[实用新型]单水头明渠电子水表

说明书

本实用新型涉及一种电子水表，特别是一种适用于各种明渠的水表。

现有的明渠水表结构复杂，功耗高，使用不便，不能满足现代农业、城市给排水、地质勘测等领域明渠流量连续监测计量之要求。

本实用新型利用微电子技术提供一种低功耗、高精度而又简便的水表，其目的为克服前述该技术之不足。

所述电子水表由图1所示的一次仪表（传感器）及由图3所示的二次仪表数据处理器组成。在量水建筑物一侧建一观测井室，在观测井上安装水位传感器。在图1中，多圈电位器（2）装在传感器壳体（1）内滚珠轴承（3）的轴上，可感受经挂在转轮（4）上的尼龙齿带（5）测得的液位信号，其中（8）为尼龙代齿带（5）末端悬置的浮筒，（10）为取样井。该液位信号经信号传输线（6）送至二次仪表的模数转换单元，即A／D转换器，该数据经处理后在累加显示器上即可显示通过所测明渠的过渠瞬时流量，经累计则可测得通过该明渠的总水量。具体工作原理和过程如下。

本实用新型所述的电子水表的数据处理部分（二次仪表）主要由A／D模数转换器（11），地址变换单元（12），存贮器（13），译码器（14），输出接口（15），累加显示器（16）以及时序电路（17），掉电控制单元（18）组成。见原理框图（2）。图3为该原理框图指导下的一具体电路。由IC₁（555）提供主控振荡频率，经由IC₂（4520）、IC₅（4518）等逻辑器件组合形成为时控脉冲，以20S时间为一个大周期，给整个处理电路提供时控信号，来自（6）的水位信号经A／D模数转换器（11）转换为与其呈线性关线的脉冲信号后串行送至地址变换单元（12），从该单元并行输出的地址码即可查寻到贮存在存贮器（13）中此时所对应的过渠流量之值，这里在存贮器（13）中的流量值是根据水利学公式：

Q＝CHⁿ

而得到的，式中Q为瞬时流量，c、n为与明渠型式和尺寸有关的系数，在明渠型式和尺寸确定后，c、n系数也相应为一定值，H为明渠水位。译码器（14）从存贮器（13）中取出数据后送输出接口（15），然后所得数据可在累加显示器（16）上显示出来。当时序工作在18S以前时，由三极管BG₃、BG₄构成的掉电控制单元（18）处于截止状态，因此（12）－（16）均处于掉电状态，达到了节能目的，该掉电控制单元的控制端与时序电路（16）的一掉电控制信号端相连，其输出端与地址变换单元（12）、存贮器（13）、译码器（14）、输出接口（15）、累加显示器（16）的电源端相连；当时序工作在18～19S时，BG₃、BG₄导通，（12）～（16）带电。此间，（12）～（16）即按时序工作。A／D模数转换器（11）由两个三极管和一个振荡器组成，三极管BG₁的C极与传感器中的多圈电位器（2）的输出端相连，为一恒压源结构，三极管BG₂的b极与BG₁的C极相连，其输出端e极同时接有电容C₂与振荡器IC₄的输入端，为一恒流源结构。当取样电阻一定时，BG₁C极处于恒压状态，BG₂作为恒流源对电容C₂充电，当C₂充至一定电压时555振荡器IC₄即放电输出，在250MS时间内其输出脉冲数与所测水位一致。输出接口（15）由三块4066接口芯片构成，其输入端与译码器（14）的输出端相连，其输出端与由计算器构成的累加显示器（16）的置数键相连。由（14）输出的数据在时序19S的1／4～2／4时刻经IC₁₀～IC₁₂（4066）接口电路给由计算器构成的累加显示器（16）置数，在19S的4／4时刻由IC₁₂给（16）置累加键，同时计算显示瞬时流量，20S时工作结束，重新开始前述过程。如需看累计水量，只需在（16）上按下水量键即可显示累计水量。

如上所述，本实用新型由于采用了掉电工作方式，故功耗极低，由于采用了存贮直接读数工作方式，故其制作成本低，可靠性及稳定性极好，而且操作简便，可广泛用于明渠水利计量领域。

附图及实施例。