水表水流压力检测设备

测量装置的制造及其应用技术1.本发明涉及供水辅助设备技术领域，特别是一种水表水流压力检测设备。背景技术：2.水表作为一种用水计量的机构，其主要作用是对相关区域(比如家庭)的总用水量进行统计计量。在供水管理中，供水单位需要采集相关用水区域的水压，比如说住宅小区二次增压供水部门需要了解高层住户的水压，在住户水压不足时将增压泵基础水压输出相对调节高，在住户水压过高时将增压泵基础水压输出相对调节低，这样满足高层住户安全用水前提下还能达到节能目的。3.现有技术中，对高层住户水压进行采集的方式，一般是供水部门的相关人员通过人为方式、在用水高峰时间段到高层后采用检测设备进行检测，上述检测方式不但给工作人员带来了不便，增加了数据采集成本(一般是工作人员将压力采集器的管道暂时套在高层住户家中水龙头出水端、打开水龙头后对压力采集器进行读数，进而得出水压数据)，且更为关键的是，人为方式采集水压不是实时进行，因此采集的水压不能反应高层供水区域的真实水压，会对安全供水造成一定的不利影响。还有就是，目前家庭用水中存在家中供水管道爆管或泄露的几率，这样，特别在家中无人没有及时关闭总阀门时不但造成水浪费，而且还会造成家中或楼下住户被水淹；因此，住户只有人为关闭总阀门后才能防止上述情况的发生，但是总水阀一般位于家中角落区域(比如卫生间)，会给住户关闭水阀带来不便。综上所述，提供一种协同水表使用，能实时监测水压，并能方便关闭供水的水压检测设备显得尤为必要。技术实现要素：4.为了克服现有水表因结构所限，只具有用水计量功能，无法实时监测水压，以及不能方便使用者开闭总水阀的弊端，本发明提供了一种结合水表使用，应用中在相关机构及电路共同作用下，能实时监测用水区域的水压数据，并将水压数据远传，相关部门经现有成熟的物联网数据收发技术能实时掌握相关区域的水压数据，发生停水时能主动提示使用者，且使用者不需要到总水阀处进行操作，能方便经无线方式打开及关闭总水阀门，由此给使用者带来了便利的水表水流压力检测设备。5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：6.水表水流压力检测设备，包括电磁水阀、蓄电池、水流发电机，其特征在于还具有数据采集机构、数据发送电路、整流电路、无线接收电路、无线发射电路、报警电路；所述水流发电机的进水管及出水管串联在水表的出水管和电磁水阀的进水管之间，电磁水阀的出水管和用水总管道连接；所述数据采集机构包括筒体、弹簧、活动板、活塞、力敏电阻，力敏电阻安装在筒体内上端且其受力面朝向下端，活动板、弹簧、活塞依次位于筒体内，筒体的下端安装有具有开孔的密封板，筒体安装在水表进水管侧端；所述蓄电池、数据发送电路、整流电路、报警电路、无线接收电路安装在元件盒内，无线发射电路安装在室内；所述无线接收电路的电源输出端和电磁水阀的电源输入端电性连接，力敏电阻的信号输出端和报警电路及数据发送电路的信号输入端分别电性连接。7.进一步地，所述电磁水阀是常闭阀芯电磁水阀。8.进一步地，所述活动板上端和力敏电阻的下端受力面接触。9.进一步地，所述整流电路包括电性连接的整流桥堆、电容，整流桥堆的电源输出端和电容两极分别连接。10.进一步地，所述数据发送电路包括电性连接的单片机模块和gprs模块，单片机模块和gprs模块的电源输入两端分别连接，单片机模块的信号输出端和gprs模块的信号输入端连接。11.进一步地，所述无线接收电路包括电性连接的无线接收电路模块、电阻、npn三极管和继电器，无线接收电路模块的正极电源输入端和继电器正极电源输入端及控制电源输入端连接，无线接收电路模块的其中一路输出端和电阻一端连接，电阻另一端和npn三极管基极连接，npn三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，无线接收电路模块的负极电源输入端和npn三极管发射极连接。12.进一步地，所述报警电路包括电性连接的npn三极管和蜂鸣器、电阻，第一只电阻一端和第一只npn三极管基极连接，第一只npn三极管集电极和第二只电阻一端、第二只npn三极管基极连接，两只npn三极管发射极连接，第二只npn三极管集电极和蜂鸣器负极电源输入端连接，第二只电阻另一端和蜂鸣器正极电源输入端连接。13.本发明有益效果是：本发明结合水表使用，通过水流发电机发电蓄电池蓄电方式为水表端的用电设备供电，这样不需要外接电源线安装，且还能节省电能。工作时，数据采集机构能实时监测水表处的水压数据，且水压数据能实时经数据发送电路通过无线移动网络远传，相关部门经现有成熟的物联网数据收发技术，能通过pc机或者智能手机等实时掌握相关区域的水压数据，为制定相关措施起到了有利技术支持(比如针对性提高或降低相关供水水压)；在报警电路等作用下，发生停水时能主动提示使用者，当使用者离家等需要关闭总水阀时，能在家中任何地点经无线方式打开及关闭总水阀门，给使用者带来了便利。基于上述，所以本发明具有好的应用前景。附图说明14.以下结合附图和实施例将本发明做进一步说明。15.图1是本发明整体结构示意图。16.图2是本发明数据采集机构结构示意图。17.图3是本发明电路图。具体实施方式18.图1、2、3中所示，水表水流压力检测设备，包括电磁水阀dc、蓄电池g、涡轮水流发电机m，还具有数据采集机构、数据发送电路1、整流电路2、无线接收电路3、无线发射电路a4、报警电路4；所述涡轮水流发电机m的进水管和水表5的出水管经管道接头连接，涡轮水流发电机m的出水管和电磁水阀dc的进水管经螺纹连接，电磁水阀dc的出水管和用水总管道经管道接头连接；所述数据采集机构包括上端为封闭式下端为开放式结构的柱形筒体6、弹簧7、活动板8、活塞9、力敏电阻rt，力敏电阻rt焊接在电路板上，电路板用胶粘接在筒体6内上端且其受力面朝向下端，弹簧7的下端用胶粘接在活塞9的上端，弹簧7的上端用胶粘接在圆形活动板8的下端，活动板8、弹簧7、活塞9套在筒体6内，筒体6的下端焊接有一只中部具有开孔的密封板10，筒体6外侧下端具有外螺纹，筒体6经其外螺纹旋入水表进水管11右侧端中部的丝孔内密封安装在水表进水管11侧端，和力敏电阻rt连接的导线经由筒体6上端开孔向上端外引出、且开孔用密封胶密封；所述蓄电池g、数据发送电路1、整流电路2、报警电路4、无线接收电路3安装在元件盒12内电路板上，元件盒12安装在水表5附近的墙面上等，无线发射电路a4安装在室内方便操作的位置(比如家中大门室内一侧墙面上)或放在方便操作的位置。19.图1、2、3中所示，电磁水阀dc是功率2w、工作电压直流6v的常闭阀芯电磁水阀；蓄电池g是型号6v/10ah的锂蓄电池；涡轮水流发电机m是6v小型交流水流发电机，正常用水条件下其输出电压在7v左右，以利于为6v蓄电池充电，涡轮水流发电机m内部具有涡轮叶片、工作时进水管进水、出水管出水，水流入流出过程中、水流会带动叶片转动，叶片带动涡轮水流发电机壳体后外侧端的发电机转轴转动，进而发电机发出交流电源。数据采集机构的弹簧7高度高于筒体6内的高度5毫米，橡胶活塞9的外径略大于筒体的内径1毫米，活动板8外径小于筒体6内径1毫米且上端和力敏电阻rt的下端受力面接触，密封板10中部开孔内径小于活塞9外径。整流电路包括经电路板布线连接的整流桥堆a、电容c1，整流桥堆a的电源输出端3及4脚和电容c1两极分别连接。数据发送电路包括经电路板布线连接的单片机模块a1和gprs模块a2，单片机模块a1和gprs模块a2的电源输入两端1及2脚分别连接，单片机模块a1的信号输出端和gprs模块a2的信号输入端经rs485数据线连接。20.图1、2、3所示，无线接收电路包括经电路板布线连接的型号tyo50-a72的无线接收电路模块成品a3、电阻r2、npn三极管q1和继电器k1，无线接收电路模块a3的正极电源输入端1脚和继电器k1正极电源输入端及控制电源输入端连接，无线接收电路模块a3的其中一路输出端4脚(2、5、6、7脚悬空)和电阻r2一端连接，电阻r2另一端和npn三极管q1基极连接，npn三极管q1集电极和继电器k1负极电源输入端连接，无线接收电路模块a3的负极电源输入端3脚和npn三极管q1发射极连接；无线发射电路a4是型号tyo50-a72的无线发射电路模块成品(和发射电池一同安装在外壳内)，其配套有一只无线发射电路专用12v电池；其具有四只无线信号发射按键s1、s2、s3、s4(位于外壳前端四个开孔外)，分别按下四只按键后无线发射电路模块会分别发射出四路不同无线信号；无线发射电路模块a4及无线接收电路模块a3内部具有编码电路，通过编码电路不同编码能防止居住在附近不同家庭的同型号无线发射及无线接收电路模块收发无线信号相互干扰。报警电路包括经电路板连接的npn三极管q及q2和蜂鸣器b、电阻r1及r3、电源开关d2(手柄位于元件盒前端第二个开孔外)，第一只电阻r1一端和第一只npn三极管q1基极连接，第一只npn三极管q1集电极和第二只电阻r3一端、第二只npn三极管q2基极连接，两只npn三极管q及q2发射极连接，第二只npn三极管q2集电极和蜂鸣器b负极电源输入端连接，第二只电阻r3另一端和电源开关d2一端连接，电源开关d2另一端和蜂鸣器b正极电源输入端连接。21.图1、2、3所示，涡轮水流发电机m的电源两极和整流桥堆a的电源输入两端1及2脚分别经导线连接，整流桥堆a的电源输出端3及4脚和蓄电池g两极、数据发送电路的电源输入端单片机模块a1的1及2脚、无线接收电路的电源输入端无线接收电路模块a3的1及3脚、报警电路的电源输入端电阻r3另一端及npn三极管q发射极以及力敏电阻rt的一端(和蓄电池g正极)分别经导线连接，无线接收电路的电源输出端继电器k1常开触点端及npn三极管q1发射极和电磁水阀dc的电源输入两端分别经导线连接，力敏电阻rt的另一端和报警电路的信号输入端电阻r1另一端及数据发送电路的信号输入端单片机模块a1的3脚分别经导线连接。一只电源开关d1(手柄位于元件盒前端第一个开孔外)的电源输入端及电源输出端经导线串联在蓄电池g正极和数据发送电路、无线接收电路、报警电路的正极电源输入端之间。22.图1、2、3所示，本发明结合水表5使用，平时水流发电机m在水表流入、流出自来水时会发出电能进入整流桥堆a的电源输入端，整流桥堆a将输入的交流电源转换为直流电源、然后经电容c1滤波后输出到蓄电池g进行储存，这样，能对本发明位于水表附近的用电设备供电，由于不需要外接电源线安装，不但安装更加便利，且还能节省电能。电源开关d1打开后，数据发送电路、无线接收电路、报警电路及力敏电阻rt会得电工作。工作时，自来水管内的水压会作用于活塞9，水压越高时活塞9克服弹簧7的弹性作用力沿筒体6内上行的距离越大，这样弹簧被压缩得相对紧活动板8上端作用于力敏电阻rt的受力面压力相对大，力敏电阻rt由于受力面受力相对大电阻值相对小，此刻6v电源经力敏电阻rt降压限流后进入单片机a1的信号输入端3脚信号电压相对高；水压越低时活塞9克服弹簧7的弹性作用力沿筒体6内上行的距离越小，这样弹簧被压缩得相对松活动板8上端作用于力敏电阻rt的受力面压力相对小，力敏电阻rt由于受力面受力相对小电阻值相对大，此刻6v电源经力敏电阻rt降压限流后进入单片机a1的信号输入端3脚信号电压相对低。当随水压不同进入单片机模块a1的信号电压发生变化时，单片机模块a1在其内部电路作用下，会将动态变化的模拟量电压信号转换为数字信号输出到gprs模块a2的信号输入端，然后gprs模块a2通过无线移动网络将数据远传，远端供水部门的pc机或者智能手机接收到数据后，那么相关管理人员就能及时掌握现场的相应水压数据(远端管理方经pc机或者智能手机的应用接收数据并显示、不同区域的gprs模块具有不同号码的sim卡，因此接收端能根据接收的数据对应号码了解具体位置)。23.图1、2、3所示，本发明中，当自来水没有停水时，力敏电阻rt的电阻相对低经电阻r1限流降压进入npn三极管q基极的电压相对高(高于0.7v)，那么npn三极管q会导通集电极输出低电平进入npn三极管q2的基极，npn三极管q2基极无合适正向偏压截止，蜂鸣器b不会发声代表没有停水。当自来水停水时，力敏电阻rt的电阻相对高经电阻r1限流降压进入npn三极管q基极的电压相对低(低于0.7v)，那么npn三极管q会截止其集电极不再输出低电平进入npn三极管q2的基极，npn三极管q2基极经由电阻r3降压限流获得合适正向偏压导通、其集电极输出低电平进入蜂鸣器b负极电源输入端，于是，蜂鸣器b会得电发声代表停水(使用者听到声音后就能直观知道停水了，听到声音后可关闭电源开关d2，下次来水后再打开电源开关d2)。本发明中，使用者出门前等，可无线方式关闭总水阀，按下无线发射电路模块a4的第一只信号发射按键s1后，无线发射电路a4会发射出第一路闭合无线信号，无线接收电路模块a3接收到第一路无线闭合信号后其4脚会输出高电平，高电平经电阻r2降压限流后进入npn三极管q1基极，npn三极管q1导通集电极输出低电平进入继电器k1负极电源输入端，继电器k1得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，进而电磁水阀dc得电工作其内部阀芯关闭，这样水表处的自来水就会停止输出。使用者需要供水时，按下无线发射电路模块a4的第二只信号发射按键s2后，无线发射电路a4会发射出第一路无线开路信号，无线接收电路模块a3接收到第一路无线开路信号后其4脚会停止输出高电平，进而，继电器k1失电不再吸合其控制电源输入端和常开触点端开路，进而电磁水阀dc失电不再工作其内部阀芯打开，这样水表处的自来水就会再次输出。通过上述所有电路及机构共同作用，本发明不需要外接电源线安装，还能节省电能，相关部门经物联网数据收发技术，能通过pc机或者智能手机等实时掌握相关区域的水压数据，为制定相关措施起到了有利技术支持(比如针对性提高或降低相关供水水压)；在报警电路等作用下，发生停水时能主动提示使用者，当使用者离家等需要关闭总水阀时，能在家中任何地点经无线方式打开及关闭总水阀门，给使用者带来了便利。图3中，电阻r1、r3、r2阻值分别是470k、100k、1k；继电器k1是dc12v继电器；gprs模a2型号是zlan8100；单片机模块a1的主控芯片型号是stc12c5a60s2；npn三极管q、q2、q1型号分别是9014、9013、9013；力敏电阻rt是型号fsr402的电阻式薄膜压力传感器；本实例中，电阻r1的取值越大，那么在具有一定水压(相对大)力敏电阻rt的阻值相对小时，进入npn三极管q的基极电压才会高于0.7v；电阻r1的取值越小，那么在相对低水压力敏电阻rt的阻值相对大时，进入npn三极管q的基极电压就会高于0.7v(本实施例取值470k)；整流桥堆a的型号是kp301；蜂鸣器b是型号fm6v的有源连续声蜂鸣报警器成品；电容c1型号是470μf/25v(滤波作用)。24.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。25.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。









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