一種自發(fā)電多普勒流量儀表的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自發(fā)電多普勒流量儀表，主要由殼體、發(fā)電螺翼、擾動螺翼、行星減速機(jī)、控制電路板、多普勒傳感器組成，其特征在于：殼體由管道、閥球、控制倉組成；發(fā)電旋翼主要有齒輪、中心軸、軸套和鋼珠組成；擾動螺翼安裝結(jié)構(gòu)與發(fā)電螺翼安裝結(jié)構(gòu)一樣；行星減速機(jī)的輸入軸上裝有齒輪，與發(fā)電螺翼的齒輪嚙合，行星減速機(jī)的輸出軸軸端套有撥桿；控制倉內(nèi)有控制電路板和FDP發(fā)電片，F(xiàn)DP發(fā)電片的一端固定在控制倉，另一端與撥桿相抵；FDP發(fā)電片的信號引出線與控制電路連接，有益效果是：能夠自行提供工作能量，無更換電池的后顧之憂；實(shí)現(xiàn)任意方向進(jìn)水、任意方向安裝和一表多用。
【專利說明】一種自發(fā)電多普勒流量儀表

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種流量儀表，尤其涉及一種自發(fā)電多普勒流量儀表。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前的智能水表、智能氣表和智能熱量表，全部依靠電池供電，由于使用環(huán)境的惡 劣及電池本身的壽命等缺陷，使得智能儀表在可靠性方面的性能比較低，在實(shí)踐中，現(xiàn)有的 供電技術(shù)方案大概有以下不足之處：
[0003] 1、采用內(nèi)置一次性鋰電池技術(shù)方案，存在更換電池的后顧之憂問題；
[0004] 2、采用普通電池技術(shù)方案，存在通過暴露的供電窗口產(chǎn)生的作弊可能；
[0005] 3、采用水輪發(fā)電技術(shù)方案，由于壓差小、轉(zhuǎn)速低、阻力大，至今還沒有成熟的產(chǎn) 品；
[0006] 4、采用熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)方案的熱能表：由于溫差小、半導(dǎo)體器件成本高，也沒有實(shí)用 化的產(chǎn)品。
[0007] 所以智能儀表要提高可靠性，需要有一種新的供電方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自發(fā)電多普勒流 量儀表。
[0009] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種自發(fā)電多普勒流量儀表，主要由殼體、發(fā)電螺翼、 擾動螺翼、行星減速機(jī)、控制電路板、多普勒傳感器組成，其特征在于：
[0010] 所述殼體由管道、閥球、控制倉組成，所述的管道在殼體下面，管道兩頭有螺紋接 口，所述的閥球在殼體中間，所述的控制倉在殼體上面，在控制倉上面有控制倉蓋，內(nèi)有行 星減速機(jī)軸的出口和傳感器輸出線出口；
[0011] 所述的發(fā)電螺翼在管道里面的左邊，發(fā)電旋翼主要有齒輪、中心軸、軸套和鋼珠組 成，所述的齒輪在發(fā)電旋翼右端，所述的中心軸兩端嵌有外側(cè)軸套和內(nèi)側(cè)軸套，外側(cè)和內(nèi)側(cè) 的軸套各自與鋼珠相接，鋼珠再與支撐系統(tǒng)相接；
[0012] 所述的支撐系統(tǒng)外側(cè)由支撐套、支撐架和軸套組成，所述的支撐套安置在螺紋接 口內(nèi)壁，支撐套上裝支撐架，支撐架上裝軸套，支撐系統(tǒng)內(nèi)側(cè)由支撐架安裝在管道內(nèi)，支撐 架上裝軸套，兩個軸套各自與鋼珠相接，鋼珠連接支撐系統(tǒng)與發(fā)電螺翼的結(jié)構(gòu)摩擦力最小， 所以發(fā)電螺翼能夠靈活旋轉(zhuǎn)；
[0013] 所述的擾動螺翼安置在管道里面的右邊，除擾動螺翼的軸鑲有金屬材料外，安裝 結(jié)構(gòu)與發(fā)電螺翼安裝結(jié)構(gòu)一樣，所以不再描述。
[0014] 所述的行星減速機(jī)的輸入軸上裝有齒輪，與發(fā)電螺翼的齒輪嚙合，行星減速機(jī)的 輸出軸穿過陶瓷動密封和陶瓷靜密封，軸端套有撥桿，由于輸出軸是經(jīng)過行星減速機(jī)大比 例減速，所以動量增大，使撥桿具有一定強(qiáng)度的撥力，當(dāng)水流在管道內(nèi)流動時，發(fā)電螺翼就 會旋轉(zhuǎn)，通過齒輪嚙合，帶動行星減速機(jī)輸出軸旋轉(zhuǎn)，撥桿就隨著轉(zhuǎn)動；
[0015] 所述的控制倉內(nèi)有控制電路板和FDP發(fā)電片，F(xiàn)DP發(fā)電片的一端固定在控制倉，另 一端與撥桿相抵，撥桿旋轉(zhuǎn)時，撥動FDP發(fā)電片另一端產(chǎn)生振動，因?yàn)镕DP發(fā)電片的信號引 出線與控制電路連接，所以振動產(chǎn)生的信號通過控制電路發(fā)出脈沖電壓，脈沖電壓通過二 極管D1整流，存儲到電容器FC中，F(xiàn)C通過穩(wěn)壓電路W，使脈沖變成電壓穩(wěn)定的電源供應(yīng)給 電路，使控制電路運(yùn)行IC1程序，IC1程序接受多普勒傳感器ICO送來的傳感信號，經(jīng)運(yùn)算得 到流量信號，并在LCD上顯示，作為熱計量表使用時，同時接受熱敏電阻R5和R6的數(shù)據(jù)，進(jìn) 入IC1到A/D端口進(jìn)行計算，最終根據(jù)熱量計算公式獲得熱量消耗的數(shù)值，根據(jù)需要在LCD 上顯示。
[0016] 所述擾動螺翼的擾動端在多普勒傳感器磁性感應(yīng)頭與管道內(nèi)壁之間、多普勒傳感 器內(nèi)還安裝有溫度傳感器和流速傳感器，多普勒傳感器的輸出線通過傳感器輸出線出口到 控制倉，與控制電路板連接；
[0017] 所述的擾動螺翼在水流的作用下旋轉(zhuǎn)，擾動端產(chǎn)生環(huán)境擾動，多普勒傳感器感知 后，將產(chǎn)生的信號送到控制電路IC1的A/D輸入端，依據(jù)設(shè)定的程序計算出流量數(shù)值；
[0018] 所述的控制電路由IC1輸入端連接多普勒傳感器的輸出端、溫度傳感器的輸出 端、IC2輸入端連接IC1的輸出端、IC2的輸出端連接減速馬達(dá)、IC3輸入端連接IC1的通 訊端、IC4輸入端連接電源感應(yīng)線圈、輸出端連接隔離二極管D2、T1輸入端連接IC1的輸出 端、T1的輸出端連接R3和R4、R3連接R5、R4連接R6、T2輸入端連接IC1的輸出端、T2的 輸出端連接R1和R2、R1和R2連接多普勒傳感器ICO的輸出端，所述的發(fā)電片的輸出一端 連接到整流管D1另一端連接到公共地，感應(yīng)線圈XQ輸出端接IC4與發(fā)電片供電電路并聯(lián)。
[0019] 本發(fā)明的有益效果是：
[0020] (1)能夠自行提供工作能量，無更換電池的后顧之憂；
[0021] (2)有了多普勒傳感器，提高計量的精度；
[0022] (3)紅外數(shù)據(jù)隔離及感應(yīng)電源，實(shí)現(xiàn)IP68的最高等級防護(hù)；
[0023] (4)對稱的螺翼配置，實(shí)現(xiàn)任意方向進(jìn)水和任意方向安裝；
[0024] (5)多種傳感器能夠適應(yīng)冷水、熱水和熱氣的計量，一表多用；

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 圖1是本發(fā)明一種自發(fā)電多普勒流量儀表的主要結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖2是本發(fā)明一種自發(fā)電多普勒流量儀表FDP發(fā)電片位置示意圖。
[0027] 圖3是本發(fā)明一種自發(fā)電多普勒流量儀表的電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合圖1、圖2、圖3和一個具體的實(shí)施例對本發(fā)明做詳細(xì)說明：
[0029] 如圖1、圖2、圖3所示，一種自發(fā)電多普勒流量儀表，由殼體、發(fā)電螺翼2. 1、擾動螺 翼3. 1、行星減速機(jī)4. 1、控制電路板5、多普勒傳感器6. 1組成。
[0030] 所述的殼體下面有管道1. 1，管道1. 1兩頭有螺紋接口 1. 2,所述的閥球1. 4在殼 體中間，所述的控制倉1. 3在殼體上面，在控制倉1. 3上面有控制倉蓋1. 3. 1，內(nèi)有行星減速 機(jī)軸的出口 1. 5和傳感器輸出線出口 1. 6,；
[0031] 所述的發(fā)電螺翼2. 1安置在管道1. 1里面的左邊，發(fā)電旋翼2. 1由齒輪2. 7、中心 軸2. 2、外側(cè)軸套2. 3. 1、內(nèi)側(cè)軸套2. 3. 2和鋼珠2. 4. 1組成，所述的齒輪2. 7在電旋翼2. 1 的右端，所述的中心軸2. 2兩端的外側(cè)內(nèi)嵌有軸套2. 3. 1和內(nèi)側(cè)內(nèi)嵌有軸套2. 3. 2,外側(cè)軸 套2. 3. 1與鋼珠2. 4. 1相接，內(nèi)側(cè)軸套2. 3. 2與鋼珠2. 4. 2相接，所述的發(fā)電螺翼2. 1就是 通過鋼珠與支撐系統(tǒng)連接；
[0032] 所述的支撐系統(tǒng)的外側(cè)由支撐套2. 5、支撐架2. 5. 1和軸套2. 5. 2組成，所述的支 撐套2. 5安置在螺紋接口 1. 2的內(nèi)壁，支撐套2. 5上裝支撐架2. 5. 1，支撐架2. 5. 1上裝軸 套2. 5. 2,支撐系統(tǒng)內(nèi)側(cè)有支撐架2. 6. 1安裝在管道內(nèi)，支撐架2. 6. 1上裝軸套2. 6. 2,軸套 2. 5. 2與鋼珠2. 4. 1連接，軸套2. 6. 2與鋼珠2. 4. 2連接，鋼珠是支撐系統(tǒng)與發(fā)電螺翼的連 接點(diǎn)；
[0033] 所述的擾動螺翼3. 1安置在管道1. 1里面的右邊，除擾動螺翼3. 1軸中鑲有金屬 材料3. 3外，安裝結(jié)構(gòu)與發(fā)電螺翼2. 1安裝結(jié)構(gòu)一樣；
[0034] 行星減速機(jī)4. 1的輸入軸4. 6上裝有輸入齒輪4. 2,齒輪4. 2與齒輪2. 7嚙合；行 星減速機(jī)4. 1的輸出軸4. 5穿過行星減速機(jī)軸出口 1. 5內(nèi)的陶瓷動密封4. 3和陶瓷靜密封 4. 4,在軸端套有撥桿4.7 ;
[0035] 所述的控制倉1. 3內(nèi)有控制電路板5和FDP發(fā)電片5. 1，F(xiàn)DP發(fā)電片5. 1的一端固 定在控制倉1. 3,另一端與撥桿4. 7相抵，撥桿4. 7旋轉(zhuǎn)時，撥動FDP發(fā)電片5. 1產(chǎn)生振動， FDP發(fā)電片5. 1的引出線與控制電路板5連接，振動產(chǎn)生的信號通過控制電路板5變換為脈 沖電壓，脈沖電壓通過二極管D1整流，存儲到電容器FC中，F(xiàn)C通過穩(wěn)壓電路W，使脈沖變成 電壓穩(wěn)定的電源供應(yīng)給電路，使控制電路運(yùn)行IC1程序，IC1程序接受多普勒傳感器ICO送 來的傳感信號，經(jīng)運(yùn)算得到流量信號，并在LCD上顯示，作為熱計量表使用時，同時接受熱 敏電阻R5和R6的數(shù)據(jù)，進(jìn)入IC1到A/D端口進(jìn)行計算，最終根據(jù)熱量計算公式獲得熱量消 耗的數(shù)值，根據(jù)需要在IXD上顯示。
[0036] 所述的擾動螺翼3. 1的擾動端3. 2在多普勒傳感器6. 1的感應(yīng)頭6. 2與管道內(nèi)壁 之間、多普勒傳感器6. 1內(nèi)部安裝有溫度傳感器6. 3和流速傳感器6. 4、多普勒傳感器6. 1 輸出線從傳感器輸出線出口 1. 6到控制倉1. 3與控制電路板5連接；
[0037] 所述的擾動螺翼3. 1在水流的作用下旋轉(zhuǎn)，擾動端3. 2產(chǎn)生環(huán)境擾動，多普勒傳感 器6. 1的磁感應(yīng)頭6. 2感知后，將信號送到控制電路IC1的A/D輸入端，依據(jù)設(shè)定的程序計 算出流量數(shù)值。
[0038] 所述的流速傳感器6. 4是磁性傳感器，可以感知接近擾動螺翼3. 1軸中的金屬材 料3. 3的次數(shù)，從而獲得流速信號，為多普勒傳感器是否采樣，提供依據(jù)。
[0039] 控制電路IC1的通訊口連接紅外模塊電路IC3,用來與外部實(shí)現(xiàn)紅外通訊，以獲得 充值數(shù)據(jù)輸入或抄表數(shù)據(jù)輸出，控制電路IC1連接有馬達(dá)驅(qū)動電路IC2,在需要關(guān)閉和打開 馬達(dá)時，驅(qū)動Μ運(yùn)行，并通過行程開關(guān)K1和K2感知馬達(dá)Μ運(yùn)行位置，控制電路中，T1用來 控制溫度采樣電路供電，Τ2用來控制流量采樣電路的供電，最大限度實(shí)現(xiàn)低功耗控制。
[0040] 在進(jìn)行紅外通訊和打開閥門時，需要較大的供電功率，為此通過感應(yīng)線圈XQ獲得 外部感應(yīng)供電，感應(yīng)供電與發(fā)電片供電并聯(lián)，在進(jìn)行通訊和開閥的同時，給電容FC充電，由 于FC較大，可以維持用戶不使用流量時給系統(tǒng)供電，在用戶使用流量時，通過發(fā)電片可以 給FC持續(xù)充電，以維持能量的供給。
【權(quán)利要求】
1. 一種自發(fā)電多普勒流量儀表，主要由殼體、發(fā)電螺翼、擾動螺翼、行星減速機(jī)、控制電 路板、多普勒傳感器組成，其特征在于：殼體由管道、閥球、控制倉組成；發(fā)電旋翼主要有齒 輪、中心軸、軸套和鋼珠組成；擾動螺翼安裝結(jié)構(gòu)與發(fā)電螺翼安裝結(jié)構(gòu)一樣：行星減速機(jī)的 輸入軸上裝有齒輪，與發(fā)電螺翼的齒輪嚙合，行星減速機(jī)的輸出軸軸端套有撥桿；控制倉內(nèi) 有控制電路板和FDP發(fā)電片，F(xiàn)DP發(fā)電片的一端固定在控制倉，另一端與撥桿相抵。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自發(fā)電多普勒流量儀表，其特征在于，所述擾動螺翼的 擾動端在多普勒傳感器磁性感應(yīng)頭與管道內(nèi)壁之間、多普勒傳感器內(nèi)還安裝有溫度傳感器 和流速傳感器，多普勒傳感器的輸出線通過傳感器輸出線出口到控制倉，與控制電路板連 接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自發(fā)電多普勒流量儀表，其特征在于，所述的控制倉內(nèi) 有控制電路板和FDP發(fā)電片，F(xiàn)DP發(fā)電片的一端固定在控制倉，另一端與撥桿相抵，F(xiàn)DP發(fā)電 片的信號引出線與控制電路連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自發(fā)電多普勒流量儀表，其特征在于，所述的控制電路 由IC1輸入端連接多普勒傳感器的輸出端、溫度傳感器的輸出端、IC2輸入端連接IC1的輸 出端、IC2的輸出端連接減速馬達(dá)、IC3輸入端連接IC1的通訊端、IC4輸入端連接電源感應(yīng) 線圈、輸出端連接隔離二極管D2、T1輸入端連接IC1的輸出端、T1的輸出端連接R3和R4、 R3連接R5、R4連接R6、T2輸入端連接IC1的輸出端、T2的輸出端連接R1和R2、R1和R2 連接多普勒傳感器ICO的輸出端，所述的發(fā)電片的輸出一端連接到整流管D1另一端連接到 公共地。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自發(fā)電多普勒流量儀表，其特征在于，感應(yīng)線圈輸出端 接IC4與發(fā)電片供電電路并聯(lián)。
【文檔編號】G01F1/66GK104215287SQ201410462407
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】邢偉華 申請人:浙江中合儀表科技有限公司