本實(shí)用新型涉及水表技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能控制超聲波水表。
背景技術(shù)：
目前民用水表市場，主要是普通機(jī)械式水表、電子遠(yuǎn)傳水表、閥控水表為主，基本都是基于機(jī)械式方式實(shí)現(xiàn)水量測量的，其準(zhǔn)確度、壓力損失、防護(hù)性、數(shù)據(jù)通訊等方面都有不理想之處。
1、由于機(jī)械式水表存在機(jī)械運(yùn)動特性，所以長時間使用會產(chǎn)生磨損，因此其準(zhǔn)確度低、始動流量高、量程比小、壓損大；
2、市場上的大部分閥控水表其防護(hù)性都不理想，電機(jī)不防水、外殼不防水，所以整體防護(hù)性不強(qiáng)，容易漏水、生銹，進(jìn)而無法使用；
3、很多機(jī)械式水表沒有電子部分，無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程集抄，所以不同通訊接口、多通訊協(xié)議、多任務(wù)接口更無法實(shí)現(xiàn)。
4、由于閥控超聲波水表電池消耗比較大，而以往的儀表都不能外部更換電池。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
基于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種智能控制超聲波水表，其具有計量準(zhǔn)確、管理方便、運(yùn)行穩(wěn)定、抗污防腐能力強(qiáng)、使用壽命長、安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：
一種智能控制超聲波水表，包括水表外殼以及置于水表外殼內(nèi)的控制電路板、流量采集器、控制閥門、電機(jī)和管道，所述控制閥門和所述流量采集器集成在所述管道內(nèi)，所述控制電路板包括MCU控制單元和分別與所述MCU控制單元連接的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片、電機(jī)驅(qū)動電路，所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片與所述流量采集器電連接，所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片用于實(shí)現(xiàn)超聲波時間差信號采集和流量計算；所述電機(jī)驅(qū)動電路與所述電機(jī)電連接，所述電機(jī)連接所述控制閥門，所述電機(jī)用于驅(qū)動所述控制閥門進(jìn)行流調(diào)節(jié)量，所述MCU控制單元采用MSP430系列低功耗芯片。
作為一種優(yōu)選方案，所述控制電路板還包括遠(yuǎn)傳通訊模塊，所述遠(yuǎn)傳通訊模塊連接所述MCU控制單元。
作為一種優(yōu)選方案，所述遠(yuǎn)傳通訊模塊包括無線遠(yuǎn)傳通訊模塊和/或有線遠(yuǎn)傳通訊模塊。
作為一種優(yōu)選方案，所述電機(jī)采用防水電機(jī)。
作為一種優(yōu)選方案，所述流量采集器為位于管道左右兩邊的兩個換能器，所述兩個換能器的中心間距為70mm，所述換能器的直徑為10mm。
作為一種優(yōu)選方案，所述水表外殼壁厚3mm。
作為一種優(yōu)選方案，所述水表外殼包括上殼、下殼和底座，所述控制電路板固定在所述上殼，所述電機(jī)固定在所述下殼，所述管道固定在所述下殼和所述底座之間。
作為一種優(yōu)選方案，所述上殼和所述下殼的連接處設(shè)置有密封平墊圈，所述下殼的固定管道處設(shè)置有灌膠密封槽。
作為一種優(yōu)選方案，所述控制電路板整體灌膠密封于所述上殼內(nèi)。
作為一種優(yōu)選方案，所述上殼內(nèi)還設(shè)置有電池倉，所述電池倉中安裝有電池，所述電池采用防水電池，所述上殼上還設(shè)置有用于蓋合所述電池倉的電池蓋，所述電池蓋扣合在所述上殼上。
本實(shí)用新型的有益效果是：
本實(shí)用新型的智能控制超聲波水表，所述控制閥門和所述流量采集器集成在所述管道上，其閥門驅(qū)動、控制、計算部分與計量部分統(tǒng)一集成在控制電路板上，克服了超聲波水表只測量無管理的缺點(diǎn)；產(chǎn)品具有外型美觀、計量準(zhǔn)確、管理方便、運(yùn)行穩(wěn)定、抗污防腐能力強(qiáng)、使用壽命長、安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于自來水公司供水計量、控制、收費(fèi)上，節(jié)省運(yùn)營成本。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型一施例的智能控制超聲波水表分解示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型的智能控制超聲波水表進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，以下各實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
參照圖1，本實(shí)用新型一實(shí)施例的智能控制超聲波水表，包括水表外殼以及置于水表外殼內(nèi)的控制電路板22、流量采集器、控制閥門、電機(jī)13和管道4，控制閥門和流量采集器集成在管道4內(nèi)。
控制電路板22包括MCU控制單元和分別與MCU控制單元連接的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片、電機(jī)驅(qū)動電路，時間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片與流量采集器電連接，時間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片用于實(shí)現(xiàn)超聲波時間差信號采集和流量計算；電機(jī)驅(qū)動電路與電機(jī)電連接，電機(jī)連接控制閥門，電機(jī)用于驅(qū)動控制閥門進(jìn)行流調(diào)節(jié)量，MCU控制單元采用MSP430系列低功耗芯片。
本實(shí)施例中，流量采集器為位于管道4左右兩邊的兩個換能器7，兩個換能器7的中心間距為70mm，換能器7的直徑為10mm。電機(jī)13采用防水電機(jī)。水表外殼壁厚3mm。
作為一種可優(yōu)選方式，水表外殼包括上殼21、下殼9和底座3。控制電路板22固定在上殼21，電機(jī)13固定在下殼9，管道4固定在下殼9和底座3之間。較佳地，上殼21和下殼9連接處有密封平墊圈10，下殼9的固定管道處設(shè)有灌膠密封槽。在其它實(shí)施例中，控制電路板22可整體灌膠密封于上殼21內(nèi)。
上殼21內(nèi)還設(shè)置有電池倉，電池倉中安裝有電池，電池采用防水電池，上殼上還設(shè)置有用于蓋合電池倉的電池蓋16，電池蓋16扣合在上殼21上。優(yōu)選地，在電池蓋16與上殼21之間設(shè)置防水墊圈。
本實(shí)施例中，控制電路板還包括遠(yuǎn)傳通訊模塊，遠(yuǎn)傳通訊模塊連接MCU控制單元。遠(yuǎn)傳通訊模塊包括無線遠(yuǎn)傳通訊模塊和/或有線遠(yuǎn)傳通訊模塊。
以上實(shí)施例的智能控制超聲波水表裝配過程如下：
步驟1：將第一O型密封圈5裝配到換能器7上，第二O型密封圈6裝配到NTC溫度傳感器27上，再將換能器7和NTC溫度傳感器27放置到管道4上對應(yīng)的插孔中，然后放置壓板26，用M4*6平頭螺絲25和壓板26將換能器7和NTC溫度傳感器27固定管道4上；
步驟2：將第三O型密封圈8安裝到管道4的閥門底座上，然后將下殼9安裝到管道4上并用M4*8圓頭螺絲11和M3*6圓頭螺絲24固定；
步驟3：將閥桿轉(zhuǎn)接頭12安裝到管道4的閥桿上，然后將電機(jī)13的軸對應(yīng)閥桿轉(zhuǎn)接頭12和下殼9上的固定孔位，并用M3*12圓頭螺絲14固定電機(jī)13；
步驟4：將換能器7和NTC溫度傳感器27的信號線焊接到電路板22上，電池二23接入電路板，將電路板22和電池二23安裝在上殼21上，電池二23采用型號為ER26500的鋰電池；
步驟5：將平墊密封圈10安裝到下殼9的密封槽上，然后將上殼21通過M2.5*6圓頭螺絲2與下殼9固定，電池一15放入上殼21的電池倉中并與電路板22的電池延長線連接，安裝電池蓋16，電池一15采用型號為ER14505的鋰電池；
步驟6：將軟膠塞子20安裝到上殼21的螺絲孔上，再將面貼一17、面貼二19及翻蓋18安裝到上殼21相應(yīng)位置上；
步驟7：整表測試完成后無問題，最后將底座3用M2.5*6圓頭螺絲2與下殼9固定，并將軟膠塞子1安裝到底座3螺絲孔中。
以上各實(shí)施例的智能控制超聲波水表，將超聲波測量與閥門控制集成到管道4上，同時通過小尺寸的換能器7來實(shí)現(xiàn)超聲波計量，DN15-DN20的管道4上的超聲波測量段的中心間距統(tǒng)一定為70mm，實(shí)現(xiàn)了多種口徑水表可使用同一外殼，降低了費(fèi)用和成本。
控制電路板22內(nèi)的嵌入式可程序預(yù)設(shè)三種口徑的程序；閥控部分采用防水電機(jī)，其閥門驅(qū)動、控制、計算部分與計量部分統(tǒng)一集成在控制電路板22上，閥控部分與流量計量部分進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，根據(jù)預(yù)設(shè)條件及功能需要控制閥門開關(guān)；通過以上設(shè)計將超聲波計量與閥控完美結(jié)合，外殼、管道、電路板、程序統(tǒng)一化、集成化，智能型超聲波水表計量與閥門控制裝置，克服了超聲波水表只測量無管理的缺點(diǎn)，還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開關(guān)閥、預(yù)付費(fèi)的功能。
由于水表的使用環(huán)境不確定度比較大，所以以往很多常規(guī)電子式水表在使用一段時間后就因潮濕、進(jìn)水造成水表電池沒電、不顯示、電機(jī)生銹無法工作等現(xiàn)象和故障。
以上實(shí)施例的智能控制超聲波水表從各方面考慮其密封性、防護(hù)性。1、電池二23和電池一15采用防水電池；2、電機(jī)13采用防水電機(jī)；3、上殼21和下殼9連接處有平墊密封，下殼9與管道4固定處預(yù)留灌膠密封槽，同時塑料外殼壁厚增加到3mm，提升密封面和密封強(qiáng)度；4、控制電路板22安裝到上殼21后，可整體灌膠密封，使電子部分與水、汽、塵完全隔離。通過以上幾種手段，即使儀表內(nèi)進(jìn)入水、汽，也能夠保證水表正常運(yùn)行。防水電機(jī)、防水電池的使用，提升產(chǎn)品的可靠性、防護(hù)性、耐久性。
以上實(shí)施例的智能控制超聲波水表還可進(jìn)行模塊化的通訊設(shè)計，控制電路板22上的通訊接口預(yù)留了紅外、MBUS、RS485、脈沖、TTL、無線470MHz、無線GPRS、wifi、4-20mA、射頻卡通訊，內(nèi)部可嵌入多種通訊協(xié)議，通過這些接口可以實(shí)現(xiàn)有線、無線數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)收費(fèi)，也可遠(yuǎn)程控制閥門的開關(guān)，提高供水公司的服務(wù)效率、節(jié)省運(yùn)營成本。實(shí)現(xiàn)了多功能、多任務(wù)接口，多種通訊模式，可模塊化定制，滿足不同客戶的需求。
超聲波水表采用超聲波換能器在中傳導(dǎo)的原理，分別在進(jìn)水和出處安裝一只超聲波換能器，通過交替激勵換能器采集超聲波時間值；MCU采用MSP430系列低功耗片，超聲波時間采集芯片為專用時間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片，實(shí)現(xiàn)超聲波時間差信號采集和流量計算；水表內(nèi)部無機(jī)械運(yùn)動部件，具有較高的使用年限。
以上各實(shí)施例的智能控制超聲波水表，采用超聲波時差法采集超聲波在介質(zhì)中傳播速度的原理來計算流量，實(shí)現(xiàn)了低功耗、始動流量低、量程比寬、壓損低等技術(shù)突破；同時，由于是基于全電子式的方式，其可方便的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、能夠嵌入多種通訊協(xié)議、模塊化通訊接口；合理的外殼設(shè)計解決了閥門電池可更換，提高了密封性和美觀性。
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。