一种水流量精确检测的节水阀门的制作方法

1.本发明涉及节水阀门技术领域，尤其涉及一种水流量精确检测的节水阀门。


背景技术：

2.阀门是用来开闭管路、控制流向、调节和控制输送介质的参数(温度、压力和流量)的管路附件。根据其功能，可分为关断阀、止回阀、调节阀等。阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。用于流体控制系统的阀门，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格相当繁多。
3.现有的技术中，大型的阀门在应用过程中，内部的水流通过的变化很大，其阀体内空间很大，此时仅仅通过流量计来计算水流量会存在误差，而大型的阀门的内部水流通过量也很大，些许的测量误差就会导致最终的整体流量相差甚远，现有的技术中对于大型的阀门的水流量的测量并不精确，导致最终水资源的计算存在误差，造成水资源的浪费。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种水流量精确检测的节水阀门，通过在阀门的阀芯内部加入数据获取机构，获取阀体内水流的冲击力和压力，再通过处理模块进行数据处理校准，能够提高对水流量的检测精确度，以解决现有的大型阀门水流量检测不够精确，导致节水效果较差的问题。
5.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种水流量精确检测的节水阀门，包括控制器、气动机构、阀杆、阀芯以及阀体，所述控制器与气动机构电连接，所述阀杆的顶部与气动机构相连接，所述阀杆的底部伸入阀体内与阀芯相连接，所述阀体的两侧设置有进出口，所述阀体通过进出口与外界水管相连，所述阀体一侧还设置有流量计，所述流量计用于测量阀体内通过的水流量，所述流量计与控制器电连接，所述阀芯内部开设有内腔，所述内腔的底部设置为敞口结构，所述内腔内部设置有数据获取机构，所述数据获取机构用于获取阀体内水流的冲击力和压力，所述数据获取机构与控制器电连接；
6.所述数据获取机构包括冲力获取组件、压力获取组件以及传动检测组件，所述冲力获取组件与传动检测组件相连接，所述传动检测组件用于将冲力获取组件获取到的冲力转化为转动力，所述压力获取组件用于获取阀体内水流的压力；
7.所述控制器内设置有处理模块，所述处理模块用于对转动力和水流的压力进行处理，并结合流量计测量的水流量进行计算得到校准后的校准流量。
8.进一步地，所述冲力获取组件的顶部设置有升降动力组件，所述升降动力组件用于带动冲力获取组件、压力获取组件以及传动检测组件进行上下移动；
9.所述升降动力组件包括第一防护箱、微电机、升降板以及螺杆，所述第一防护箱设置在内腔的顶部，所述微电机设置在第一防护箱的内部，所述微电机的输出轴与螺杆相连接，所述升降板水平设置在第一防护箱的内部，所述螺杆贯穿第一防护箱，所述第一防护箱
内竖直设置有若干导向杆，若干导向杆贯穿升降板，所述升降板与螺杆的连接处设置有螺母，所述螺杆贯穿螺母并与螺母螺纹连接，所述升降板的底部与冲力获取组件相连接。
10.进一步地，所述冲力获取组件包括冲击板、铰接件以及升降柱，所述冲击板通过铰接件与升降柱转动连接，所述升降柱贯穿第一防护箱底部并伸入第一防护箱内部与升降板固定连接，所述冲击板竖直设置，所述冲击板的冲击面与水流方向相垂直。
11.进一步地，所述传动检测组件包括第二防护箱、连接板、转杆以及角度传感器，所述连接板与升降柱固定连接，所述第二防护箱固定在连接板底部，所述角度传感器设置在第二防护箱内部，所述转杆与角度传感器相连接，所述角度传感器用于检测转杆的转动角度，所述转杆伸出第二防护箱外的一端连接有齿轮，所述冲击板的一侧设置有弧形齿条，所述弧形齿条与齿轮相啮合，所述冲击板的转动圆心与弧形齿条的圆心相同。
12.进一步地，所述压力获取组件包括压力获取头以及压力检测单元，所述压力检测单元固定在连接板的底部，所述压力获取头设置在压力检测单元的底部，所述压力检测单元包括压力传感器以及第三防护箱，所述压力传感器设置在第三防护箱内，所述压力获取头伸入第三防护箱内与压力传感器相连接，所述压力传感器通过压力检测获取头检测阀体内水流的压力。
13.进一步地，所述处理模块配置有控制单元，所述控制单元配置有控制策略，所述控制策略包括：当需要对阀体内的水流进行检测时，控制微电机运作，将冲击板以及压力获取头送出到阀芯底部，并下降到最远距离，将下降的距离标记为第一距离；
14.然后控制角度传感器测量转杆的最大转动角度，控制压力传感器测量压力获取头处的水流压力。
15.进一步地，所述处理模块还包括水流量校正单元，所述水流量校正单元配置有水流量校正策略，所述水流量校正策略包括：将流量计测量的水流量与水流压力、转杆的最大转动角度以及第一距离带入流量校正算法内求得校准流量，控制器根据校准流量控制阀杆的升降位置以调整水流量。
16.进一步地，所述流量校正算法配置为：ljz＝(llj (a1*psl)*(a2*rzmax*s1/b))/2；其中，ljz为校准流量，llj为流量计测量的水流量，psl为水流压力，rzmax为转杆的最大转动角度，s1为第一距离，a1为压力转换系数，a2为角度转换系数，b为距离转换比，且a1、a2以及b分别大于零。
17.本发明的有益效果：本发明通过阀芯内部开设有内腔，并且在内腔内部设置有数据获取机构，通过数据获取机构获取阀体内水流的冲击力和压力，再通过处理模块对转动力和水流的压力进行处理，并结合流量计测量的水流量进行计算得到校准后的校准流量，从而提高对大型阀门的水流量检测的精确度，降低水流量检测的误差，从而进一步节约了水资源，为节水监测提供保障。
附图说明
18.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
19.图1为本发明的结构示意图；
20.图2为本发明的局部结构示意图；
21.图3为本发明的数据获取机构的第一轴视图；
22.图4为本发明的数据获取机构的第二轴视图；
23.图5为本发明的数据获取机构的剖视图；
24.图6为本发明的数据获取机构的局部结构示意图；
25.图7为本发明控制器的控制原理框图。
26.图中：1、控制器；11、处理模块；111、控制单元；112、水流量校正单元；2、气动机构；3、连接架；4、稳固座；5、阀杆；6、阀体；61、进出口；7、阀芯；71、内腔；8、数据获取机构；81、升降动力组件；811、第一防护箱；812、微电机；813、升降板；814、导向杆；815、螺杆；82、冲力获取组件；821、冲击板；822、弧形齿条；823、铰接件；824、升降柱；83、压力获取组件；831、压力获取头；832、压力检测单元；8321、压力传感器；84、传动检测组件；841、第二防护箱；842、齿轮；843、连接板；844、转杆；845、角度传感器；9、流量计。
具体实施方式
27.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
28.请参阅图1-图7，一种水流量精确检测的节水阀门，包括控制器1、气动机构2、阀杆5、阀芯7以及阀体6，所述控制器1与气动机构2电连接，所述阀杆5的顶部与气动机构2相连接，所述阀杆5的底部伸入阀体6内与阀芯7相连接，所述阀体6的两侧设置有进出口61，所述阀体6通过进出口61与外界水管相连，所述阀体6一侧还设置有流量计9，所述流量计9用于测量阀体6内通过的水流量，所述流量计9与控制器1电连接，所述阀芯7内部开设有内腔71，所述内腔71的底部设置为敞口结构，所述内腔71内部设置有数据获取机构8，所述数据获取机构8用于获取阀体6内水流的冲击力和压力，所述数据获取机构8与控制器1电连接。
29.本发明的阀门应用于大型的水源供给管路，阀门的规格较大，因此水流过程中，水流的速度、压力都会对水流量有着较大的影响，因此仅仅通过流量计9进行的水流量计算会导致最终的水流量测量存在误差。
30.所述数据获取机构8包括冲力获取组件82、压力获取组件83以及传动检测组件84，所述冲力获取组件82与传动检测组件84相连接，所述传动检测组件84用于将冲力获取组件82获取到的冲力转化为转动力，所述压力获取组件83用于获取阀体6内水流的压力，水流的冲力一方面反应了水流的压力，另一方面反应了水流的速度，压力获取组件83直接就获取了阀体6内的水流压力。
31.所述控制器1内设置有处理模块11，所述处理模块11用于对转动力和水流的压力进行处理，并结合流量计9测量的水流量进行计算得到校准后的校准流量。通过对检测到的水流压力和受到水冲击转化的参数并配合流量计9检测到的参数进行综合处理计算，能够得到相对较为准确的校准流量，从而提高了流量检测的准确度，为节约水源提供了检测标准。
32.请参阅图3-图6，所述冲力获取组件82的顶部设置有升降动力组件81，所述升降动力组件81用于带动冲力获取组件82、压力获取组件83以及传动检测组件84进行上下移动。
33.所述升降动力组件81包括第一防护箱811、微电机812、升降板813以及螺杆815，所述第一防护箱811设置在内腔71的顶部，所述微电机812设置在第一防护箱811的内部，所述
微电机812的输出轴与螺杆815相连接，所述升降板813水平设置在第一防护箱811的内部，所述螺杆815贯穿第一防护箱811，所述第一防护箱811内竖直设置有若干导向杆814，若干导向杆814贯穿升降板813，所述升降板813与螺杆815的连接处设置有螺母，所述螺杆815贯穿螺母并与螺母螺纹连接，所述升降板813的底部与冲力获取组件82相连接。
34.微电机812在运作时带动螺杆815转动，螺杆815转动过程中与升降板813内的螺母发生传动，升降板813由导向杆814限制转动，能够进行上下方向上的移动，升降板813上下移动能够带动底部的冲力获取组件82、压力获取组件83以及传动检测组件84进行升降。
35.所述冲力获取组件82包括冲击板821、铰接件823以及升降柱824，所述冲击板821通过铰接件823与升降柱824转动连接，所述升降柱824贯穿第一防护箱811底部并伸入第一防护箱811内部与升降板813固定连接，所述冲击板821竖直设置，所述冲击板821的冲击面与水流方向相垂直。水流经过冲击板821时，会对冲击板821造成冲击，从而带动冲击板821进行转动，冲击板821的设计规格要远远小于阀体6内部的空间，能够降低对阀体6内部水流的影响。
36.所述传动检测组件84包括第二防护箱841、连接板843、转杆844以及角度传感器845，所述连接板843与升降柱824固定连接，所述第二防护箱841固定在连接板843底部，所述角度传感器845设置在第二防护箱841内部，所述转杆844与角度传感器845相连接，所述角度传感器845用于检测转杆844的转动角度，所述转杆844伸出第二防护箱841外的一端连接有齿轮842，所述冲击板821的一侧设置有弧形齿条822，所述弧形齿条822与齿轮842相啮合，所述冲击板821的转动圆心与弧形齿条822的圆心相同，冲击板821带动弧形齿条822转动时，弧形齿条822带动齿轮842转动，齿轮842带动转杆844转动，转杆844转动时，角度传感器845能够检测到转杆844的转动角度，并输出一定时间段内转杆844转动的最大角度供处理模块11处理。
37.所述压力获取组件83包括压力获取头831以及压力检测单元832，所述压力检测单元832固定在连接板843的底部，所述压力获取头831设置在压力检测单元832的底部，所述压力检测单元832包括压力传感器8321以及第三防护箱，所述压力传感器8321设置在第三防护箱内，所述压力获取头831伸入第三防护箱内与压力传感器8321相连接，所述压力传感器8321通过压力检测获取头检测阀体6内水流的压力。阀体6内的水流会对压力获取头831造成一定的压力，压力传感器8321能够获取到这一压力值。
38.所述处理模块11配置有控制单元111，所述控制单元111配置有控制策略，所述控制策略包括：当需要对阀体6内的水流进行检测时，控制微电机812运作，将冲击板821以及压力获取头831送出到阀芯7底部，并下降到最远距离，将下降的距离标记为第一距离，下降的距离也会影响到水流冲击的效果，因此统一设计下降到最低位置，能够得到统一的检测标准。然后控制角度传感器845测量转杆844的最大转动角度，控制压力传感器8321测量压力获取头831处的水流压力。
39.所述处理模块11还包括水流量校正单元112，所述水流量校正单元112配置有水流量校正策略，所述水流量校正策略包括：将流量计9测量的水流量与水流压力、转杆844的最大转动角度以及第一距离带入流量校正算法内求得校准流量，控制器1根据校准流量控制阀杆5的升降位置以调整水流量。
40.所述流量校正算法配置为：ljz＝(llj (a1*psl)*(a2*rzmax*s1/b))/2；其中，ljz
为校准流量，llj为流量计9测量的水流量，psl为水流压力，rzmax为转杆844的最大转动角度，s1为第一距离，a1为压力转换系数，a2为角度转换系数，b为距离转换比，且a1、a2以及b分别大于零，通过第一距离、水流压力以及转杆844的最大转动角度能够得到一个近似的水流量值，在与流量计9测量的水流量取平均值，能够得到校准流量，从而提高流量检测的准确度。
41.工作原理：在进行流量检测时，通过升降动力组件81带动冲力获取组件82、压力获取组件83以及传动检测组件84下降到阀体6的中心位置，水流过程中，冲力获取组件82的冲击板821收到冲击后将转动力传动给传动检测组件84，传动检测组件84能够将冲击力进行转化，压力获取组件83能够获取到阀体6内的水流压力，然后处理模块11根据检测到的数据与流量计9测量的水流量一起进行处理，得到校准流量，从而提高水流量的检测准确度。
42.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。