[发明专利]一种新型自来水计量表

说明书

本发明涉一种新型自来水计量表，属水仪表技术领域。隔板将表壳分隔成上下腔，隔板上装有传感器；下腔侧壁上设有进口和出口，下腔的侧壁端部装有端盖，端盖与下腔的侧壁之间设有密封垫；端盖的中心处设有阶梯轴，阶梯轴上装有叶轮，轮缘上装有动磁铁；上腔壁上装有环形盖，环形盖依次将显示屏、隔环及电路板压接在上腔凸台一上，显示屏上嵌有光伏电池；上腔凸台二上装有换能器及簧片，簧片端装有定磁铁与悬浮磁铁，动定磁铁同性磁极相对安装；换能器的基板靠近簧片安装，换能器端部装有被悬浮磁铁，被悬浮磁铁与悬浮磁铁同性磁极相对安装；电路板上带有能量转换单元、存储单元及发射单元；传感器所生成脉冲电压信号的数量用来表征自来水用量。

技术领域

本发明属于水仪表及供水设备领域，具体涉及一种新型自来水计量表。

背景技术

自来水是居民日常生活不可或缺的消费品，其消耗量记录与统计目前还主要由人工来完成。人工抄表不仅效率低、浪费人力物力，更主要的是抄表员往往会因住户家中无人徒劳往返多次，严重地影响了数据统计的准确性及实时性，因此人们开始研制自来水和煤气远程自动抄表系统。虽然现有抄表系统数据处理及传输技术已很成熟，但目前尚无实际推广应用的报道，原因之一是其供电问题未能很好地解决，新老住宅都未为自动抄表系统预铺设电缆，如铺设临时明线则存在安全隐患、采用电池供电则需经常更换，上述两种方法都难以为用户所接受，故开发一种可以实现电能自给的自来水表势在必行。

发明内容

本发明提出一种新型自来水计量表，本发明采用的实施方案是：表壳的隔板将表壳分隔成下腔和上腔，隔板上表面上经螺钉安装有传感器，传感器由镍基板和PZT晶片粘接而成；下腔的侧壁上设有进出口，进出口的中心同轴，下腔的侧壁端部经螺钉安装有端盖，端盖与下腔的侧壁之间设有密封垫；端盖的中心处设有阶梯轴，阶梯轴上经上下两个轴承安装有叶轮，处于上方的轴承的外圈顶靠在叶轮的轮缘上、内圈顶靠在隔板的凸台上，轮缘上经螺钉均布地安装有动磁铁；上腔壁上经螺纹安装有环形盖，环形盖依次将显示屏、隔环及电路板压接在上腔凸台一上，显示屏上镶嵌有光伏电池；上腔凸台二上经螺钉及压环安装有换能器及簧片，换能器对称安装在簧片两侧，簧片上经螺钉安装有定磁铁和悬浮磁铁，定磁铁与动磁铁几何中心位于同一圆柱面上，动定磁铁的同性磁极相对安装；换能器由基板和PZT膜粘接而成，基板靠近簧片安装，换能器端部安装有被悬浮磁铁，被悬浮磁铁与悬浮磁铁的同性磁极相对安装；换能器及传感器经不同的导线组与电路板相连，电路板上带有能量转换单元、存储单元及发射单元，存储元件为超级电容；电路板经不同导线组与显示屏及光伏电池相连。

本发明中，换能器安装前为平直结构、安装后由于悬浮磁铁与被悬浮磁铁的排斥力作用变为弯曲结构，簧片不发生弯曲变形时，簧片两侧换能器的变形及受力状态分别相同；正常工作时换能器的自由端未与其相邻的电路板或隔板相接触，当利用外力使换能器的自由端与其相邻的电路板或隔板发生接触时，换能器的自由端的变形量不大于其许用变形量、PZT膜上的最大压应力不大于其许用值，即小于其中：B＝1-α+αβ，A＝α⁴(1-β)²-4α³(1-β)+6α²(1-β)-4α(1-β)+1，α＝h_m/H，β＝E_m/E_p，h_m和H分别为基板的厚度和换能器的总厚度，E_m和E_p分别为基板和PZT膜的杨氏模量，k₃₁和分别为压电陶瓷材料的机电耦合系数和许用压应力，L为换能器的长度。