电子水表 本发明涉及一种水表，特别是一种可装设在墙壁上便于查表，并且可以实现先买水后用水，用完购水量后水表可自动关闭的电子水表。
在现有技术中，每个单位的总水表是装在自来水干管进入该单位的管道窖井中，自来水公司或本单位的查表员为核实用水量必须跳进水井中进行操作。往往因井中漏水，上下水井不方便，特别是在北方寒冷地区，为防止冬季水表冻裂，需加设保温材料，为查清表上的数字，还需先拆掉保温材料，查完后再重新装上，十分不便。有时查表员为了省事大至估算一下，根本不去核实，直接按估算数从银行划拨款，因此，往往与用户造成矛盾；用户也很难知道自己的用水量；对于一些常流的漏水现象，以往也无法监测；实际上自来水公司和用户都迫切希望能有一种能“上墙”的水表，即能便于观察用水量，也可解决用水先买后用，用完不购自动关闭阀门的问题。
本发明的目的在于提供一种利用现有物美价廉的机械涡轮流量计，将原有机械水表改装为一种便于观测的电子水表。
为达到上述目的，本发明采取如下技术措施：
本发明利用现有的机械涡轮流量计，将原机械信号(由原机械指针指示)转换为电信号，用计算机对此电信号按一定规律统计算，再由显示器件显示用水量。还可由计算机执行自来水公司或用户所需要的某些特殊功能。本发明的关键在于如何将机械流量信号转换为电信号。本发明是采用光电转换原理用三种方式实现了将机械流量信号转换为电信号的。
本发明采用如下的具体结构：
本发明的电子水表包括：机械装置，机械装置中设有水表最低量指针轴；还包括一将机械流量信号转变为电流量信号的信号采集装置及一电路部分；
电路部分包括信号处理电路及主机电路；
信号采集装置安装在所述指针轴旁；
信号采集装置包括一红外发射器及一红外接收器；
信号处理电路包括调制信号发生器、解调比较器及隔离级；
主机电路包括一预置有相应程序的单片机、一隔离级、一显示器；
所述调制信号发生器与红外发射器电连接，用于接收所述红外发射器信号的红外接收器与所述解调比较器电连接，所述隔离级与所述解调比较器电连接；
所述主机电路中的隔离级与所述信号处理电路中的隔离级电连接，主机隔离级与显示器分别与所述单片机电连接；
机械装置中还设有水表底盘，所述水表最低量指针轴设置于水表底盘上，水表底盘上设有用于装设所述红外发射器、红外接收器地固定柱。
所述主机电路还可包括一与所述单片机电连接的余水量判决器。
所述主机电路还可包括一与所述单片机电连接的IC卡接口。
所述指针轴上可套固一圆柱套，圆柱套上设有一通过圆柱中心的深槽，所述固定柱为两个矩形立柱，两矩形立柱固定在所述圆柱套两侧，所述圆柱和固定于其两侧的两矩形立柱成一直线，所述红外发射器、红外接收器分别相对应地置于一立柱。
所述固定柱可为一固定在所述指针轴一侧的矩形立柱，矩形立柱上设有一横向槽，所述红外发射器及红外接收器分别相对应地置于立柱横向槽的上、下端部；所述指针轴上套固一厚度小于所述立柱的横向槽宽度的圆盘，圆盘的边缘部深入至所述立柱的横向槽中；所述圆盘上开设有一径向缝隙。
所述指针轴上可固定一呈水平向的光亮指针，所述水表底盘上固定一透明盖，所述固定柱固定在透明盖上方，所述红外发射器及红外接收器分别水平地固定在固定柱，所述光亮指针位于红外发射器的光路上，红外接收器位于光亮指针所反射的光路上。
所述信号采集装置中的红外发射器可为一发光二极管，红外接收器为一光电管。
所述调制信号发生器可为一种对光信号的调制方式为调频式的调制信号发生器或数码式的调制信号发生器或为调幅式的调制信号发生器。
所述解调比较器可为满足相应调制方式的调制信号发生器的解调比较器。
所述隔离级可为一输入阻抗达兆欧量级，输出阻抗达欧姆量级的隔离级。
本发明的电子水表具有如下效果：
由于本发明的电子水表可在原机械涡轮流量计水表的基础上改装，因此并不影响原机械水表的生产及应用，由于在原机械水表上增加了电路装置，其可由显示电信号的显示器显示用水量的数字，因而，其可挂在墙壁上，便于观察，且走表数字准确无误；由于电路装置中设有可储存控制程序的单片机，便于增加水表的功能，如可控制用户的用水量等。
结合附图及实施例对本发明的电子水表的特点说明如下：
附图简要说明：
图1：本发明的电子水表的电路方框图；
图2：本发明电子水表中的机械装置的实施例(1)的立体示意图；
图3：本发明电子水表中的机械装置的实施例(1)的纵向剖视图；
图4：本发明电子水表中的机械装置的实施例(2)的立体示意图；
图5：本发明电子水表中的机械装置的实施例(2)的纵向剖视图；
图6：本发明电子水表中的机械装置的实施例(3)的纵向剖视图；
图7：本发明的电子水表的电路图。
如图1所示，本发明的电子水表包括一机械装置，还包括一信号采集装置及一电路部分；电路部分包括信号处理电路1及主机电路2；信号采集装置包括一红外发射器12及一红外接收器13；
信号处理电路1包括调制信号发生器11、解调比较器14及隔离级15；
主机电路2包括一预置有相应程序的单片机20、一隔离级22、一显示时间控制器23，还包括：面板26、余水量判决器24、IC卡口25、显示板28及后备电源27；
所述调制信号发生器11与红外发射器12电连接，用于接收所述红外发射器12信号的红外接收器13与所述解调比较器14电连接，所述隔离级15与所述解调比较器14电连接；
所述主机电路2中的主机隔离级22与所述采集电路中的隔离级15电连接，主机隔离级22与显示时间控制器23分别与所述单片机20电连接；
调制信号发生器11产生所需要的调制电信号送至红外发射器12，送调制光信号，红外接收器13收到红外光信号后送至解调比较器14产生一个电脉冲，经隔离级15远距离(可达数百米)送至主机部分2；该电脉冲再经一隔离级22滤除远距离电缆可能带来的干扰后，将真正的电信号送至单片机20，单片机20按预定程序作累计运算及实现其他预定的功能；面板26上设有专用按钮，按动相应开关，则调用单片机20中的相应程序，满足使用者的需要，其中主要功能有：
a、初安装时，使用密码校准电子显示器指标与机械水表指示相同，此密码每机一个，仅为自来水公司掌握；
b、显示购水量，用水量，剩余水量，可在余水量为购水量的一定比例时，如10％，定时发出报警信号；
c、当余水量为0时，单片机20可发出指令，会执行部分动作切断水管上的阀门，关闭水源。
为节约能源，平时显示器28是不亮的，当使用者需要知道某些数据时可按动面板26的相应开关，此时显示时间控制器23开始工作，打开显示器电源并将单片机20中累计的数字译码，驱动而使显示器工作，工作时间， 每次可控制在8～10秒。
为实现用户用水先购后用的原则，面板26上专门设置了IC卡接口25及一与主机部分2联接的执行部分16，当用户到自来水公司购买了一定数量的用水后，自来水公司售水处用IC卡写入器将该用户购买量写入IC卡上。用户持卡插入接口25，购水量被接口读出并存在单片机20的存储器中，同时接口25将该卡上已购水量擦去，避免一卡多用。
单片机20一边根据信号采集装置4送来的信号计算用水量，同时与存储器内部的购水量相比较，当余水量为购用水量的10％时，如果此时市电不停，则面板上产生声光报警，提示用户重新购水。当购水量为零时，由单片机20控制，余水量判决器24发出相应命令至执行器16，由执行器16接通进水管道中串联的电磁阀门，关闭自来水管道，停止供水。
等用户得知主机面板的报警信号后，重新购买用水量，则将新写入IC的购水量插入接口余水量判决器24发出相应命令至执行器16，控制进水管道中的电磁阀门，打开自来水管道，继续供水。
电磁阀的常态是处于“开”的状态，当市电断电时，即使余水量为“0”，阀门仍处于“开”的状态，主机板启用后备电源仍然正常计数，不过此时余水量为负，当市电供应时立即切断阀门，并与用水量相减后再存储新的余量。
交流电源27为市电整流后供应本机各部分用电，同时自动对后备电源充电，充电完毕则自动切断充电电路。本发明中后备电源为一组4-8AH的容量的蓄电池组，在市电断电情况下，可继续维持本机工作7-10天。
本发明的电子水表从组装上可分为两部分：第一部分包括机械装置、信号采集装置及执行部分16，该部分安装在机械水表上；另一部分为主机电路2，安装在用户需要的地方，便于观察用水量数字。
如图2、3所示，其为本发明电子水表的信号采集装置的红外发射器12、红外接收器13安装方式的实施例(1)的示意图；本发明电子表中将机械流量信号转变为电信号的装置设在水表最低量指针轴30的部位，机械装置中设有水表底盘4，所述水表最低量指针轴30置于水表底盘4上，水表底盘4上设有用于装设所述红外发射器12、红外接收器13的固定柱；所述指针轴30上套固一圆柱套31，圆柱套31上设有一通过圆柱中心的深槽32，所述固定柱为两个矩形立柱51、52，两矩形立柱固定在所述圆柱套31的两侧，立柱51、52相对的壁面上在位于深槽32的高度处分别设有一通孔，所述红外发射器12、红外接收器13分别相对应地置于一立柱51、52的通孔中；当圆柱套31的深槽32转至通向红外发射器12及红外接收器13之间时，红外发射器12所发射的红外光则径深槽32被红外接收器13接收到。此时，红外接收器13输出一电脉冲，每收到一个电脉冲，表示指针轴30转过一圈，主机中的单片机20便累计用水量。
如图4、5所示，其为本发明电子水表中将机械流量信号转变为电信号的机械装置的实施例(2)的示意图；所述固定柱为一固定在所述指针轴30一侧的矩形立柱53，矩形立柱53上设有一横向槽54，矩形立柱53的横向槽54的上、下端部设有相对的纵向通孔，所述红外发射器12及红外接收器13分别相对应地置于立柱53的上、下端部的纵向通孔中；所述指针轴30上套固一厚度小于所述立柱的横向槽54宽度的圆盘33，圆盘33上开设一径向缝隙34，圆盘33的边缘部深入至所述立柱的横向槽54中；当圆盘33的径向缝隙34转至红外发射器12及红外接收器13之间时，红外发射器12所发射的红外光则被红外接收器13接收到，此时，红外接收器13输出一电脉冲，每收到一个电脉冲，表示指针轴30转过一圈，主机中的单片机20便累计用水量。
如图6所示，其为本发明电子水表中将机械流量信号转变为电信号的机械装置的实施例(3)的示意图；所述指针轴30上固定一呈水平向的光亮指针35，所述水表底盘4上固定一透明盖40(即原机械水表的玻璃盖)，所述固定柱为一固定在透明盖40上方的固定架55，所述红外发射器12及红外接收器13分别水平地固定在固定柱55上，所述光亮指针35位于红外发射器12的光路上，红外接收器13位于光亮指针所反射的光路上，该实施例是采用接收反射光的方式采集流量信号的，为此在水表底盘4的指针轴30附近作降低光反射环境光的处理，例如在水表底盘4上涂一层亚光黑漆。
如图7所示，其为本发明的电子水表的电路图，本发明的红外发射器12、红外接收器13分别为发光二极管D1及光电管D2；解调比较器14主要由三个三极管T1、T2、T3组成，其将电信号整形放大；电源部分100，经二极管D7～D10将9V交流电变为12V直流电源，采用集成电路555及三极管T4，控制对后备电源27充电，充满后自动断开；一稳压器(7805)为三端稳压器，其输出+5V；单片机20采用集成电路16C54，其按确定程序累计流量；显示器23包括一个驱动器230，采用集成电路16C55。