一种管道流体信息的近程自供电监控器的制造方法_2

文档序号:9907560阅读:来源:国知局
实施方式】由以下实施例及其附图详细给出。
【附图说明】
[0021]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明涉及的一种管道流体信息的近程自供电监控器的框架示意图;
图2为本发明涉及的一种管道流体信息的近程自供电监控器连接在管道上的示意图; 图3为本发明涉及的储能监测装置的内部示意图;
图4为本发明涉及的流体发电装置的内部结构示意图;
图5为本发明涉及的无线通信模块与服务器端通信时的示意图;
图6为本发明涉及的微控制器采集流体信息的电路示意图;
图7为本发明涉及的流体发电装置自供电的电路示意图;
图8为本发明涉及的温度采集电路的一种实施例;
图9为本发明涉及的交流电波形经整流电路、信号整形电路后的波形变化示意图;
图10为与本发明配合使用的服务器端根据流体流速所进行漏水检测的流程示意图;
图11为本发明涉及的流体发电装置的可选实施例示意图。
[0022]图2-图5、图11中,流体发电装置1、外壳11、微型发电机12、转子121、定子122、固定转轴13、水轮机14、管道接口 15、空腔16、进水口 151、出水口 152、指示灯2、储能监测装置3、智能控制板31、微控制器311、无线通信模块312、温度采集电路313、充电电池32、管道4、服务器端5。
[0023]图6-图8中,Dl为整流桥,VTl为NPN型的三极管,R1-R4为电阻,MCU为微控制器,VCC、VDD为工作电压,Cl为电容,A/D1为微控制器的A/D接口,BH为温度传感器。
[0024]图10中,Vt为实时水流流速、VO为漏水预警流速值、St为实时水流体积、SO为漏水预警体积值。
【具体实施方式】
[0025]下面将参考附图并结合实施例,来详细说明本发明:
如图1-图11所示,一种管道流体信息的近程自供电监控器,包括流体发电装置I和储能监测装置3,所述的流体发电装置I通过导线与储能监测装置3连接,所述的储能监测装置3包括智能控制板31和充电电池32,所述的智能控制板31包括微控制器311、无线通信模块312和温度采集电路313,所述的智能控制板31通过导线与充电电池32、流体发电装置I连接,所述的流体发电装置I连接在管道4上,将流体能量转换为电能,储存在充电电池32上,供智能控制板31工作,所述的微控制器311根据接收到的电信号得出流体流速信息,根据温度采集电路313得到流体温度信息,并控制无线通信模块312将流体流速及温度信息实时发送到服务器端5,所述的无线通信模块312为ZigBee模块或NRF模块或Bluetooth模块或红外模块,可实现近程无线传输。
[0026]进一步的,所述的流体发电装置I包括外壳11、微型发电机12、固定转轴13、水轮机14与管道接口 15,所述的微型发电机12通过固定转轴13与水轮机14连接,所述的微型发电机12包括转子121、定子122,所述的定子122固定在外壳11上,所述的管道接口 15包括进水口 151与出水口 152,所述的进水口 151、出水口 152与管道4连接。
[0027]进一步的,所述的无线通信模块312可接收服务器端5上的控制信号,并将其信息传输到微控制器311上进行处理,从而控制整个监控器的工作状态。
[0028]进一步的,所述的智能控制板31包括电能收集电路、电池管理电路,所述的流体发电装置I经整流电路后与电能收集电路连接,所述的电能收集电路与电池管理电路连接,所述的充电电池32与电池管理电路连接。
[0029]进一步的,所述的微控制器311连接有信号整形电路,所述的信号整形电路经整流电路与流体发电装置I连接,所述流体发电装置I的产生的交流电波形经整流电路后变成脉动直流电波形,经信号整形电路后变成矩形波波形,所述的微控制器311接收到电信号的波形为矩形波。
[0030]进一步的,所述的矩形波周期与交流电周期一致或成正比关系。
[0031]进一步的,所述的微控制器311根据接收到的电信号得出流体流速信息的工作原理为:所述的管道4内的流体推动水轮机14旋转,通过固定转轴13带动转子121旋转,与定子122切割磁力线,产生交流电,交流电的频率与流体流速成正比关系,微控制器311根据接收到的电信号得出交流电频率,从而得到流体流速。
[0032]进一步的,所述的储能监测装置3上连接有指示灯2,所述的指示灯2与微控制器311连接,起到电满指示以及电满时消耗电能的作用。
[0033]进一步的,所述的温度采集电路313包括温度传感器,所述的温度传感器与管道4内的流体接触。
[0034]进一步的,所述的充电电池32可替换为超级电容,所述的流体发电装置I经整流电路后与超级电容连接。具体实施例
[0035]根据图1-图5所示,本发明的一种管道流体信息的近程自供电监控器连接在管道4上使用,该管道4内的流体为水流,通过进水口 151、出水口 152分别与管道4连接,并配合相应的服务器端5使用,其与管道4、服务器端5组合起来使用的工作过程如下:
1)、自供电:管道4内的水流推动水轮机14旋转,通过固定转轴13带动转子121旋转,与定子122切割磁力线,产生交流电;
2)、储电:交流电经整流电路后传输到电能收集电路、电池管理电路,最后传输到充电电池32中完成电能量保存;
3)、采集水流信息:交流电经整流电路后同时传输到信号整形电路,然后由微控制器311根据接收到的电信号得出水流流速信息;温度传感器采集管道4内的水流温度信息,并将水流温度信息送至微控制器311;
4)、无线传输:当微控制器311采集了一定时间内的水流流速及温度信息,唤醒无线通信模块312,并将一定时间内的水流流速及温度信息通过无线通信模块312发射到服务器端5;
5)、漏水预警:服务器端5根据接收到的水流流速信息与漏水预警值相比较,从而在超出漏水预警值的范围后进行预警提醒;
6)、指示灯亮:当充电电池32的电量充满,通过电池管理电路,将电满信号传输到微控制器311,由微控制器311控制指示灯2亮,同时指示灯2起到消耗电能的作用,避免充电电池32在饱和的状况下还持续充电所造成的损伤;
7)、控制:用户可以在服务器端5上的程序进行控制,无线通信模块312接收服务器端5上的控制信号,并将其信息传输到微控制器311上进行处理,从而控制整个监控器的工作状态;
8)、状态:当没有水流流动且服务器端5未发出控制信号,整个电路处于休眠状态;当没有水流流动,但服务器端5发出控制信号,唤醒无线通信模块312,由无线通信模块312唤醒微控制器311,由微控制器311根据接收到的控制指令作出反应;当水开始流动时,唤醒微控制器311,使微控制器311处于工作状态,不断的采集水流流速信息,在间隔时间后,唤醒无线通信模块312,将该间隔时间内的水流流速信息发送到服务器端5进行处理。
[0036]根据图6-图7所示,本发明实施例采用的整流电路为整流桥D1,信号整形电路由限流电阻Rl,上拉电阻R2,三极管VTI组成。
[0037]图8为本发明涉及的温度采集电路的一种实施例;通过串联电阻R4,降低温度传感器BH上的电流,保护温度传感器BH的正常工作,通过电容Cl和电阻R3进行滤波,得到的模拟温度信号通过A/D1传输到微控制器MCU内部的A/D模块转换为数字信号,提供给程序进行处理分析。
[0038]图9
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