一种自发电多普勒流量仪表的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种自发电多普勒流量仪表，主要由壳体、发电螺翼、扰动螺翼、行星减速机、控制电路板、多普勒传感器组成，其特征在于：壳体由管道、阀球、控制仓组成；发电旋翼主要有齿轮、中心轴、轴套和钢珠组成；扰动螺翼安装结构与发电螺翼安装结构一样；行星减速机的输入轴上装有齿轮，与发电螺翼的齿轮啮合，行星减速机的输出轴轴端套有拨杆；控制仓内有控制电路板和FDP发电片，FDP发电片的一端固定在控制仓，另一端与拨杆相抵；FDP发电片的信号引出线与控制电路连接，有益效果是：能够自行提供工作能量，无更换电池的后顾之忧；实现任意方向进水、任意方向安装和一表多用。
【专利说明】一种自发电多普勒流量仪表
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种流量仪表，尤其涉及一种自发电多普勒流量仪表。
【背景技术】
[0002] 目前的智能水表、智能气表和智能热量表，全部依靠电池供电，由于使用环境的恶 劣及电池本身的寿命等缺陷，使得智能仪表在可靠性方面的性能比较低，在实践中，现有的 供电技术方案大概有以下不足之处：
[0003] 1、采用内置一次性锂电池技术方案，存在更换电池的后顾之忧问题；
[0004] 2、采用普通电池技术方案，存在通过暴露的供电窗口产生的作弊可能；
[0005] 3、采用水轮发电技术方案，由于压差小、转速低、阻力大，至今还没有成熟的产 品；
[0006] 4、采用热电转换技术方案的热能表：由于温差小、半导体器件成本高，也没有实用 化的产品。
[0007] 所以智能仪表要提高可靠性，需要有一种新的供电方案。
【发明内容】
[0008] 本发明要解决的技术问题是，为克服现有技术的不足，提供一种自发电多普勒流 量仪表。
[0009] 本发明采用的技术方案是：一种自发电多普勒流量仪表，主要由壳体、发电螺翼、 扰动螺翼、行星减速机、控制电路板、多普勒传感器组成，其特征在于：
[0010] 所述壳体由管道、阀球、控制仓组成，所述的管道在壳体下面，管道两头有螺纹接 口，所述的阀球在壳体中间，所述的控制仓在壳体上面，在控制仓上面有控制仓盖，内有行 星减速机轴的出口和传感器输出线出口；
[0011] 所述的发电螺翼在管道里面的左边，发电旋翼主要有齿轮、中心轴、轴套和钢珠组 成，所述的齿轮在发电旋翼右端，所述的中心轴两端嵌有外侧轴套和内侧轴套，外侧和内侧 的轴套各自与钢珠相接，钢珠再与支撑系统相接；
[0012] 所述的支撑系统外侧由支撑套、支撑架和轴套组成，所述的支撑套安置在螺纹接 口内壁，支撑套上装支撑架，支撑架上装轴套，支撑系统内侧由支撑架安装在管道内，支撑 架上装轴套，两个轴套各自与钢珠相接，钢珠连接支撑系统与发电螺翼的结构摩擦力最小， 所以发电螺翼能够灵活旋转；
[0013] 所述的扰动螺翼安置在管道里面的右边，除扰动螺翼的轴镶有金属材料外，安装 结构与发电螺翼安装结构一样，所以不再描述。
[0014] 所述的行星减速机的输入轴上装有齿轮，与发电螺翼的齿轮啮合，行星减速机的 输出轴穿过陶瓷动密封和陶瓷静密封，轴端套有拨杆，由于输出轴是经过行星减速机大比 例减速，所以动量增大，使拨杆具有一定强度的拨力，当水流在管道内流动时，发电螺翼就 会旋转，通过齿轮啮合，带动行星减速机输出轴旋转，拨杆就随着转动；
[0015] 所述的控制仓内有控制电路板和FDP发电片，FDP发电片的一端固定在控制仓，另 一端与拨杆相抵，拨杆旋转时，拨动FDP发电片另一端产生振动，因为FDP发电片的信号引 出线与控制电路连接，所以振动产生的信号通过控制电路发出脉冲电压，脉冲电压通过二 极管D1整流，存储到电容器FC中，FC通过稳压电路W，使脉冲变成电压稳定的电源供应给 电路，使控制电路运行IC1程序，IC1程序接受多普勒传感器ICO送来的传感信号，经运算得 到流量信号，并在LCD上显示，作为热计量表使用时，同时接受热敏电阻R5和R6的数据，进 入IC1到A/D端口进行计算，最终根据热量计算公式获得热量消耗的数值，根据需要在LCD 上显示。
[0016] 所述扰动螺翼的扰动端在多普勒传感器磁性感应头与管道内壁之间、多普勒传感 器内还安装有温度传感器和流速传感器，多普勒传感器的输出线通过传感器输出线出口到 控制仓，与控制电路板连接；
[0017] 所述的扰动螺翼在水流的作用下旋转，扰动端产生环境扰动，多普勒传感器感知 后，将产生的信号送到控制电路IC1的A/D输入端，依据设定的程序计算出流量数值；
[0018] 所述的控制电路由IC1输入端连接多普勒传感器的输出端、温度传感器的输出 端、IC2输入端连接IC1的输出端、IC2的输出端连接减速马达、IC3输入端连接IC1的通 讯端、IC4输入端连接电源感应线圈、输出端连接隔离二极管D2、T1输入端连接IC1的输出 端、T1的输出端连接R3和R4、R3连接R5、R4连接R6、T2输入端连接IC1的输出端、T2的 输出端连接R1和R2、R1和R2连接多普勒传感器ICO的输出端，所述的发电片的输出一端 连接到整流管D1另一端连接到公共地，感应线圈XQ输出端接IC4与发电片供电电路并联。
[0019] 本发明的有益效果是：
[0020] (1)能够自行提供工作能量，无更换电池的后顾之忧；
[0021] (2)有了多普勒传感器，提高计量的精度；
[0022] (3)红外数据隔离及感应电源，实现IP68的最高等级防护；
[0023] (4)对称的螺翼配置，实现任意方向进水和任意方向安装；
[0024] (5)多种传感器能够适应冷水、热水和热气的计量，一表多用；
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1是本发明一种自发电多普勒流量仪表的主要结构示意图。
[0026] 图2是本发明一种自发电多普勒流量仪表FDP发电片位置示意图。
[0027] 图3是本发明一种自发电多普勒流量仪表的电路原理图。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合图1、图2、图3和一个具体的实施例对本发明做详细说明：
[0029] 如图1、图2、图3所示，一种自发电多普勒流量仪表，由壳体、发电螺翼2. 1、扰动螺 翼3. 1、行星减速机4. 1、控制电路板5、多普勒传感器6. 1组成。
[0030] 所述的壳体下面有管道1. 1，管道1. 1两头有螺纹接口 1. 2,所述的阀球1. 4在壳 体中间，所述的控制仓1. 3在壳体上面，在控制仓1. 3上面有控制仓盖1. 3. 1，内有行星减速 机轴的出口 1. 5和传感器输出线出口 1. 6,；
[0031] 所述的发电螺翼2. 1安置在管道1. 1里面的左边，发电旋翼2. 1由齿轮2. 7、中心 轴2. 2、外侧轴套2. 3. 1、内侧轴套2. 3. 2和钢珠2. 4. 1组成，所述的齿轮2. 7在电旋翼2. 1 的右端，所述的中心轴2. 2两端的外侧内嵌有轴套2. 3. 1和内侧内嵌有轴套2. 3. 2,外侧轴 套2. 3. 1与钢珠2. 4. 1相接，内侧轴套2. 3. 2与钢珠2. 4. 2相接，所述的发电螺翼2. 1就是 通过钢珠与支撑系统连接；
[0032] 所述的支撑系统的外侧由支撑套2. 5、支撑架2. 5. 1和轴套2. 5. 2组成，所述的支 撑套2. 5安置在螺纹接口 1. 2的内壁，支撑套2. 5上装支撑架2. 5. 1，支撑架2. 5. 1上装轴 套2. 5. 2,支撑系统内侧有支撑架2. 6. 1安装在管道内，支撑架2. 6. 1上装轴套2. 6. 2,轴套 2. 5. 2与钢珠2. 4. 1连接，轴套2. 6. 2与钢珠2. 4. 2连接，钢珠是支撑系统与发电螺翼的连 接点；
[0033] 所述的扰动螺翼3. 1安置在管道1. 1里面的右边，除扰动螺翼3. 1轴中镶有金属 材料3. 3外，安装结构与发电螺翼2. 1安装结构一样；
[0034] 行星减速机4. 1的输入轴4. 6上装有输入齿轮4. 2,齿轮4. 2与齿轮2. 7啮合；行 星减速机4. 1的输出轴4. 5穿过行星减速机轴出口 1. 5内的陶瓷动密封4. 3和陶瓷静密封 4. 4,在轴端套有拨杆4.7 ;
[0035] 所述的控制仓1. 3内有控制电路板5和FDP发电片5. 1，FDP发电片5. 1的一端固 定在控制仓1. 3,另一端与拨杆4. 7相抵，拨杆4. 7旋转时，拨动FDP发电片5. 1产生振动， FDP发电片5. 1的引出线与控制电路板5连接，振动产生的信号通过控制电路板5变换为脉 冲电压，脉冲电压通过二极管D1整流，存储到电容器FC中，FC通过稳压电路W，使脉冲变成 电压稳定的电源供应给电路，使控制电路运行IC1程序，IC1程序接受多普勒传感器ICO送 来的传感信号，经运算得到流量信号，并在LCD上显示，作为热计量表使用时，同时接受热 敏电阻R5和R6的数据，进入IC1到A/D端口进行计算，最终根据热量计算公式获得热量消 耗的数值，根据需要在IXD上显示。
[0036] 所述的扰动螺翼3. 1的扰动端3. 2在多普勒传感器6. 1的感应头6. 2与管道内壁 之间、多普勒传感器6. 1内部安装有温度传感器6. 3和流速传感器6. 4、多普勒传感器6. 1 输出线从传感器输出线出口 1. 6到控制仓1. 3与控制电路板5连接；
[0037] 所述的扰动螺翼3. 1在水流的作用下旋转，扰动端3. 2产生环境扰动，多普勒传感 器6. 1的磁感应头6. 2感知后，将信号送到控制电路IC1的A/D输入端，依据设定的程序计 算出流量数值。
[0038] 所述的流速传感器6. 4是磁性传感器，可以感知接近扰动螺翼3. 1轴中的金属材 料3. 3的次数，从而获得流速信号，为多普勒传感器是否采样，提供依据。
[0039] 控制电路IC1的通讯口连接红外模块电路IC3,用来与外部实现红外通讯，以获得 充值数据输入或抄表数据输出，控制电路IC1连接有马达驱动电路IC2,在需要关闭和打开 马达时，驱动Μ运行，并通过行程开关K1和K2感知马达Μ运行位置，控制电路中，T1用来 控制温度采样电路供电，Τ2用来控制流量采样电路的供电，最大限度实现低功耗控制。
[0040] 在进行红外通讯和打开阀门时，需要较大的供电功率，为此通过感应线圈XQ获得 外部感应供电，感应供电与发电片供电并联，在进行通讯和开阀的同时，给电容FC充电，由 于FC较大，可以维持用户不使用流量时给系统供电，在用户使用流量时，通过发电片可以 给FC持续充电，以维持能量的供给。
【权利要求】
1. 一种自发电多普勒流量仪表，主要由壳体、发电螺翼、扰动螺翼、行星减速机、控制电 路板、多普勒传感器组成，其特征在于：壳体由管道、阀球、控制仓组成；发电旋翼主要有齿 轮、中心轴、轴套和钢珠组成；扰动螺翼安装结构与发电螺翼安装结构一样：行星减速机的 输入轴上装有齿轮，与发电螺翼的齿轮啮合，行星减速机的输出轴轴端套有拨杆；控制仓内 有控制电路板和FDP发电片，FDP发电片的一端固定在控制仓，另一端与拨杆相抵。
2. 根据权利要求1所述的一种自发电多普勒流量仪表，其特征在于，所述扰动螺翼的 扰动端在多普勒传感器磁性感应头与管道内壁之间、多普勒传感器内还安装有温度传感器 和流速传感器，多普勒传感器的输出线通过传感器输出线出口到控制仓，与控制电路板连 接。
3. 根据权利要求1所述的一种自发电多普勒流量仪表，其特征在于，所述的控制仓内 有控制电路板和FDP发电片，FDP发电片的一端固定在控制仓，另一端与拨杆相抵，FDP发电 片的信号引出线与控制电路连接。
4. 根据权利要求1所述的一种自发电多普勒流量仪表，其特征在于，所述的控制电路 由IC1输入端连接多普勒传感器的输出端、温度传感器的输出端、IC2输入端连接IC1的输 出端、IC2的输出端连接减速马达、IC3输入端连接IC1的通讯端、IC4输入端连接电源感应 线圈、输出端连接隔离二极管D2、T1输入端连接IC1的输出端、T1的输出端连接R3和R4、 R3连接R5、R4连接R6、T2输入端连接IC1的输出端、T2的输出端连接R1和R2、R1和R2 连接多普勒传感器ICO的输出端，所述的发电片的输出一端连接到整流管D1另一端连接到 公共地。
5. 根据权利要求1所述的一种自发电多普勒流量仪表，其特征在于，感应线圈输出端 接IC4与发电片供电电路并联。
【文档编号】G01F1/66GK104215287SQ201410462407
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】邢伟华 申请人:浙江中合仪表科技有限公司