控制盒內(nèi)設(shè)有控制器和電池；所述控制盒內(nèi)的控制器通過通訊模塊將接收到的水流量信號(hào)、閥門狀態(tài)信號(hào)，管網(wǎng)壓力信號(hào)以及故障信號(hào)無線遠(yuǎn)傳至所述計(jì)算機(jī)上；計(jì)算機(jī)通過通訊模塊和執(zhí)行器對閥門進(jìn)行遠(yuǎn)程控制操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全智能遠(yuǎn)傳水表，其特征是:所述控制器包括有相互電連接的微處理器、顯示模塊、時(shí)鐘模塊、存儲(chǔ)器、流量采集模塊、壓力采集模塊、射頻卡模塊、執(zhí)行器控制模塊、GPRS通訊模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全智能遠(yuǎn)傳水表，其特征是:所述電池是作為電源的自備鋰電池。
全文摘要
本發(fā)明提供一種全智能遠(yuǎn)傳水表，該水表流量傳感器裝于基表的計(jì)數(shù)器上，閥門通過法蘭與基表的后級連接，執(zhí)行器裝于閥門上，壓力傳感器通過螺紋和密封圈與基表表體連接?？刂坪袃?nèi)的控制器通過通訊模塊將接受到的水流量信號(hào)、閥門狀態(tài)信號(hào)、管網(wǎng)壓力信號(hào)、故障信號(hào)，無線遠(yuǎn)傳至管理中心的計(jì)算機(jī)上。有益效果是該全智能遠(yuǎn)傳水表，不但將用水量、閥門狀態(tài)、故障信號(hào)、管網(wǎng)壓力值無線遠(yuǎn)傳至計(jì)算機(jī)上遠(yuǎn)程操縱，還實(shí)現(xiàn)閥門的自動(dòng)開關(guān)，用水予付費(fèi)功能，管理中心能及時(shí)掌握用戶用水量，用水狀態(tài)，水表的各種故障以及管網(wǎng)供水壓力，及時(shí)掌握和維修管道破裂造成的漏水現(xiàn)象，確保遠(yuǎn)距離傳遞可靠、及時(shí)，取消人工抄表，不受環(huán)境、氣候影響，防水防潮，抗干擾，抗高低溫。
文檔編號(hào)F16K37/00GK103162760SQ20131008736
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月19日
發(fā)明者張炳華, 靳建偉, 馬向陽 申請人:天津市炳華節(jié)能技術(shù)有限公司