智能水表自发电装置的工作原理及设计
?今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种应用于智能水表的自发电装置。该专利由山东冠翔科技有限公司申请，并于2018年9月7日获得授权公告。
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?内容说明
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?本发明属于智能水表技术领域，特别涉及一种应用于智能水表的自发电装置。
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?发明背景
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?供水网络的进户端水管中均设置有水表，用以计量水量消费数，为了方便供水单位采集用水终端的水表读数，现有技术中开始采用智能水表，智能水表需要供电才能运行，目前，大部分智能水表采用电池供电，电量用完后需人工进行电池更换，有时水表结构电路还在质量年限内，但电池电量就耗完了，这样不但成本高，耗费人力物力，同时也对用户的使用造成不便。
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?经过检索，公告号为104006856A的一种具有水动自发电式消毒功能的水
DN-15家用智能水表使用说明书 DN15型号智能水表是普通家用住宅使用的水表，一般家庭自来水管道的直径是15毫米，所以使用DN15水表，那么它是否有使用说明书呢答案是肯定的，我们以北京慧怡顺水公司生产的这种水表为例详细介绍下，以便开放全国网民使用阅读！ 本水表是用来计量流经自来水管道水的体积总量的仪表，适用于单向、非脉冲水流。智能IC卡（冷水、热水、纯净水）水表以自来水行业最常用，无故障，普通湿式水表为母体表，采用国际上最新微功耗，超大型大规模集成电脑芯片模块，以高集成化工业手段而设计制造的可靠电子控制器，配以水表公司研发的超低功耗，大扭距输出的无压损电机控制阀等相结合生产制造的新一代智能化水表，是集预付费，自动计费，报警及防止不当使用等功能于一体的高品质产品。具有计量准确，性能可靠，结构先进等特点，产品性能指标符合建设部CJ/133—2001标准和本企业标准，主要用于住宅和企业用水的计量与收费工作，该水表是以自来水公司和房产物业公司等水管部门现代管理的理想计量收费器具。 一、主要技术性能： 1. 被测水温：0o—30oC（热水表30oC-90 oC） 2. 水表的公称压力≤1Mpa 3．水表的最大允计误差：从包括最小流最qmin至不包括分界流量（qt）的低区±5%包括分界流量（qt）至包括过载流量（qs）的高区±2%。 4．管道的水压度大于Mpa. 二、工作原理 原理框图如下： #
三、功能特点 1.外观：全密封防水设计，采用食品级高强度ABS塑料材质，超大液晶屏，数字显示清楚； 2.机芯：采用干式水表机芯，确保水表字轮显示永久清晰，不受水质影响； 3.玻璃：表玻璃采用食品级透明高强度有机玻璃，有效防止外来物品对水表的损坏，防冻性能好； 4.电池：国标14505电池理论寿命6-8年，我公司18505电池实际寿命6-8年，容量提高倍； 卡：采用多点星形发讯设计，方便用户准确有效进行刷卡； 6.基表外壳：基表外壳全铜材质，采用二次静电喷涂防腐抗氧化工艺，基表永不腐蚀； 7.防拆热缩膜：杜绝了人为恶意拆表，并对接头起到有效防腐蚀、永不生锈的作用； 8.静态低功耗：我公司静态电流比国际低倍以上，我公司低于10μA，国际规定25μA 以下； ？ 9.高强度防水性能：所有电子原器件均采用食品级专业电子灌封胶密封，防水性能高，安全可靠。 四、水表使用说明 用户需要手持IC卡去水管理部门缴纳一定的水费，再将IC卡插入家中的水表卡槽里（或者刷一下）就能开阀门使用水了。射频卡智能冷水表计量和监控数据是通过水表和液晶显示并用射频卡传递数据，液晶显示如下图所示：
智能水表改造工程 第一节编制依据 1、对现场勘踏、了解所收集到的关于本工程的相关工程资料。 2、本施工工程所必须达到现行中华人民共和国的工程建设标准及 规范 (1) 《智能水表技术规程》 CJJ 28-2004 (2) 《城镇供水管网工 程施工及验收规范》 CJJ 28-2004 (8)《建筑机械使用安全技术规定》 JGB33-86 3、北京嘉洁能科技有限公司 《企业及质量管理手册》、《工程施 工作业 指导书》、《工程施工工艺标准》、《安全生产手册》等企业标准。 4、北京嘉洁能科技有限公司 现有的施工设备、技术装备、人力 资源、安 全保障体系以及公司多年来所完成同类优质工程所积累的完 善的、成熟的工程实施经验。 第二节工程概况 工程简介 施工组织设计 (3) 《测量规程》 GBJ50026-93 (4) 《建筑工程施工质量验收统一标准》 (5) 《建设工程文件归档整理规范》 (6) 《建筑施工工程安全技术规程》 GB50300-2001 GB/T50382-2001 国务院 (7)《建筑工程施工现场管理规定》 建设部15号令 (9)《建筑安全监督管理规定》 建设部13号令
工程名称：2013年建设项目 建设单位：公司 工程地点：西宁市 工程内容：对栋既有居住住宅楼，总计户住户实施供智能水表改造 工程特点 1、本工程需改造的楼宇多，住户多，智能布线工作量大。 2、本工程在西宁市住宅区内施工，所以必须做到文明、安全施工，因此在施工作业中必须做好安全防护、公共设施及环境保护以及施工作业噪音与灰粉尘的有效控制。 3、本工程为民生工程，必须按时保质保量的完成。 第三节工程现场组织管理机构 项目管理组织机构 根据工程的特点，我方将委派施工经验丰富且在同类工程中担任过负责人的为本工程的项目经理，并从我公司抽调工程管理能力强，责任心强、安全意识高、技术能力过硬、具备同类工程施工经验的骨干管理人员组成本工程的项目管理部，管理部由技术部、质量管理部、材料部、安全生产部组成。各部门责任明确，认证负责，健全和实现岗位责任制。对本工程的各个分项工程进行资源的合理分配和过程控制，对整个工程进行全方位的施工质量、安全生产、进度等的严格控制和监管。
名称 ：503电动高低机 方案设计报告 编 号 密 级 阶段标记 会签 编 制 校 对 审 核 标 审 批 准 西安方元明科技发展有限公司
内容摘要： 本报告对高低机方案设计过程进行了阐述，完成高低机整体方案设计报告编写。 主 方案设计总体技术设计 题 词 更改单号更改日期更改人更改办法 更 改 栏
1概述 此装置用于完成某设备的高低动作，从而进行此姿态稳定伺服高低机（以下简称高低机）的设计。 2主要技术指标 2.1性能指标 1)推力：不小于5000N； 2)初始安装长度：791±1mm； 3)跨距：520mm； 4)最长长度：≥1369mm（前连接耳处的螺纹可实现调节）； 5)速度：8mm/s； 6)额定电压：24VDC、36VDC、48VDC； 2.2环境适应性 1)-40℃-55℃正常工作； 2)淋雨试验：6mm/h； 3)冲击实验：加速度30g； 4)三防要求：湿热、盐雾、霉菌； 5)符合空投和空载运输要求。 2.3组成和功能要求 2.3.1组成 此装置由左右高低机、蜗轮蜗杆箱、行星减速器、直流伺服电机、传动轴、手摇装置等组成。其中高低机主要包含缸筒、滚珠丝杠副、推杆等。其结构布局图如下图所示：
2.3.2功能要求 1) 机械自锁； 2）手摇机构具备两种速度，手摇速比1:1和1:2； 3)手旋螺母微调及锁紧功能。 3总体技术设计 3.1结构组成 本次设计中将高低机分为三大部分，分别是：伺服电机、蜗轮蜗杆箱、缸体等。缸体主要包括滚珠丝杠副、轴承组、推杆、缸筒等。 3.2工作原理 工作原理为：伺服电机旋转，通过减速器、蜗轮蜗杆传动机构带动丝杠副旋转；丝杠螺母径向限位，在丝杠旋转力矩的驱动下，丝杠螺母与电动高低机推杆一起做往复直线运动。
智能水表 使 用 说 明 书
目录 一、概述 二、技术参数 三、操作（使用）说明 四、安装说明 五、故障处理说明 六、附件 一、概述 系列智能表是按照 CJ/T133-2007中华人民共和国城镇建设行业标准《IC 卡冷水水表》和中华人民共和国国家标准 GB/T778-2007 《饮用冷水水表和热水水表》的技术要求，由公司设计生产制造。 该系列智能表技术先进、性能优良、结构合理、计量准确、可靠。该智能表具有以下显著特点： 1、始动好； 2、基表采用四位指针、五位字轮，明确、易读； 3、阀门采用悬浮结构、开关扭矩小；寿命长、可靠； 4、表阀一体，结构合理； 二、主要技术参数 1、流量范围
2、相对误差 2.1 从包括最小流量至分界流量（不含）的流量低区，最大允许误差为±5%； 2.2 从包括分界流量至过载流量（含）的流量高区，当水温≤30°时；最大允许误差为±2%;当水温＞30°时；最大允许误差为±3%。 3、工作温度：冷水水表：0.1℃～30℃；热水水表：0.1℃～90℃； 4、工作压力：≤1.0MPa 5、压力损失：≤0.063MPa 6、安装环境：B类-安装在户内的固定式IC卡水表 7、电磁环境：E1-住宅、商业和轻工业 8、工作电流：静态：（ 5～6）uA 9、工作环境温度：5℃～55℃； 10、流动剖面敏感度等级：U10、D5。 11、存储环境温度：-5℃～55℃； 12、安装尺寸与重量 水表外形示意图： 安装尺寸与重量表 三、操作使用
用户使用本表时应到管理部门营业处去开户、建档，购买相应的水量的用户卡。用户卡在初次使用时必需在指定的表上使用，否则可能造成不必要的损失。 将射频卡靠近水表塑料壳体的读卡标志区处，按动按键,听到”嘀”的一声表示刷卡成功.在按按键的同时液晶显示“rd IC”表示检测到射频卡，如显示“END”表示卡操作正常，如显示“E rr XXX”表示可能有问题.请重新放一下卡的位置,再试一下,如还有问题请与管理部门联系. 当水表剩余量小于设定的报警值时(本表出厂时设定报警值2.0 m3),阀门关闭告警，同时显示请充值标志,用户发现关阀后可刷用户卡或按按键将阀门开启。IC 卡水表以此提醒用户及时充值；当剩余量递减至零时，阀门自动关闭。用户需重新购买充值后才能打开阀门。 当射频卡表出现说明2中的故障时阀门也将关闭，当故障排除后阀门才可打开。如果用户将卡丢失，须到管理终端处办理相应的补卡手续。本系统补卡后，如果原用户卡找到仍可使用。 四、安装说明 1、选择水表口径应根据安装地点的管道直径及流量等于或小于水表常用流量为依据来选择适宜口径的水表。 2、安装位置应选择方便拆卸和易读取水表计量数据的地方，应避开暴晒、雨淋、水淹、污染和有外磁干扰的环境。在有冰冻期间,除将水表和水管包扎外,不用时把水表进水端阀门关闭,出水端放水阀和水龙头打开,以防止水表因冰冻膨胀而损坏；透明吸塑罩是防止异物卡住水表转动部分而损坏水表，不读表时切记将其盖上。 3、安装时（特别是新管段）应避免将麻丝、胶带、砂石等杂物进入水表管道内，造成水表计量故障。 4、安装时，为了计量准确,水表出水口管道安装应高于水表不少于0.5米、在水表前面管道上应安装阀门，以便在拆卸水表时可以关闭水源。水表不应直接与管道连接,水表与管道间应有活接头(如管接头.连接螺母.接管密封垫圈等).拆装水表时,切不可用力硬扳.以免损坏水表; 5、安装时必须使表壳上水流指示箭头与水流方向保持一致。安装方式必须按水表读盘上标明的水平或立式安装，并使读盘朝上。
实验报告
实验报告撰写要求 一、实验前用预习报告纸撰写预习报告，预习报告包括以下内容 1、实验目的 2、实验用仪器设备、器材或软件环境 3、实验原理、方案设计、程序框图、预编程序等 4、实验过程中需要记录的实验数据表格 二、实验过程中，要认真观察，仔细记录 三、完成实验后用实验报告纸撰写实验报告，包括以下内容 1、仪器设备型号及编号 2、实验器材或软件环境 3、实验步骤、程序调试方法 4、实验数据处理及结果分析 5、实验中存在的问题 6、体会及思考题 四、报告撰写时，要求格式规范、书写整齐
预习报告成绩：指导教师审核（签名）：年月日 预习报告 1、实验目的 （1）了解完整的PCB板设计工序及方法； （2）掌握原理图的设计方法； （3）掌握PCB板基础知识及设计方法； （4）了解PCB的设计规则。 2、实验用仪器设备、器材或软件环境 （1）微机（最低配置: Pentium 4 CPU, 128M内存）； （2）Protel DXP软件（最低版本：V7.0）； （3）Windows2000/XP环境、MS Office 2000以上版、Adobe Acrobat 5.0以上版。 3、设计要求 本实验要求在Protel DXP软件平台上设计IC卡智能水表的PCB板。 具体要求如下： （1）采用双面板设计PCB（外形及尺寸根据具体电子系统合理布局）； （2）PCB板中的过孔为穿透式、元件安装方式为单面安装； （3）PCB板中的信号导线的宽度≥10mil、电源导线宽度≥30mil，其他参数自定。 4、实验报告要求 （1）首先设计电路原理图，要求在设计原理图时要按步骤来设计，具体可以参照教材上的设计实例，要添加图形来说明实验过程； （2）其次设计电路的PCB板，具体要求如下： 元件的布局采用手工布局的方式，布局时要考虑元件布局的规则； 布线采用自动布线的方式，布线前要设计布线的规则； 要分步骤来说明PCB的设计过程，要时添加图形来说明实验过程； （3）实验报告中要写明实验中遇到的问题、解决的方法和实验体会。
伺服电缸原理：伺服电缸是将伺服电机与丝杠一体化设计的模块化产品，将伺服电机的旋转运动转换成直线运动，同时将伺服电机最佳优点-精确转速控制，精确转数控制，精确扭矩控制转变成-精确速度控制，精确位置控制，精确推力控制；实现高精度直线运动系列的全新革命性产品。 应用 1、娱乐行业：机械人手臂及关节，动感座椅等 2、军工行业：模拟飞行器，模拟仿真等 3、汽车行业：压装机，测试仪器等 4、工业行业：食品机械，陶瓷机械，焊接机械，升降平台等 伺服电缸特点：闭环伺服控制，控制精度达到0.01mm；精密控制推力，增加压力传感器，控制精度可达1%；很容易与PLC等控制系统连接，实现高精密运动控制。噪音低，节能，干净，高刚性，抗冲击力，超长寿命，操作维护简单。伺服电缸可以在恶劣环境下无故障，防护等级可以达到IP66。长期工作，并且实现高强度，高速度，高精度定位，运动平稳，低噪音。所以可以广泛的应用在造纸行业，化工行业，汽车行业，电子行业，机械自动化行业，焊接行业等。 低成本维护：伺服电缸在复杂的环境下工作只需要定期的注脂润滑，并无易损件需要维护更换，将比液压系统和气压系统减少了大量的售后服务成本。
液压缸和气缸的最佳替代品：伺服电缸可以完全替代液压缸和气缸，并且实现环境更环保，更节能，更干净的优点，很容易与PLC等控制系统连接，实现高精密运动控制。 配置灵活性：可以提供非常灵活的安装配置，全系列的安装组件：安装前法兰，后法兰，侧面法兰，尾部铰接，耳轴安装，导向模块等；可以与伺服电机直线安装，或者平行安装；可以增加各式附件：限位开关，行星减速机，预紧螺母等；驱动可以选择交流制动电机，直流电机，步进电机，伺服电机。 早在 70 年前，Thomson 就发明了线性降摩擦技术，从此就一直处在行业顶端，引领着行业的发展。 Thomson 品牌被公认为全球机械运动技术的业界领袖。 Thomson 被Altra 公司收购后，产品范围迅速增长。公司生产的直线运动和机械运动控制系列产品还包括 BSA、Neff、Tollo、Micron、Deltran 和 Cleveland—-它们都属于 Thomson 。 欢迎在设计阶段咨询我们，如此Thomson 便能为您打造出性能、使用寿命和成本结合最佳的应用。另外，如需更换零部件，请致电我们公司或者遍布全球的2000+ 家分销商，我们将尽快为您送货上门。
JIDF射频卡预付费智能水表 使 用 说 明 书 太原市晋彤仪器仪表有限公司
射频卡预付费智能水表是一种具有预付费功能的水量计量装置，它是利用微电子技术为控制核心，非接触式智能卡技术为信息传递媒介而完成预付费计费及各种用水控制过程，并能实现阶梯计价的高科技产品。 一.主要功能 1.显示功能:液晶显示“剩余量、累计量、已充值、分段、分 段系数、时间、日期”等。 2.时间控制功能:根据预付费、用水量及各种保护情况自动实 现水通断控制。 3.付费计费功能:本表可以通过非接触IC卡下传2个阶梯计 价：议价水量1，议价水量2，（由用户管理部门决定），依此实行付费计价用水管理。
4.防磁干扰功能:当磁体靠近水表时，水表自动关闭阀门断水。 5.警示功能:当剩余水量≤1 m3时，自动关闭阀门，提醒用户 尽快购水,此时刷用户卡可以开阀，等剩余量为零吨时关阀停水。 6.防锈死功能：水表在每月的固定时间会自动开关阀门，以 防阀门长时间不转动而锈死。 7.欠压保护功能:当内置电池欠压时,水表自动关阀,刷用户卡 后显示“”表示欠压，提醒用户尽快通知管理部门更换电池，以免影响正常用水。 8.安全保护：采用核心加密算法，实现一表一卡一密码，保 证用水数据的安全及可靠性。所使用的非接触IC卡全部经过了专门的、系统级的加密处理，具有很高的安全性，以确保自来水公司和用户的利益不受损害。
二.使用条件 水温：0.1℃～30℃ 水压：≤0.8Mpa 环境温度：5℃～55℃ 相对湿度：（0-100）%RH 三.主要技术参数 1.水表计量等级： 公称 口径 mm Q3/Q1 Q4m3/h Q3m3/h Q2m3/h Q1m3/h Q2/Q1 Q4/Q3 DN15 80 3.125 2.5 0.05 0.03125 1.6 1.25 100 0.04 0.025 DN20 80 5 4 0.08 0.05 1.6 1.25 100 0.064 0.04 DN25 80 7.875 6.3 0.126 0.07875 1.6 1.25 100 0.1008 0.063 2．最大允许误差
基于单片机的IC卡智能水表设计 摘要 为适应国家用水制度的改革，研究和利用现代化智能技术对自来水实行自动控制，减轻供水管理部门因“先供水后收费”造成的资金压力，减少每月抄表、收费所带来的麻烦和因收费问题带来的纠纷，用现代科学技术手段改变自来水管理体制的落后现状，势在必行。基于单片机的IC智能水表不但可以提高供水部门的工作效率，而且在技术上为节约用水、合理用水创造了条件，由于这些特点，基于单片机的IC智能水表得到了越来越广泛的应用。 本论文主要设计研究基于单片机的IC卡智能水表电路，其主要功能是以AT89C51单片机为核心，实现IC卡的读写，液晶显示的控制，电磁阀的控制，脉冲的提取，同时具有安全保护电路、记忆单元电路、通信接口电路，完成整个水表信号的读、写处理，监控水表工作的功能。本文对每个模块逐一进行了研究，全面详细地论述了硬件电路的设计流程，对本设计中非接触式IC卡读写电路模块、液晶显示电路模块和H6152读写电路模块等工作原理及功能进行了详细了说明。关键词：单片机；IC卡；液晶显示；记忆模块
Design of the Water Meter IC Card System Based On Sing-chip Abstract In order to adapt the reform of the nation system of water supply,studying and making use of the modern intelligence technique to realize the automatic supervision of the water supply,lightening the funds pressure because of“supply wat er first behind charge”of the department supplying water,reducing the trouble and dispute of copying the form and charging monthly,using the modern science technique change the current administration structure of using water and water supply industry is imperative under the situation.The application of intelligent water meter not only improves work efficiency of intelligent water meter not only improves work efficiency of the department supplying water and realizes using water electronically but also creates a condition for using water frugally and rationally.Because of these charactetistics,intelligent water meter obtained more and more widespread application. In this paper, the main design based on single-chip pre-charges the IC card water meter system hardware circuit design, its main function is based on AT89C51 single-chip microcomputer as the core, the realization of IC card reader, LCD display control, the control solenoid valve, pulse extraction, at the same time security protection
智能水表方案工作原理及应用 点击次数：1002 发布时间：2011-5-24 水表的发展已有近二百年的历史，在开始阶段相当长的一段时间里，英法日德等国家的水表一直占据着中国水表行业。随着城市供水事业的发展，中国的水表工业也相应地发展起来，从20世纪90年代开始，各种智能型水表、水表抄表系统等产品也开始兴起。 尽管，目前国内的水表市场仍然以机械表为主，但是从发展角度来看，智能化是一种必然的趋势，可以节省人工，提高抄表的准确度，更可以实现阶梯化收费，有效的利用有限的水资源。 水表的电源一般由水表自行供给，这就对水表的功耗提出了苛刻的要求。国际规定，智能水表的静态电流应该小于30μA，实际中水表厂商都把该指标控制在10μA以内(使用干簧管时)，保证工作时间大于6年以上才算合格。NEC带LCD控制功能的8位微控制器以其低功耗、高性能等优势，成为水表微控制器的优质选择。 NEC山梨MR和Renesas MCU水表方案： 该方案的工作原理为：在叶轮上装上磁铁，由磁场感应器(MR Sensor)感知出叶轮的旋转。磁场感应器(MR Sensor)把磁场信号转变成电信号，再由单片机进行计量的加法或减法运算，运算值由液晶显示或对外部输出。 方案结构框图如下：
Renesas(原NEC)水表方案结构框图 Renesas MCU——78K0/Lx3微控制器介绍 Renesas电子78K0/Lx3微控制器是高性能8位通用微控制器，采用原NEC电子的78K0内核，有48Pin～80Pin的多种封装，内置4Com/8Com 模式的LCD驱动，可以驱动的LCD段数高达288段。 ●LCD驱动器 最大可实现36*8段位控制，共有6种显示模式供选择，内/外部分组电压。 ●CSI通讯模块1~2 可与IC卡接收器、短距离无线收发器、超声波流量传感器进行通讯 ●丰富的比较/触发定时器 采集流量传感器信号并精确计算出流量 ●EEPROM模拟功能 通过flash的数据烧写及特殊的管理方式代替EEPROM对重要数据进行存储 ●振荡电路 78K0/Lx3微控制器内置高精度8MHz振荡电路，并且可以通过寄存器去控制内部振荡电路的快慢。对于不需要实时时钟的水表，可以节约成本，加快软件开发进度。如果需要使用RTC，则需要外接32.768kHz的振荡器，可以轻松实现阶梯复费率水费。 ●功耗
神威气动https://www.doczj.com/doc/582156273.html, 文档标题：气缸的工作原理 气缸的工作原理的介绍： 引导活塞在缸内进行直线往复运动的圆筒形金属机件。空气在发动机气缸中通过膨胀将热能转化为机械能；气体在压缩机气缸中接受活塞压缩而提高压力。涡轮机、旋转活塞式发动机等的壳体通常也称“气缸”。气缸的应用领域：印刷（张力控制）、半导体（点焊机、芯片研磨）、自动化控制、机器人等等。 二、气缸种类： ①单作用气缸：仅一端有活塞杆，从活塞一侧供气聚能产生气压，气压推动活塞产生推力伸出，靠弹簧或自重返回。 ②双作用气缸：从活塞两侧交替供气，在一个或两个方向输出力。 ③膜片式气缸：用膜片代替活塞，只在一个方向输出力，用弹簧复位。它的密封性能好，但行程短。 ④冲击气缸：这是一种新型元件。它把压缩气体的压力能转换为活塞高速（10～20米/秒） 运动的动能，借以做功。 ⑤无杆气缸：没有活塞杆的气缸的总称。有磁性气缸，缆索气缸两大类。 做往复摆动的气缸称摆动气缸，由叶片将内腔分隔为二，向两腔交替供气，输出轴做摆动运动，摆动角小于280°。此外，还有回转气缸、气液阻尼缸和步进气缸等。 三、气缸结构： 气缸是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件等组成，其内部结构如图所示： 2：端盖 端盖上设有进排气通口，有的还在端盖内设有缓冲机构。杆侧端盖上设有密封圈和防尘圈，以防止从活塞杆处向外漏气和防止外部灰尘混入缸内。杆侧端盖上设有导向套，以提高气缸的导向精度，承受活塞杆上少量的横向负载，减小活塞杆伸出时的下弯量，延长气缸使用寿命。导向套通常使用烧结含油合金、前倾铜铸件。端盖过去常用可锻铸铁，为减轻重量并防锈，常使用铝合金压铸，微型缸有使用黄铜材料的。 3：活塞 活塞是气缸中的受压力零件。为防止活塞左右两腔相互窜气，设有活塞密封圈。活塞上的耐磨环可提高气缸的导向性，减少活塞密封圈的磨耗，减少摩擦阻力。耐磨环长使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夹布合成树脂等材料。活塞的宽度由密封圈尺寸和必要的滑动部分长度来决定。滑动部分太短，易引起早期磨损和卡死。活塞的材质常用铝合金和铸铁，小型缸的活塞有黄
NB-IoT智能水表的原理及设计 今天为大家介绍一项国家发明授权专利——NB-IoT智能水表。该专利由益都智能技术（北京）股份有限公司申请，并于2018年9月28日获得授权公告。 内容说明本实用新型具体涉及NB-IoT智能水表。 发明背景水表作为一种计量器具，大多是水的累计流量测量。一般分为容积式水表和速度式水表两类，采用活动壁容积测量室的直接机械运动过程或水流流速对翼轮的作用以计算流经自来水管道的水流体积的流量计，现有的水表均为自来水厂安装在各用户的房屋门口的进水口端，传统的水表需要工作人员逐个观察记录，这样十分浪费时间；为了解决上述问题，在水表内设置采集单元、近距离通信单元及相关信号处理单元，将水表的读数发送至工作人员的手持终端上，这样一来，工作人员便可批量化的获取水表读数。 现如今的采用的方式是在原有的老式水表的指针上加上小磁铁，并在水表内部加上一个磁敏传感器与外部采集电路板，通过导线将传感器与外部采集电路板相联，其通过检测指针转动的圈数来达到计量用水量的目的，存在智能化程度低的问题。再者，这种水表由于上述电路元件是设置在水表内部的，其需要作一定的防水处理，无疑的增加了水表的报价；且电路板部分和传感器部分为易损件，维修时需要打开整个水表进行修理，甚至需要将水表完全更换，这样一来浪费人力物力，二来也浪费了材料，且其信号传递是通过磁场，这样就存在可能被外部磁场干扰的情况，这时的传感器都会检测到恒定磁信号，传感器就无法计数或计数错误。 发明内容有鉴于此，本实用新型目的是提供一种传输方式多样化、检测信息准确和智能化程度高的NB-IoT智能水表。 为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种NB-IoT智能水表，包括水表壳体，及设置在水表壳体上方的、且与水表壳体固定的信号采集装置；所述信号采集装置包括外壳体，及设置在外壳体内部一端、且与外壳体固定的CMOS数字图像传感器，及设置在CMOS数字图像传感器上方的、并与CMOS数字图像传感器连接的、用于显示数值
1.电动阀即电磁阀，就是利用电磁线圈产生的磁场来拉动阀芯，从而改变阀体的通断，线圈断电，阀芯就依靠弹簧的压力退回。 电磁阀是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器；并不限于液压，气动。电磁阀用于控制液压流动方向，工厂的机械装置一般都由液压钢控制，所以就会用到电磁阀。 电磁阀的工作原理，电磁阀里有密闭的腔，在的不同位置开有通孔，每个孔都通向不同的油管，腔中间是阀，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来档住或漏出不同的排油的孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油刚的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞竿带动机械装置动。这样通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动。(中华泵阀网) 一：适用性 管路中的流体必须和选用的电磁阀系列型号中标定的介质一致。流体的温度必须小于选用电磁阀的标定温度。电磁阀允许液体粘度一般在20CST以下，大于20CST应注明。工作压差，管路最高压差在小于0.04MPa时应选用如ZS,2W,ZQDF,ZCM系列等直动式和分步直动式；最低工作压差大于0.04MPa时可选用先导式（压差式）电磁阀；最高工作压差应小于电磁阀的最大标定压力；一般电磁阀都是单向工作，因此要注意是否有反压差，如有安装止回阀。流体清洁度不高时应在电磁阀前安装过滤器，一般电磁阀对介质要求清洁度要好。
注意流量孔径和接管口径；电磁阀一般只有开关两位控制；条件允许请安装旁路管，便于维修；有水锤现象时要定制电磁阀的开闭时间调节。注意环境温度对电磁阀的影响电源电流和消耗功率应根据输出容量选取，电源电压一般允许±10%左右，必须注意交流起动时VA值较高。 二、可靠性 电磁阀分为常闭和常开二种；一般选用常闭型，通电打开，断电关闭；但在开启时间很长关闭时很短时要选用常开型了。 寿命试验，工厂一般属于型式试验项目，确切地说我国还没有电磁阀的专业标准，因此选用电磁阀厂家时慎重。 动作时间很短频率较高时一般选取直动式，大口径选用快速系列。 三、安全性 一般电磁阀不防水，在条件不允许时请选用防水型，工厂可以定做。 电磁阀的最高标定公称压力一定要超过管路内的最高压力，否则使用寿命会缩短或产生其它意外情况。 有腐蚀性液体的应选用全不锈钢型，强腐蚀性流体宜选用塑料王（SLF）电磁阀。 爆炸性环境必须选用相应的防爆产品。 四、经济性
非接触式 IC 卡 智能水表及管理系统 招标文件 项目名称: 招标单位： 日期：
第一章投标邀请 就（单位名称）非接触式IC卡智能水表项目以邀请招标的方式进行采购。欢迎符合本次采购文件要求的生产厂家前来投标。 1、项目编号： 2、项目说明：非接触式IC卡智能水表及管理系统，其中水表块，管理系统套。 3、采购文件工本费： 4、递交投标文件截止与公开投标 时间： 地点： 5、所有对本标书的内容有不清楚的或有其他问题咨询请按下列通讯联系： （1）、商务咨询部门： 地址：邮政编码： 联系电话：传真： 联系人： （2）、技术咨询部门： 联系人：联系电话： （单位） 2010年月日
第二章供应商须知 一、说明 1. 合格供应商 1.1投标单位必须有生产厂家的营业执照、税务登记证和产品生产许可证 1.2如果是代理商或分公司投标，还应提供代理商或分公司的营业执照、 税务登记证及授权委托书。 1.3必须提供徐州市水表产品首检证书。 注：以上三项为投标单位必须具备的资质，否则取消投标资格。 1.4 在中国境内注册，具有独立法人资格、注册资金不小于50万元并具 备本采购文件要求的提供生产货物能力的供应商； 1.5 提供的资格、资质文件和业绩情况均真实有效，具有良好的商业信誉 和健全的财务会计制度； 1.6 有依法缴纳税收和社会保障资金的良好纪录； 1.7 向招标单位购买采购文件并登记备案； 1.8 在以往的采购活动中无违法、违规、违纪、违约行为； 1.9 遵守《中华人民共和国招投标法》及相关法律、法规和规章。 2. 投标费用 无论投标过程中的方法和结果如何，供应商自行承担所有与参加投标有关的费用。 3、招标方根据投标方的投标情况，按照招标文件规定的评分内容对各投标进行评定，经综合评审后选择中标企业，对于不中标的投标方，其投标资料由招标方统一存档，不再退还； 4、产品技术参数与招标书不符的投标文件视为废标。 5、本次招标最低报价者不是中标的唯一条件。 二、投标文件编写 1．投标语言及计量单位 1.1 供应商和招标方就本次招标过程中交换的文件和来往信函使用中文。
一、用途及适用范围 本企业生产制造的LXSZ（R）-15/20型IC卡智能水表是以旋翼式多流束水表（铜壳）为基表，适用于单向、非脉冲水流。产品性能指标符合GB/T 《冷水水表》国家标准和CJ/T 133-2001《IC卡冷水水表》建设部标准，热水水表还符合JB/T 8802-1998《热水水表》机械部标准。主要用于住宅和企事业用水的计量与收费工作，热水水表独有的热量测量功能○1可以为合理收费提供科学的、定量的依据，是自来水公司和房产物业公司等自来水收费管理部门现代化管理的理想计量收费器具。 注：LXSZ型为IC卡智能冷水水表；LXSZR型为IC卡智能热水水表（包括具备热量测量功能和不具备热量测量功能两种热水水表）。 二、功能及特点 一户一卡 具有预付费功能 电子采样，计量准确、精确度高、性能稳定、安全可靠 LCD汉字显示功能 具有余量不足报警功能 具有防窃水功能 具有电池欠压保护功能 具有阀门自动维护功能 具有数据回抄功能 具有赊欠功能 多种事件记录功能，12个月用水量、最近100天用水量记录功能 最近100天热量记录功能○1 内置精确时钟，可实现阶梯收费（配合管理软件） 支持水、电、气、热“一卡通”功能 三、主要技术参数 项目冷水水表热水水表 公称口径DN15、DN20 计量等级B级 压力损失ΔP≤ M Pa 公称压力1MPa 环境温度0℃—40℃0℃—55℃ 相对湿度≤93% 介质温度0.3℃—40℃30℃—90℃ 电源锂亚柱式电池 原理框图如下：
注：冷水表不具备测温元件。 控制器通过安装在基表上的电子发讯装置采集基表的水量脉冲信息，换算成为相应的用水量。（热水水表基表上安装有数字温度传感器，用于测量热水温度，环境水温可以预先设定，通过用水量和用水温度可以积算出用热量○1。）IC 卡作为信息载体，可以用于设置表内参数、充值、回读表内信息或者发出特定的控制指令。LCD 显示水表状态、水量信息。电机和减速机构用于控制阀门。电池提供能源。 五、 使用 水表显示说明 请换电池干扰 开关 购余 总断线月请充值泄漏 数值显示：冷水表显示6位整数，1位小数；热水表显示4位整数，3位小数； 时间显示：第一位显示上“-”表示年、月、日；第一位显示下“-”表示时、分、秒； “8”： 1到8表示分表号，“0”表示未开户（不显示表明未做系统设置）； 请换电池：电池电压低，需要更换电池； 请换电池：电池电压过低，已进入关阀保护模式； 请充值：剩余水量小于预设报警水量，提示用户及时充值； 请充值：可用水量为零，进入关阀保护模式； 月：当月用量 总：总用量 购：本次购量 余：表内余量 ▲：指示计量单位； ：阀门处于人为控制状态，含强制开关阀、维护开关阀、测试开关阀； 开：阀门处于打开状态； 关：阀门处于关闭状态； 泄漏：水表处于泄漏状态； 断线：水量传感器断线（或者温度传感器断线○1），进入关阀保护模式； 干扰：违规操作表计或水量传感器损坏，进入关阀保护模式。 IC 卡及其使用 采用大容量逻辑加密卡作为传输介质，并对卡上数据采用动态加密，以保证数据传输的安 M 3 ℃ kWh ○ 1 ○ 1
电缸与气缸的运行能耗分析 气缸驱动系统自20世纪70年代以来就在工业化领域得到了迅速普及. 气缸适用于作往复直线运动,尤其适用于工件直线搬运的场合.20世纪90年代开始,电机和微电子控制技术迅速发展,使电动执行器的应用迅速扩大.在气动执行器和电动执行器的选择上,特别是在工业自动化需求最多的PTP输送场合,一直没有充足的数据来论述两者选择标准. 本文从运行能耗的角度探讨两种执行器的能量消耗问题. 能耗评价方法 气动执行器运行消耗的是压缩空气. 压缩空气输送过程中,经过节流阀、管道弯头等阻性元件后,会有一定的压力损失. 另外由于工厂普遍存在接头、气缸或电磁阀处的空气泄露. 尽管安装时的泄漏量标准低于5%,但很多工厂的泄漏量10%～40% . 泄露也将导致一定的压力损失。气动执行器消耗的是压缩空气,需要将消耗压缩空气转化为压缩机的耗电. 而电动执行器可采用直接测量得到耗电量,因此可将两种执行器在相同工况下的耗电量作为能耗评价依据. 耗能过程 图一气动执行器耗电过程
图二 电动执行器耗电过程 测量气动执行器耗能流程 气动执行器的空气消耗量测量流程: ①打开截止阀,向储气罐中充满0. 75MPa 的压缩空气;②关闭截止阀,读取储气罐的压力,检查是否压力下降,以防空气泄露; ③设定减压阀的压力为0. 5MPa,气动执行器往复动作20次; ④读取储气 罐的最终压力,结束测量.系统中压缩空气消耗是一个固定容腔充放气 的过程,可利用差压法来计算压缩空气的消耗量. 气动执行器的运行能耗计算模型 设空压机组(含冷干机)的实际运行功率为Pc (W) ,空压机组的输出流量为Qc (m3 / s) , 则空压机组的比能量为Qc Pc =α，则气动执行器每次往复作动耗气折算成压缩机的能耗W 和平均消耗功率P 为W=β α-11*V (J), P = W f (W ). 式中,β为空气泄漏率; f 为执行器往复作动频率. V 1为气动执行器的空气消耗量m3 ，其中V RT p p V *0 )21(1ρ-=。V 为气罐和管路的所有容积(m3 ) ; T 为室温( K) ;R 为气体常数,对空气R = 287N ·m / ( kg ·K): ρ0 为标准状况下空气的密度. p1 为气罐的初始压力( Pa ) ; p2 为气罐的最终压力( Pa) . 电动执行器的运行能耗计算方法 测定方法. 利用电力计测量电动执行器和控制器在工作时每秒钟的功率. 测量结果通过A /D 板卡传送到PC 并保存起来,利用积分的方法,将工作时间内的功率曲线进行积分就得到电动执行器工作这段时间所消耗的电量. 气动执行器与电动执行器的运行能耗实验结果 通过实验我们可以清楚的看到两种执行器在相同工况的情况下，每次往返运动的能耗对比图。
智能水表系统使用管理暂行规定 （试行） 为规范智能水表的使用管理，明确公司各部门的职责，使智能水表使用有序，管理运转流程明晰，结合公司实际，制定本规定。 、、各部门职责 管理一所负责智能水表的选型调研及安装使用维护等全过程的职能管理和监督；生技股负责智能水表的使用选型线路设计、调试及运行电量管理维护；物资销售股负责智能水表的采购保管领用管理；安装单位负责智能水表机械部分的安装、线管的预埋和布线及牵头验收工作；营业所负责智能水表的日常抄读监管工作。 、、智能水表的确定选购 智能水表的类型选择由管理一所会同生技股等部门经充分调研，技术分析，提出意见，报经理室同意后，按照公司物资招标采购制度的相关规定，严格按规定流程统一招标采购。 、、智能水表使用管理流程 （一）智能水表的设计： 1、生技股在图纸设计时严格遵循力求计量准确，方便施工维护，利于现场抄读，兼顾扩展可能的原则； 2、智能表品牌型号的选用及数量确定由设计人员提出初
步见计划，供水管理一所审核，报分管经理批准。相关 设计人员应根据批准计划，做好智能水表信息传输线 路设计。 （二）智能水表的采购： 1、物资销售股须根据招标结果确定的供货厂商及价格进 行洽谈，并经分管经理同意签订供货协议。 2、物资销售股严格按照分管经理审批的材料清单，报分管 经理同意后方可进行水表采购； 3、对所有新进的水表由物资销售股牵头会同供水管理一 所按照相关标准进行验收，看数量、型号、表号、材质等； 4、所有采购的水表必须经过供水管理一所进行首检，首检 合格的水表方可领用。 （三）智能水表的领用： 1、安装单位凭核准的材料单到供水管理一所办理核对登记 后，到物资销售股领取水表； 2、物资销售股必须严格按材料单上注明的水表厂家、型号、 口径发放水表； 3、物资销售股按储备定额做好智能表日常储备保管工作。 四、智能水表的安装调试： 1、水表安装必须严格按设计要求及相关规定，检查水表的 型号、厂家、口径是否符合，水表是否完好，是否经过首
毕业设计(论文) 论文题目 基于单片机的智能水表设计 学号：XXXXXXXX 姓名：XX 专业：电气工程及其自动化 系别： 指导教师：XXX XXXX年XX月
摘要 本文以智能IC卡水表系统为研究对象，研究了基于单片机的智能水表的设计。首先提出射频IC智能水表系统的设计方案; 其次对系统硬件电路结构进行了设计; 再次介绍了系统软件设计原则以及控制流程。该智能水表以低功耗、低电压、高性能的8 位单片机AT89C51为核心，以防干扰性能极高的双干簧管为流量传感器，另外本设计还有可显示状态字的LED 显示屏以及报警模块，剩余水量到报警值或为零时，门阀驱动电路运作，自动关阀中断供水。采用射频读写芯片，当IC 卡贴近感应区时，通过读卡芯片读入所购水量并和水表内剩余水量累加，并写入射频卡水表内存储器。本设计不仅可以改善传统水表功能单一的缺点，测量精度更高，功能更强，可靠性更好，还能从根本上改变用户先用水后交费，采用人工抄表、按户收费的现状，彻底改善工作量大，收费周期长，收费困难，效率低下等缺点。关键词：智能水表；射频IC卡；AT89C51
ABSTRACT With the intelligent IC card water meter system as the research object, research the design of intelligent water meter based on single chip microcomputer. First ,put forward the design scheme of RF IC intelligent water meter system; secondly, design hardware circuit structure of the system ; Finally, introduce software design principle of the system and control process. The intelligent water meter with 8 bit microcontroller AT89C51 for low power, low voltage and high performance as the core, double reed pipe for high anti-interference performance as the flow sensor, can also be capable of displaying status word of LED screenand has alarm module.When the surplus water to the alarm value or zero, gate drives circuit operation,and shut water supply valve automatically. Using radio frequency read-write chip, when the IC card close to the induction zone, read the purchasing amounts and cumulative surplus water accumulation in the water meter through the chip card reader , a nd write in the memory of RF card water meter . This design not only improves the shortcoming of the traditional water meter with Single function,which has higher precision, stronger function and better reliability, but also fundamentally changes the present situation where people must use water first and pay after, where use manual meter reading, where charge by households, thoroughly improves the disadvantages of the big workload , long cycle of the charge, difficult charging and the low efficiency . KEYWORDS：RF IC card；AT89C51；Intelligent water meter