專利名稱：非接觸ic卡式u形數(shù)字化水表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非接觸IC卡式U形水表，尤其涉及一款基于非接觸IC卡技術(shù)的 U形數(shù)字化水表。
背景技術(shù)：
自來水表是計量用戶使用水量的儀器，是用戶交納自來水費的依據(jù)。目前，居民小 區(qū)采用預(yù)付費IC卡水表，已經(jīng)徹底改變傳統(tǒng)機械水表及上門抄表收費的模式，水費的收繳 方式由過去繁瑣的人工抄表、手工計價，轉(zhuǎn)變?yōu)橛脩舫諭C卡購水消費方式，進而實現(xiàn)水費 收繳管理微機化管理，大大降低自來水公司或小區(qū)物業(yè)管理部門的營運成本，對用戶而言 可免去每月應(yīng)付上門抄表的麻煩，同時，IC卡自來水表的廣泛使用，改變過去用水無度的現(xiàn) 狀，保障自來水資源有計劃地使用、節(jié)約使用，避免水資源的浪費。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題公知的IC卡式自來水表大都是在機械式水表基座的基礎(chǔ)上，另外加裝電子控制 電路和IC卡讀卡器控制盒組成，概括來說，公知的IC卡式自來水表還存在如下的問題一、公知的接觸式IC卡式水表或是非接觸式IC卡式水表，都是在機械式水表基座 上加裝一個塑料外殼，外殼內(nèi)裝有電子控制盒和讀卡器，顯示部分采用機械傳動碼盤與機 械刻度盤和LCD數(shù)字顯示相混合的方式，可以說目前的IC卡水表仍舊處于半機械化、半電 子化狀態(tài)；另一方面，由于塑料外殼做不到完全密封，不能防止水淹沒和防潮，因此水表上 各個電接觸點容易腐蝕造成接觸不良，造成水表的故障率較高。二、公知的接觸IC卡式水表，讀卡器因為帶有插槽不能防塵，特別在房屋裝修時， 泥沙或其它異物掉進讀卡器卡座縫中，刷卡時，常常導致IC卡座接觸不良或讀卡器損壞。三、公知的IC卡式水表都是直通表，水表基座的兩邊分別是直通的進水管和出水 管，這類水表安裝時需占用較多的空間，進水管和出水管不能同一個方向進出，隨著城市小 戶型房屋的增多，IC卡式直通水表不能滿足小戶型用戶提出的直接將水表安裝在房屋的墻 角而不占用額外地方的需求。四、公知的IC卡式水表完全由用戶交費購水，基本上脫離供水部門的監(jiān)督與管 理，常常會出現(xiàn)用戶購買水量用完后，由于電池電量不足或更換電池不及時，導致進水閥門 不能關(guān)閉致使用戶欠費用水的情況，即產(chǎn)生透支用水現(xiàn)象，結(jié)果使水費的追繳變得困難，造 成供水企業(yè)的經(jīng)濟效益大量流失。技術(shù)方案本發(fā)明的目的是提出了一種適合在小戶型房屋內(nèi)安裝的，基于非接觸IC卡技術(shù) 的非接觸IC卡式U形全數(shù)字化水表，其技術(shù)方案如下一種非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，包括一種狀如U形水表基座、圓形的水表面 蓋、水表刻度面板、數(shù)字水表指針機芯、閥門控制電機、進水閥門、水量采樣單元、信號調(diào)理電路、管道式微型葉輪發(fā)電機、低功耗單片機，其要點是，所述的水表刻度面板上包括三個 倍率不同的刻度盤、一個非接觸IC卡刷卡區(qū)和LED指示燈，其與水表基座相連的進水管和 出水管處于水表基座上的同一側(cè)，且進水管和出水管相互等距平行，整體上狀如U形，所述 的數(shù)字水表指針機芯是在一塊PCB板上焊接有低功耗單片機并裝配有三個相同尺寸并獨 立的微型步進電機機芯，圓形的水表面蓋與水表基座的空心圓柱體通過螺紋連接，將PCB 板、數(shù)字水表指針機芯、水表刻度面板、水量采樣單元、鋰亞電池組和電池管理模塊密封在 水表基座中央頂部的空心圓柱體中。所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其圓形的水表刻度面板是由塑料材質(zhì)構(gòu) 成的面板，其上面分別鏤刻有兩條封閉的圓形刻度盤和一條開放的大圓弧形刻度盤，分別 是一個是倍率為X0. 001的圓形刻度盤，其刻度盤的中心處安裝有一個對應(yīng)的刻度 指針，刻度盤上共有10大格，從0到9，每一大格又分為10小格，每一小格代表0. 001m3，指 針每順時鐘偏轉(zhuǎn)360°，代表消耗水量0. 001X100 = 0. lm3 ；一個是倍率為X0. 1的圓形刻度盤，其刻度盤的中心處安裝有一個對應(yīng)的刻度指 針，小刻度盤上共有10大格，從0到9，每一大格又分為10小格，每一小格代表0. lm3,指針 每順時鐘偏轉(zhuǎn)360°，代表消耗水量0. 1X100 = 10. Om3 ；一個是倍率為X10的大刻度盤圓弧，位于圓形的水表刻度面板的最外圈，其水表 刻度面板的中心處安裝有對應(yīng)的刻度指針，大刻度盤上從0、20、40、60、80、100、120、140、 160,180,200共有十一大格，每一大格又分為10個中格，每一中格含有一個小格，因此每一 大格共分為20小格，每一小格代表10m3，指針每逆時鐘偏轉(zhuǎn)一大格，代表當前水表上的剩余 水量減少 20X 10 = 200. Om3。所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其圓形的水表刻度面板上有一個標識為波 浪狀的非接觸ic卡的刷卡區(qū)和一個LED指示燈。所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其數(shù)字水表指針機芯是在一塊圓形的PCB 板上焊接有一塊低功耗單片機并安裝有三個相同尺寸并獨立的微型步進電機機芯，每個微 型步進電機機芯均包含有一個環(huán)形狀的鐵心體、線圈A、線圈B、轉(zhuǎn)子體、齒輪A、齒輪B、齒 輪C、指針驅(qū)動軸，轉(zhuǎn)子體嵌入在鐵心體中，齒輪C的轉(zhuǎn)動軸即是指針驅(qū)動軸，線圈A與線圈 B的引腳端焊接在PCB板上，每個微型步進電機機芯均通過四個自攻螺釘與PCB板相連。所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其數(shù)字水表指針機芯上的每個微型步進電 機機芯的線圈A的兩個輸出引出腳與線圈B的兩個輸出引出腳分別與低功耗單片機的I/O 端口直接相連。所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其數(shù)字水表指針機芯上的每個微型步進電 機機芯是按照如下的嚙合傳動關(guān)系相連轉(zhuǎn)子體轉(zhuǎn)動時帶動齒輪A，齒輪A帶動齒輪B，齒輪 B帶動齒輪C，齒輪C轉(zhuǎn)動的同時帶動指針驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動。所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，在水表刻度面板上，對應(yīng)倍率為X0. 001 的刻度盤的中心位置處，安裝有一個倍率為X0.001刻度盤的指針，其對應(yīng)倍率為X0. 1的 刻度盤的中心位置處，安裝有一個倍率為xo. 1刻度盤的指針，其對應(yīng)倍率為X10的刻度 盤的中心位置處，安裝有一個倍率為X10刻度盤的指針，三個指針同時穿過水表刻度面板 上的各自倍率刻度盤的中心孔，分別與安裝在PCB板上與其對應(yīng)的微型步進電機機芯的指針驅(qū)動軸套接。所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其安裝在PCB板上中央位置處的微型步進 電機機芯的鐵心體的擺放方向與放置在兩側(cè)處的微型步進電機機芯的鐵心體正交。技術(shù)效果相對于公知的自來水表，本發(fā)明具有如下的有益技術(shù)效果一、本發(fā)明采用了一種結(jié)構(gòu)上特殊的水表基座，與水表基座連為一體的進水管和 出水管在外形和結(jié)構(gòu)上呈U形狀，進水管和出水管為同一方向進出，且互相平行，因此水表 可直接將水表安裝在房屋的墻角，不占用額外的空間，這種水表特別有利于小戶型房屋的 安裝。二、采用U形水表基座后，U形水表基座的環(huán)形內(nèi)壁大大緩沖了漩渦水流的沖擊， 降低了管道中水流的漩渦和管道中泥沙對水表計量精度的影響。三、本發(fā)明采用內(nèi)置鋰亞電池組和管道式微型葉輪發(fā)電機并行循環(huán)供電和充電技 術(shù)，在電池管理模塊的控制下無需更換電池，所以更受用戶歡迎。為了防止進水閥銹蝕， 定時控制進水閥門作常規(guī)維護動作，因此不會出現(xiàn)閥門銹蝕或用戶購買的水量用完后，由 于電池電量不足或更換電池不及時，導致閥門不能關(guān)閉，致使用戶欠費用水的現(xiàn)象發(fā)生，即 杜絕了透支用水。四、本發(fā)明完全改變了傳統(tǒng)機械水表或IC卡水表的基本結(jié)構(gòu)和控制方式，采用了 基于PCB板的數(shù)字水表指針機芯結(jié)構(gòu)，水表內(nèi)置三個獨立的微型步進電機機芯，可同時驅(qū) 動三根指針，從而去掉了繁冗的多級機械數(shù)字字輪組，將機械表盤直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字表盤，有 效地提高了指示驅(qū)動機構(gòu)的可靠性和使用壽命，實現(xiàn)了 IC卡水表的全數(shù)字化。五、與公知IC卡式水表的指示方式不同的是，本發(fā)明去除了傳統(tǒng)水表中的機械數(shù) 字字輪組或者LCD屏幕，采用了數(shù)字水表指針機芯的方式顯示剩余的購水量，用戶持卡的 購水量通過非接觸IC卡將其購買的水量通過數(shù)字指針顯示出來，三根指針所指示的位置 不為零時，即表示當前的剩余水量，因此其剩余水量的指示方式清晰直觀，符合人們的觀察 習慣，界面友好。六、本發(fā)明結(jié)構(gòu)上緊湊，且沒有在水表基座的基礎(chǔ)上另加塑料外殼，通過螺紋，其 圓形的水表面蓋直接與U形水表基座的空心圓柱體相接，實現(xiàn)其一體化結(jié)構(gòu)，可將PCB板、 數(shù)字水表指針機芯、低功耗單片機、水量采樣單元、鋰亞電池組、電池管理模塊全部封裝在 水表基座中央頂部的空心圓柱體中，其密封性好，使用壽命長，所述的水表即使浸泡在水中 也能正常工作。
圖1是非接觸IC卡式U形_女字化水表正向外形圖2是非接觸IC卡式U形_女字化水表側(cè)向外形圖3是非接觸IC卡式U形_女字化水表正視圖4是非接觸IC卡式U形_女字化水表后視圖5是非接觸IC卡式U形_女字化水表側(cè)視圖6是非接觸IC卡式U形_女字化水表底視圖7是非接觸IC卡式U形_女字化水表結(jié)構(gòu)局部拉伸圖
圖8是非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表數(shù)字水表指針機芯正視圖 圖9是非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表數(shù)字水表指針機芯側(cè)視圖 圖10是非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表電原理框圖。 標號說明
1U型水表基座
3出水管
5進水閥門座蓋
7進水管側(cè)控制線管路
9倍率為X 10刻度盤
11倍率為xo. 1刻度盤的指針
13 LED指示燈
15倍率為X 0.001刻度盤
17進水閥門座
19微型葉輪發(fā)電機座
21低功耗單片機
23閥門控制電機
25水量采樣單元
27管道式微型葉輪發(fā)電機
29水表刻度面板
31鐵心體
33線圈B
35齒輪A
37齒輪C
39指針驅(qū)動軸
2進水管
4微型葉輪發(fā)電機座蓋 6出水管側(cè)控制線管路 8水表面蓋 10倍率為X0. 1刻度盤 12倍率為X 10刻度盤的指針 14倍率為X0. 001刻度盤的指針 16 U型水表基座底部的加強筋框 18水表基座上的外螺紋 20 PCB 板 22鋰亞電池組 24進水閥門 26IC卡刷卡區(qū) 28微型步進電機機芯 30信號調(diào)理電路 32線圈A 34轉(zhuǎn)子體 36齒輪B 38自攻螺釘 40電池管理模塊
具體實施例方式下面結(jié)合
本發(fā)明的具體實施方式
。本發(fā)明包括一種狀如U形水表基座1、進水管2、出水管3、圓形的水表面蓋8、水 表刻度面板29、數(shù)字水表指針機芯、閥門控制電機23、進水閥門24、水量采樣單元25、信號 調(diào)理電路30、管道式微型葉輪發(fā)電機27、低功耗單片機21、鋰亞電池組22和電池管理模塊 40。與U形水表基座1相連的進水管2和出水管3處于U形水表基座1上的同一側(cè)，且進 水管2和出水管3相互等距平行，在整體上狀如U形，由于進水管2和出水管3可同方向進 出，而不占用額外的空間，因此可直接將水表安裝在房屋的墻角，特別有利于小戶型房屋的 安裝，另外，U形水表基座1的底部有一個帶圓圈的十字加強筋框16，主要用于加固水表基 座。所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其在進水管2的一側(cè)向上拉伸有一個圓柱 體形狀的進水閥門座17，在進水閥座17中安裝有一個閥門控制電機23，閥門控制電機23 的控制線路通過進水管側(cè)控制線管路7引出至U形水表基座1上中央頂部的圓柱體中，并 與內(nèi)置的PCB板20相連，進水閥座蓋5，通過螺紋與進水閥門座17連接，并將閥門控制電機23密封在進水閥門座17中，其閥門控制電機23的轉(zhuǎn)動軸與安裝在進水管2中的進水閥門 24相接。所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其在出水管3的一側(cè)向上拉伸有一個圓柱 體形狀的微型葉輪發(fā)電機座19，管道式微型葉輪發(fā)電機27安裝在與出水管3相通的微型葉 輪發(fā)電機座19中，管道式微型葉輪發(fā)電機27的控制線路通過出水管側(cè)控制線管路6引出 至U形水表基座1上的中央頂部的圓柱體中，并與內(nèi)置的PCB板20相連。微型葉輪發(fā)電機 座蓋4通過螺紋與微型葉輪發(fā)電機座19連接，并將管道式微型葉輪發(fā)電機27密封在微型 葉輪發(fā)電機座19中，用水時，管道中的水流沖動葉輪，使得管道式微型葉輪發(fā)電機27發(fā)電， 發(fā)出的電能送電池管理模塊40，經(jīng)過整流濾波及其控制，可對鋰亞電池組22充電。所述的數(shù)字水表指針機芯是在一塊PCB板20上焊接有低功耗單片機21，并且裝 配有三個相同尺寸的獨立的微型步進電機機芯，每個微型步進電機機芯均包含有如下的部 件，分別是一個環(huán)形狀的鐵心體31、線圈A 32、線圈B 33、轉(zhuǎn)子體34、齒輪A 35、齒輪B 36、齒輪C 37、指針驅(qū)動軸39，其轉(zhuǎn)子體34嵌入在鐵心體31中，齒輪C 37的轉(zhuǎn)動軸即是指 針驅(qū)動軸39，線圈A32與線圈B 33的引腳端焊接在PCB板上，每個微型步進電機機芯均通 過四個自攻螺釘38與PCB板20相連。數(shù)字水表指針機芯上的每個微型步進電機機芯是按照如下的嚙合傳動關(guān)系相連 轉(zhuǎn)子體34轉(zhuǎn)動時帶動齒輪A 35，齒輪A 35帶動齒輪B 36，齒輪B 36帶動齒輪C 37，由于 齒輪C 37的轉(zhuǎn)動軸即為指針驅(qū)動軸39，所以，齒輪C 37轉(zhuǎn)動的同時也帶動指針驅(qū)動軸39 轉(zhuǎn)動，指針驅(qū)動軸39轉(zhuǎn)動從而帶動套接在其上的指針偏轉(zhuǎn)。
數(shù)字水表指針機芯上的每個微型步進電機機芯的線圈A 32的兩個輸出引出腳與 線圈B 33的兩個輸出引出腳分別與低功耗單片機21的I/O端口直接相連，因此共有3X4 =12個引腳與低功耗單片機21的I/O端口直接相連。安裝在PCB板20上的三個獨立的微型步進電機機芯的鐵心體31，在安裝位置上存 在如下的關(guān)系其安裝在PCB板20上中央位置處的微型步進電機機芯的鐵心體31的擺放 方向與放置在兩側(cè)處的微型步進電機機芯的鐵心體31正交，以使相互之間的電磁干擾降
低至最小。所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其特征在于，其圓形的水表刻度面板29是 由塑料材質(zhì)構(gòu)成的面板，其上面分別鏤刻有兩條封閉的圓形刻度盤10、15和一條開放的大 圓弧形刻度盤9，分別是一個是倍率為X0. 001的圓形刻度盤15，其刻度盤15的中心處安 裝有一個對應(yīng)的刻度指針14，刻度盤15上共有10大格，從0到9，每一大格又分為10小格， 每一小格代表0.001m3，指針14每順時鐘偏轉(zhuǎn)360°，代表消耗水量0. 001 X 100 = 0. Im3; 一個是倍率為X0. 1的圓形刻度盤10，其刻度盤10的中心處安裝有一個對應(yīng)的刻度指針 11，小刻度盤10上共有10大格，從0到9，每一大格又分為10小格，每一小格代表0. Im3, 指針11每順時鐘偏轉(zhuǎn)360°，代表消耗水量0. 1X100 = 10. Om3 ；一個是倍率為X 10的大 刻度盤9圓弧，位于圓形的水表刻度面板29的最外圈，其水表刻度面板29的中心處安裝有 對應(yīng)的刻度指針12，大刻度盤9上從0、20、40、60、80、100、120、140、160、180、200共有^^一 大格，每一大格又分為10個中格，每一中格含有一個小格，因此每一大格共分為20小格，每 一小格代表10m3，指針12每逆時鐘偏轉(zhuǎn)一大格，代表當前水表上的剩余水量減少20 X 10 = 200. Om3。
本發(fā)明中，在水表刻度面板29上，對應(yīng)倍率為X0. 001的刻度盤15的中心位置處，安裝有一個倍率為X0. 001刻度盤的指針14，其對應(yīng)倍率為X0. 1的刻度盤10的中心 位置處，安裝有一個倍率為xo. 1刻度盤的指針11，其對應(yīng)倍率為XlO的刻度盤9的中心 位置處，安裝有一個倍率為X 10刻度盤的指針12，三個指針同時穿過水表刻度面板29上的 各自倍率刻度盤的中心孔，分別與安裝在PCB板上對應(yīng)的微型步進電機機芯的指針驅(qū)動軸 39套接。圓形水表面蓋8上的內(nèi)螺紋與U形水表基座1的空心圓柱體的外螺紋相接，全部 將數(shù)字水表指針機芯、低功耗單片機21、水量采樣單元25、水表刻度面板29、鋰亞電池組22 和和電池管理模塊40全部密封在U形水表基座1中央頂部的空心圓柱體中。本發(fā)明的電原理框圖如圖十，低功耗單片機21通過水表基座1中的水量采樣單元 25獲取水流量信號，經(jīng)信號調(diào)理轉(zhuǎn)換電路30將水流量信號轉(zhuǎn)換為電脈沖信號，再傳遞給低 功耗單片機21，經(jīng)計算轉(zhuǎn)化為數(shù)字水表指針機芯上的微型步進電機機芯各個轉(zhuǎn)動軸偏轉(zhuǎn)所 需的角位移量，從而帶動各個指針在對應(yīng)的刻度盤上指示實時用水狀況，這時所指的刻度 即用戶剩余的用水量。用戶不用水時，水表的三個指針11、12、14分別停留在各自的刻度盤 上的刻度位置處，低功耗單片機21處于休眠狀態(tài)。與公知的IC卡式水表的刷卡方式和剩余水量指示方式不同的是，本發(fā)明去除了 傳統(tǒng)水表中的機械數(shù)字字輪組或者LCD屏幕，采用了數(shù)字水表指針機芯的方式顯示剩余的 購水量，用戶所持IC卡的購水量可通過非接觸IC卡將其購買的水量通過數(shù)字指針顯示出 來，圓形的水表刻度面板29上有一個標識為波浪狀的非接觸IC卡的刷卡區(qū)26和一個LED 指示燈13，用戶持IC卡接近水表刻度面板29的波浪狀的刷卡區(qū)26，可實現(xiàn)非接觸式刷卡， 刷卡成功后，LED指示燈13閃爍一次，IC卡上預(yù)存的水量即轉(zhuǎn)變成倍率為X 10刻度盤的指 針12在對應(yīng)在刻度盤9上指示的水量，而倍率為X0. 001刻度盤的指針14，與倍率為X0. 1 刻度盤的指針11，則反映了當前水表用水的速率。具體來說，用戶用水時，水表當前的三個 指針按照預(yù)定的倍率規(guī)律偏轉(zhuǎn)，其關(guān)系如下當倍率為X0. 001的刻度盤的指針14每順時 鐘轉(zhuǎn)360°，代表消耗水量0. 001X100 = 0. lm3，則倍率為X0. 1的刻度盤的指針11將順時 鐘轉(zhuǎn)一小格；如果倍率為X0. 1的刻度指針11每順時鐘轉(zhuǎn)360°，代表消耗水量0. 1X100 =10. Om3，則倍率為X 10的刻度指針12會逆時鐘偏轉(zhuǎn)一小格，表示當前水表上的剩余水量 已減少10. Om3,當三個指針指示的刻度均為零時，表示預(yù)存的水量消耗殆盡，低功耗單片機 21將控制閥門控制電機23動作，關(guān)閉進水閥門24，同時，LED指示燈13會閃爍提示用戶須 重新對IC卡充值。當三根指針11、12、14所指示的位置不全為零時，即表示當前可使用的 剩余水量，因此其剩余水量的指示方式直觀清晰，符合人們的觀察習慣，其界面友好?？傊?，本發(fā)明采用了一種結(jié)構(gòu)上為U形的水表基座，與水表基座連為一體的進水 管和出水管為同一方向進出，且互相平行，因此水表可直接將水表安裝在房屋的墻角，不占 用額外的空間，特別有利于小戶型房屋的安裝，而且采用U形水表基座后，U形水表基座的 環(huán)形內(nèi)壁大大緩沖了漩渦水流的沖擊，降低了管道漩渦和泥沙對水表計量精度的影響。本 發(fā)明還采用了內(nèi)置鋰亞電池組和管道式微型葉輪發(fā)電機循環(huán)供電和充電技術(shù)，無需更換電 池，因此不會出現(xiàn)由于電池電量不足，導致閥門不能完全關(guān)閉致使用戶欠費用水的現(xiàn)象發(fā) 生。本發(fā)明完全改變了傳統(tǒng)機械水表或IC卡水表的半機械化、半電子化的基本結(jié)構(gòu)和控制 方式，采用了基于PCB板的數(shù)字水表指針機芯，水表內(nèi)置三個獨立的微型步進電機機芯，可同時獨立驅(qū)動三根指針，從而去掉了繁冗的多級機械數(shù)字字輪組，將機械表盤直接轉(zhuǎn)換為 數(shù)字表盤，有效地提高了指示驅(qū)動機構(gòu)的可靠性和使用壽命，實現(xiàn)了 IC卡水表的全電子化 和數(shù)字化。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，沒有在水表基座的基礎(chǔ)上另加塑料外殼，其圓形的水表面蓋與 U形水表基座的空心圓柱體通過螺紋相接，實現(xiàn)其一體化結(jié)構(gòu)，可全部將PCB板、數(shù)字水表 指針機芯、低功耗單片機、水量采樣單元、鋰亞電池組和電池管理模塊全部封裝在水表基座 中央頂部的空心圓柱體中，其密封性好，因此水表即使浸泡在水中也能正常工作，是一款全 新的高端非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表表型。
權(quán)利要求
一種非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，包括一種狀如U形的水表基座(1)、圓形的水表面蓋(8)、水表刻度面板(29)、數(shù)字水表指針機芯、閥門控制電機(23)、進水閥門(24)、水量采樣單元(25)、信號調(diào)理電路(30)、管道式微型葉輪發(fā)電機(27)、低功耗單片機(21)，其特征在于，所述的水表刻度面板(29)上包括三個倍率不同的刻度盤(9)(10)(15)、一個非接觸IC卡刷卡區(qū)(26)和LED指示燈(13)，與水表基座(1)相連的進水管(2)和出水管(3)處于水表基座(1)上的同一側(cè)，且進水管(2)和出水管(3)相互等距平行，整體上狀如U形，所述的數(shù)字水表指針機芯是在一塊PCB板(20)上焊接有低功耗單片機(21)并裝配有三個相同尺寸并獨立的微型步進電機機芯，圓形的水表面蓋(8)與水表基座(1)的空心圓柱體通過螺紋連接，將PCB板(20)、數(shù)字水表指針機芯、水表刻度面板(29)、水量采樣單元(25)、鋰亞電池組(22)和電池管理模塊(40)密封在水表基座(1)中央頂部的空心圓柱體中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其特征在于，所述的圓形的 水表刻度面板(29)是由塑料材質(zhì)構(gòu)成的面板，其上面分別鏤刻有兩條封閉的圓形刻度盤 (10) (15)和一條開放的大圓弧形刻度盤(9)，分別是一個是倍率為X0. 001的圓形刻度盤(15)，其刻度盤(15)的中心處安裝有一個對應(yīng)的 刻度指針(14)，刻度盤(15)上共有10大格，從0到9，每一大格又分為10小格，每一小格 代表0. 001m3，指針(14)每順時鐘偏轉(zhuǎn)360°，代表消耗水量0. 001X100 = 0. Im3 ；一個是倍率為X0. 1的圓形刻度盤(10)，其刻度盤(10)的中心處安裝有一個對應(yīng)的刻 度指針(11)，小刻度盤(10)上共有10大格，從0到9，每一大格又分為10小格，每一小格 代表0. lm3，指針(11)每順時鐘偏轉(zhuǎn)360°，代表消耗水量0. 1X100 = 10. Om3 ；一個是倍率為X 10的大刻度盤(9)圓弧，位于圓形的水表刻度面板(29)的最外圈，其 水表刻度面板(29)的中心處安裝有對應(yīng)的刻度指針(12)，大刻度盤(9)上從0、20、40、60、 80、100、120、140、160、180、200共有i^一大格，每一大格又分為10個中格，每一中格含有一 個小格，因此每一大格共分為20小格，每一小格代表10m3，指針(12)每逆時鐘偏轉(zhuǎn)一大格， 代表當前水表上的剩余水量減少20X 10 = 200. Om3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其特征在于，圓形的水表刻 度面板(29)上有一個標識為波浪狀的非接觸IC卡的刷卡區(qū)(26)和一個LED指示燈(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其特征在于，所述的數(shù)字 水表指針機芯是在一塊圓形的PCB (20)板上焊接有一塊低功耗單片機(21)并安裝有三個 相同尺寸并獨立的微型步進電機機芯，每個微型步進電機機芯均包含有一個環(huán)形狀的鐵 心體(31)、線圈A (32)、線圈B (33)、轉(zhuǎn)子體(34)、齒輪A (35)、齒輪B (36)、齒輪C (37)、指針 驅(qū)動軸(39)，其轉(zhuǎn)子體(34)嵌入在鐵心體(31)中，齒輪C(37)的轉(zhuǎn)動軸即是指針驅(qū)動軸 (39)，線圈A(32)與線圈B(33)的引腳端焊接在PCB板上，每個微型步進電機機芯均通過四 個自攻螺釘(38)與PCB板(20)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其特征在于，數(shù)字水表 指針機芯上的每個微型步進電機機芯的線圈A(32)的兩個輸出引出腳與線圈B(33)的兩個 輸出引出腳分別與低功耗單片機(21)的I/O端口直接相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其特征在于，數(shù)字水表 指針機芯上的每個微型步進電機機芯是按照如下的嚙合傳動關(guān)系相連轉(zhuǎn)子體(34)轉(zhuǎn)動時帶動齒輪A (35)，齒輪A (35)帶動齒輪B (36)，齒輪B (36)帶動齒輪C (37)，齒輪C (37)轉(zhuǎn) 動的同時帶動指針驅(qū)動軸(39)轉(zhuǎn)動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其特征在于，在水表 刻度面板(29)上，對應(yīng)倍率為X0.001的刻度盤(15)的中心位置處，安裝有一個倍率 為X0. 001刻度盤的指針(14)，其對應(yīng)倍率為X0. 1的刻度盤(10)的中心位置處，安裝有 一個倍率為X0. 1刻度盤的指針(11)，其對應(yīng)倍率為X10的刻度盤(9)的中心位置處，安 裝有一個倍率為X 10刻度盤的指針(12)，三個指針同時穿過水表刻度面板(29)上的各自 倍率刻度盤的中心孔，分別與安裝在PCB板上與其對應(yīng)的微型步進電機機芯的指針驅(qū)動軸 (39)套接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，其特征在于，安裝在PCB 板(20)上中央位置處的微型步進電機機芯的鐵心體(31)的擺放方向與放置在其兩側(cè)處的 微型步進電機機芯的鐵心體(31)正交。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非接觸IC卡式U形數(shù)字化水表，包括一種水表基座、水表面蓋、水表刻度面板、數(shù)字水表指針機芯、閥門控制電機、進水閥門、水量采樣單元、信號調(diào)理電路、管道式微型葉輪發(fā)電機，其水表刻度面板上刻有三個刻度盤和IC卡刷卡區(qū)，與水表基座相連的進水管和出水管處于水表基座上的同一側(cè)，且進水管和出水管相互等距平行，整體上狀如U形，數(shù)字水表指針機芯是在一塊PCB板上焊接有低功耗單片機并裝配有三個獨立的微型步進電機機芯，水表面蓋與水表基座的空心圓柱體通過螺紋連接，全部將PCB板、數(shù)字水表指針機芯、水表刻度面板、水量采樣單元、鋰亞電池組和電池管理模塊密封在水表基座中央頂部的空心圓柱體中。
文檔編號G07F15/06GK101799958SQ20101012443
公開日2010年8月11日 申請日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月16日
發(fā)明者彭希南, 管于球, 荀慶來, 謝穩(wěn) 申請人:彭希南;管于球