Kuinka mekaaniset vesimittarit toimivat
Vesiputken vesimittarissa on useita pieniä osoittimia, jotka on järjestetty pyöreän kaaren mukaan vesimittarin kellotauluun. Keskellä on pieni punainen kolmio. Kun hana on auki ja vesi virtaa, pieni punainen kolmio pyörii. Pienet kädet liikkuvat tuskin ollenkaan, juokseeko vesi vai ei. Kellotauluun on kirjoitettu myös sanat "m3", mikä tarkoittaa kuutiometriä. Toisin sanoen tämän mittarin lukemayksikkö on kuutiometri. Koska jokainen kuutiometri vettä on tasan yksi tonni, lukema on suoraan tonni, joten vesimaksu voidaan helposti laskea käytetyn veden kokonaismäärän lukeman (tonnia) mukaan.
Joten mikä on vesimittarin toimintaperiaate?
Itse asiassa se on hyvin yksinkertaista, koska vesimittarin kuori on kiinteä, sen sisätilavuus on kiinteä ja vesi virtaa. Se käyttää juoksupyörää pyörimään, ja joka kerta kun juoksupyörä pyörii, sen läpi virtaa vakiomäärä vettä. Siksi niin kauan kuin juoksupyörän kierrosten lukumäärää kerätään ja kerrotaan tällä vakiotilavuudella, voidaan saada läpi virtaavan veden kokonaismäärä.
Periaatteen olemme jo ymmärtäneet, joten katsotaanpa vesimittarin sisäpuolta tarkemmin, sillä käyttäjien huijaamisen estämiseksi kannessa on lyijytiiviste, jota ei saa avata.
Vesimittarin sisäinen rakenne voidaan jakaa kolmeen osaan: vaippa, holkki ja sisäydin ulkopuolelta sisäänpäin. Kuori on valmistettu valuraudasta. Kun vesi tulee ulos veden sisääntuloaukosta, se kulkee vaipan alemman rengasmaisen tilan läpi, jota kutsutaan "alemmaksi rengaskammioksi". Tämän rengasmaisen tilan päällä on "ylempi rengaskammio", joka on yhteydessä veden poistoaukkoon. Hihan alaosassa on suodatinverkko, jossa on pieniä reikiä vedessä olevien sekalaisten suodattamiseksi. Hihan sivussa on ylä- ja alarivit pyöreitä reikiä. Reiät on sijoitettu täsmälleen vastapäätä kotelon ylä- ja alarengaskammiota. Ilmeisesti alempi rivi on veden tuloaukko ja ylempi rivi on vedenpoistoaukko. Erityisen huomionarvoista on, että molemmat reikärivit on porattu vinottain ympyrän tangentiaalisesti, mikä toimii animaation mukaisesti. Huomaa, että ylemmän ja alemman reikärivin suunnat ovat vastakkaiset. Vesi virtaa sisään tangentiaalista suuntaa pitkin alemmasta tyhjennysreiästä, joka muodostaa väistämättä pyörivän vesivirran, mikä on erittäin tärkeää vesimittarin toiminnan kannalta.
Katsotaanpa uudelleen sisäistä ydintä. Sisäydin on jaettu ylempään, keskimmäiseen ja alempaan kerrokseen. Se, mitä näemme lasi-ikkunasta, on ylempi kerros, jossa on vain osoittimet ja kellot. Itse asiassa avain on alempi kerros. Sisällä on muovinen pyörä, ja pyörän reunassa on monia muovisia siipiä, kuten yllä olevassa kuvassa (kuva 1), joita kutsutaan "siipipyöräksi".
Juoksupyörän asento on juuri kotelon alemman reiän muodostamassa pyörivässä virtauksessa, ja vesivirtaus vaikuttaa pyörän ympärillä oleviin siipiin synnyttäen vääntömomenttia ja saamaan juoksupyörän pyörimään. Mitä isommaksi hana avataan, sitä nopeammin vesi virtaa ja sitä nopeammin juoksupyörä pyörii.
Juoksupyörän akseli ulottuu keskikerrokseen pystysuunnassa ylöspäin, ja akselilla on pieni hammaspyörä, jota käytetään "desimaaliluvun vaihteen" kanssa lyötymiseen kierrosten määrän keräämiseksi. "Desimaalinumerovaihteen" tehtävänä on, että joka kerta kun yksinumeroinen vaihde kääntyy kymmenen kertaa, kymmennumeroinen vaihde kääntyy yhden kierroksen. Toisin sanoen yksinumeroinen vaihde pyörii yhden kierroksen ja kymmenen numeroinen vaihde kymmenesosan kierroksesta. Yksinumeroinen vaihde on kuljettaja, joka ajaa kymmennumeroista vaihdetta. Itse asiassa jokaisessa desimaalivaiheessa käytetään kahta vaihdeparia pyörimissuunnan yhdenmukaistamiseksi. Toinen lähetyssuhdepari on 9:30 ja toinen pari 10:30. Nämä kaksi paria on kytketty sarjaan, ja kokonaissiirtosuhde on tämä. Kahden tulo, joka on 0,099999, voidaan arvioida 0,1:ksi.
Tämän laskelman mukaan, jos haluat lukea seitsemän numeroa (neljän numeron lukeminen ennen desimaalipistettä on musta asteikko ja kolmen numeron lukeminen desimaalipilkun jälkeen on punainen asteikko), sinun on käytettävä 12 paria vaihteita. Joidenkin muiden käyttötarkoitusten lisäksi keskikerroksen pieneen tilaan on puristettava 18 akselia ja 34 hammaspyörää, jota voidaan pitää tiheäasennuksena. Yllättäen vesijohtovesimittarissa on niin paljon vaihteita!
Vaikka olemme nyt siirtyneet 2000-luvulle, tällainen mekaaninen vesimittari palvelee meitä vielä pitkään yksinkertaisuutensa ja halvuutensa, pitkäaikaisen käytönsä kosteissa ympäristöissä ilman huoltoa ja sen vuoksi, että se ei tarvitse virtalähde eikä vaikuta sen toimintaan sähkökatkojen aikana. Vaikka elektroniikkatekniikan vesimittari on ilmestynyt, kestää sen leviäminen tavallisten ihmisten koteihin vielä pitkään.