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。
[0029]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。
[0030]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。
[0031]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。
[0032]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
[0033]根据图1-图5所示，本发明的一种近程自供电管道流体流量监控器连接在管道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)、检测: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；
4)、无线传输:当微控制器311采集了一定时间内的水流流速信息，唤醒无线通信模块312，并将一定时间内的水流流速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。
[0034]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。
[0035]图8为本发明实施例在采用图6的电路后的波形示意图，流体发电装置I发出的交流电，波形如图A所示;经整流桥Dl后，由电压极性为上正下负的交流电压转变为一个单方向的脉动电压，波形如图B所示，其原理是利用了二极管的单向导通，由四个二极管组成的整流桥Dl又称为桥式整流电路，可得到全波整流电压;单方向的脉动电压经三极管VTl构成的信号整形电路，变成了矩形波，波形如图C所示，微控制器MCU上的I/O 口接到三极管VTl的集电极上，当三极管VTl接收到的电压未达到导通电压，三极管VTl处于截止状态，集电极上电压为VCC，当三极管VTl接收到的电压达到导通电压后，三极管VTl导通，集电极上电压接近地，从而形成矩形波波形，对于单片机来说，处理矩形波波形相对比较简单，而且该信号整形电路的优点在于其周期频率不会发生变化，从而使矩形波周期与交流电周期一致。
[0036]根据1-图8可知，水流流速与水轮机14的转动周期成一定的正比关系，水轮机14与微型发电机12通过固定转轴13连接，则微型发电机12产生的交流电周期与水流流速呈正比关系，而交流电经信号整形电路后的矩形波周期与交流电的周期一样，所以微控制器311在接收到矩形波后，根据矩形波的周期可以得到交流电的周期，从而得出水流流速。
[0037]根据图9所示，本发明配合使用的服务器端根据水流流速所进行漏水检测的流程如下:
1、实时水流流速Vt与漏水预警流速值VO相比较，若Vt小于VO，则发出漏水预警，这是为了监测漏水量较少的情况，如水龙头未拧紧或管道滴水的现象，由于有水流动，但又处于滴水状态，所以其水流流速很低，且在一般情况下，人们在使用水的过程中，不会出现如此低的水流流速，则判断为持续少量漏水的现象
2、实时水流体积St与漏水预警体积值SO相比较，若St大于S0，则发出漏水预警，这是为了监测漏水量较多的情况，如水龙头一直开着忘记关或管道断裂的现象，此时，水流流速均匀且快，在未发觉的情况下一直处于漏水状态，则经过一定的时间后，所流过的水体积大于人们的日常使用的量，则判定为存在大量持续漏水的现象。
[0038]水流体积S是由得到的水流流速V乘以管道的断面面积A得到的流量Q=VA，通过对该段时间内的流量Q进行时间T的积分，即可得到水流体积S。
[0039]图10为本发明涉及的流体发电装置I的可选实施例；将流体发电装置I与管道4连接，在微型发电机12与外壳11之间设置有空腔16，使水可以顺着空腔16流动。
[0040]以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制;凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
【主权项】
1.一种近程自供电管道流体流量监控器，包括流体发电装置(I)和储能监测装置(3)，其特征在于: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)，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，并控制无线通信模块(312)将流体流量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。2.根据权利要求1所述的一种近程自供电管道流体流量监控器，其特征在于: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(I I)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。3.根据权利要求1所述的一种近程自供电管道流体流量监控器，其特征在于: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。4.根据权利要求1所述的一种近程自供电管道流体流量监控器，其特征在于: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。5.根据权利要求4所述的一种近程自供电管道流体流量监控器，其特征在于: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。6.根据权利要求5所述的一种近程自供电管道流体流量监控器，其特征在于:所述的矩形波周期与交流电周期一致或成正比关系。7.根据权利要求2所述的一种近程自供电管道流体流量监控器，其特征在于: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。8.根据权利要求1所述的一种近程自供电管道流体流量监控器，其特征在于: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。9.根据权利要求1所述的一种近程自供电管道流体流量监控器，其特征在于: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。
【专利摘要】本发明公开了一种近程自供电管道流体流量监控器，包括流体发电装置和储能监测装置，所述的储能监测装置包括智能控制板和充电电池，所述的智能控制板包括微控制器、无线通信模块。本发明通过流体发电装置将流体能量转换为电能，并储存在充电电池上，实现了自供电和能量保存的技术效果；通过ZigBee模块或NRF模块或Bluetooth模块或红外模块，实现了无线近程传输的技术效果；通过微控制器来分析流体流速信息，从而起到了监控管道流体流量的技术效果，省掉了流体监控模块，使结构更加简单，成本低廉，体积更小。
【IPC分类】G01M3/28, G01P5/08, G01F1/00, F03B13/00
【公开号】CN105547614
【申请号】CN201610028605
【发明人】伏小强, 林振华
【申请人】苏州创必成电子科技有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月15日