技术领域
[0001] 本
发明涉及的是一种机械传感器式电子水表，属于流量的测量领域。
背景技术
[0002] 机械水表，以及脉冲式水表和直读式水表的转速流量比，只能是一个固定的比值，即水表
齿轮组的变速比。电子水表中的关键部件-单板机
电路，最怕水的侵害。特别是超低功耗的技术要求，别说进一滴水，哪怕工作环境湿度增大，造成正负线路间的放电
电流增大。就足以使
电池提前耗尽，让远传水表失效；其次，传感器的方式目前采用磁隧道效应管。因为水表的
信号源在基表水中的
叶轮上，而传感器与电路置于电路盒中。为了防止水的侵害，相隔2道防水壁墙。信号能正常传递的只有
磁场最为可靠。但是磁场会
吸附水中的
铁锈，阻塞叶轮的转动；外部强磁场会干扰内部传感器的工作，使得水表不能正常计量。
[0003]
专利申请号为201710465324.6的发明专利公开了一种机械传感器式电子水表，提供了一种低能耗、防磁效率较高、
密封性能较好的电子水表，然而实际使用时，因叶轮中心孔是一个内部直径大于下方出口的空心空洞，由于机械传感器式电子水表叶轮的比重减轻至1.05克/立方厘米后，当机械传感器式电子水表安装在验表装置上时，
阀门打开，水流入水表内腔时，叶轮中心孔只有1个向下的出口，比水轻的叶轮中心孔内的残留空气，大部分只会聚集在叶轮中心孔上部；在空气中，机械传感器式电子水表叶轮总重量只有5克；在水中，机械传感器式电子水表叶轮重
力只有0.25克。当叶轮中心孔残留气体产生的
浮力大于0.25克时，将水表叶轮推向上行，与不锈
钢顶盖的下部
接触，在叶轮转动时，叶轮钢珠会与
不锈钢顶盖产生较大的
摩擦力。由于叶轮中心孔内的残留空气体积的大小是随机变化的，从而浮力对叶轮产生的摩擦力也是无法确定的，大大影响了叶轮在
流体中的转动速度，改变了叶轮的
流体力学性能，使得叶轮转动规律改变，造成机械传感器式电子水表的计量
精度也不稳定；同时，该机械传感器式电子水表结构中，叶轮嵌入的磁棒产生的磁场，
对流动的水中铁锈的吸附作用的屏蔽，靠的是叶轮下方安装的导磁圈，而实际使用过程中发现，导磁圈减弱了叶轮磁棒向上的磁场信号强度，不利于叶轮转动信号对于传感器的作用。
发明内容
[0004] 本发明提供了一种机械传感器式电子水表，其目的旨在解决现有电子水表所存在的上述
缺陷，提供一种叶轮转速稳定、且叶轮转动信号不受干扰的机械传感器式电子水表。
[0005] 本发明的技术解决方案：机械传感器式电子水表，其结构由机械式基表，和接受磁场信号并进行计算机处理的电路盒两部分组成，所述的基表由产生水流信号的
机芯和密封水道的壳体组成，机芯的压盖由无
磁性金属的顶盖，工程塑料的上压盖，下压盖组成，机芯的
阀座下部是滤网口，阀门接叶轮盒，叶轮盒内的叶轮顶部嵌有
磁铁棒；其特征在于，所述上压盖内孔壁上嵌有一个防磁
垫圈；所述叶轮是单顶针玛瑙套，小磁棒小钢珠结构，叶轮的下端镶嵌稳定套，在叶轮的玛瑙套下方的
位置垂直方向上设有两个对称的排气孔；所述的电路盒内分上、下两部分，下部是由防磁罩保护的磁隧道效应传感器，上部是装有锂电池的主
电路板，主电路板顶上是
液晶显示器。
[0006] 本发明的优点：1）毫安级的超低功耗的电路设计，表内置电池不更换，能正常工作十几年以上；
2）电路盒的结构和出线设计，不受潮湿工作环境的侵害；同时具有防磁干扰，防非法拆卸，防灰尘污染等功能；
3）机芯的设计保证水表计量精度不受水压变化的影响，叶轮的设计保证了灵敏耐磨、转速稳定、读数精准；比重接近水的
密度，随水流规律运动；
4）采用防磁垫圈设计防磁结构，既不受外界强磁场干扰，又引导内部磁场不对水中的铁锈产生吸附作用。
附图说明
[0007] 附图1是机械传感器式电子水表的结构示意图。
[0008] 附图2是机械式基表的结构示意图。
[0009] 附图3是机芯结构示意图。
[0010] 附图4是叶轮结构示意图。
[0011] 附图5是电路盒结构示意图。
[0012] 图中的1是电路盒、2是基表、3是485总线出线软管、4是PVC管接、5是压紧
螺母、6是防滑垫、7是叶轮盒、8是
表壳、9是阀座、10是阀门、11是钢垫、12是压盖、12-1是顶盖、12-2是上压盖、12-3是下压盖、13是叶轮、14是滴水孔、15是进水口、16是出水口、17是阀座滤网、18是密封垫、19是O型圈、20是钢珠、21是玛瑙套、22是顶针、23是磁棒、24是导磁圈排气孔、25是叶轮体、26是稳定套、27是盒盖、28是有机玻璃罩、29是面表板、30是液晶显示器、31是主电路板、32是锂电池、33是防磁罩、34是磁隧道效应传感器、35是盒底座、36是螺钉螺母、37是紧固圈、38是防磁垫圈。
具体实施方式
[0013] 机械传感器式电子水表，由机械式基表，和接受磁场信号并进行计算机处理的电路盒两部分组成，所述的基表由产生水流信号的机芯和密封水道的壳体组成；所述的电路盒内分上、下两部分，下部是由防磁罩保护的磁隧道效应传感器，上部是装有锂电池的主电路板，主电路板顶上是液晶显示器。
[0014] 所述基表是由产生水流信号的机芯和密封水道的壳体组成。
[0015] 所述机芯阀座下部是滤网口，阀门接叶轮盒；叶轮盒内的叶轮顶部嵌有磁铁棒。
[0016] 所述叶轮是单顶针玛瑙套，小磁棒小钢珠结构，叶轮的下端镶嵌稳定套；在叶轮的玛瑙套下方的位置垂直方向上设有两个对称的排气孔。当流水进入水表叶轮内腔时，叶轮中心孔内的空气从这一对排气孔排出叶轮内腔，从而叶轮中心孔内充满水而不会残留空气；叶轮在恒定的0.25克重力作用下漂在叶轮盒顶针上，当叶轮在流水中转动时，就只有恒定的摩擦力作用，排除了不稳定的干扰，从而保证了机械传感器式电子水表的计量精度的稳定。
[0017] 所述电路盒内的下部是由防磁罩保护的磁隧道效应传感器，上部是装有锂电池的主电路板，主电路板上部是液晶显示器。
[0018] 下面结合附图进一步描述本发明的技术方案：如图1所示，机械传感器式电子水表，其结构由机械式基表，和接受磁场信号并进行计算机处理的电路盒两部分组成，所述的基表由产生水流信号的机芯和密封水道的壳体组成；所述的电路盒内分上、下两部分，下部是由防磁罩保护的磁隧道效应传感器，上部是装有锂电池的主电路板，主电路板顶上是液晶显示器。
[0019] 如图2、3所示，基表是机械传感器式电子水表对流量的测量部件。它是由产生水流信号的机芯和密封水道的壳体组成。
[0020] 所述机芯是水表计量的关键部件。水流由图中表壳的右侧入水口流入，从机芯的阀座下部滤网口，推开阀门流入叶轮盒。水流推动叶轮盒里的叶轮转动，从叶轮盒上部流出图中表壳的左侧出水口。叶轮的顶部嵌有钐钴材料的高强度小磁铁棒。叶轮转动，磁铁棒产生的磁场也就转动。磁场翻转，触发了它上方水表电路盒内的磁隧道效应传感器，产生脉冲信号，唤醒CPU工作，计数累加水量并存储。
[0021] 当进入表壳的水流变小到8升/小时以下，不足以推开机芯的阀门，阀门关闭。水流全部从阀座
侧壁的小孔流入叶轮盒，直接推动叶轮转动，可以做到“滴水就走”。由于电子计数式水表可以提供沿叶轮计量曲线插值计量系数，所以滴水的小流量也可以按滴水的系数计算流量。
[0022] 当水表出口管道全部关闭，没有稳定水流时。管道内水压会
波动变化；或者邻居开启水龙阀门，
水锤产生。叶轮就会不规则转动。水表电路盒内传感器同样产生脉冲信号。由于CPU能对叶轮转动的周期精确计算到毫秒级，从而能精确地判断，叶轮是匀速运动还是非匀速运动。匀速运动就计数累加，非匀速运动就抛弃。从而避免了水压变化或者水锤产生的“误走”。
[0023] 压盖由不锈钢的顶盖，工程塑料制作的上压盖，下压盖组成。顶盖和上压盖是表壳上口的密封部件，它可以承受2MPa的压力。下压盖由于处于水表密封部件的水中，当水压变化时，它与叶轮盒组成了不受水压影响的，保持固定形状的计量水道。从而避免了内压式水表受压力变化影响水表计量精度的弊病。在上压盖内孔壁上嵌入一个防磁垫圈屏蔽叶轮磁棒向下的磁场，从而在叶轮下方的流水的铁锈不会受到叶轮磁棒向下的磁场吸引，从而在同样对叶轮磁棒向下的磁场达到屏蔽效果的同时，又不会减弱叶轮磁棒向上的磁场信号强度。
[0024] 如图4所示，叶轮是水表计量的最重要的部件。它的比重值和
摩擦系数是影响计量精度的主要因数。叶轮机构采取了如图5所示的单顶针玛瑙套，小磁棒小钢珠的结构，大大减少了比重大材料的体积。从而即保证叶轮整体比重减轻至1.065克/立方厘米，接近水的比重。又使转动部件材料是不锈钢（顶针）对玛瑙（套），不锈钢（钢珠）对不锈钢（顶盖）。保证了运动部件的摩擦系数小，刚性和
耐磨性能极高。钐钴材料的磁棒体积小，磁场强度高至2200高斯。保证了电路盒的传感器所需磁场的
冗余度达到4-5倍。长颈孔的深度，保证叶轮下方流水部位的磁场强度几乎为零。避免了干式水表叶轮磁铁吸附铁锈阻塞叶轮运动的致命弊端。叶轮的下端镶嵌稳定套，避免大水流冲击时叶轮摆动影响水表计量精度。
[0025] 如图5所示，电路盒内的下部是由防磁罩保护的磁隧道效应传感器，上部是装有锂电池的主电路板，主电路板上部是液晶显示器；电路盒的结构提供了防水，防磁，防拆，防尘等功能，电路盒内的单板机是超低功耗技术，机械传感器式电子水表的功耗只有8微安。内置的锂电池理论上可以使用45年以上，现场运行的水表目前也达到10年以上。
[0026] 机械传感器式电子水表，
物联网抄表箱构成的抄表系统，已全部采用电池供电，就可以做到天天抄一次表，使用6-12年以上。而直读式水表却必须使用外部的交流电源，才能保证数据自动远传。
