一种水力发电型多功能水表的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种水力发电型多功能水表，包括水力发电系统和多功能远传水表系统，所述水力发电系统由微型水力发电机、整流器、蓄电池和逆变器组成，所述多功能远传水表系统由水量监测单元、水压监测单元、水质监测单元、阀门自控单元和无线通讯单元组成。本实用新型将自来水行业中相互独立的水量、水质、水压的监测单元集于传统的无线远传水表中，有利于提高供水安全性和便捷性，使用水管理集成化、智能化；同时，利用自来水管道中水流的富余水力动能进行水力发电，为多功能远传水表系统及用户家用供给电能，实现水量、水压、水质的在线监测，以及阀门自控和无线通讯中的零消耗，实现自动化控制，符合节能减排、高效可靠、环境友好的环保设计理念，适宜作为智慧城市给水物联网中的用水智能终端设施。
【专利说明】
一种水力发电型多功能水表
技术领域
[0001]本实用新型涉及供水水表，尤其是涉及一种水力发电型多功能水表。
【背景技术】
[0002]在城市供水管网系统设计时，其供水最不利点往往在距离水厂的最远处或地势最高处，为保证最不利点处用户的水压、水量满足国家规范要求，当市政供水压力不满足要求时常需进行二次加压供水，故建筑给水常分为市政压力直供给水、二次加压供水以及二者相结合供水三种形式，当最不利点处用户水压满足供水要求时，其他普通用户处的供水压力就会有不同程度的富余量，且靠近水厂、地势较低以及二次加压供水中低层用户的入户压力会远大于其所需供水压力，甚至在现有的很多高层建筑中采用水头损失很大的减压阀来防止压力过大造成的管道及附件漏水、损坏以及低层出流量大、噪声等不利影响，造成了能源的浪费。
[0003]在城市供水管网系统中，长期以来，水压的监测往往靠水务部门根据城市特定的测压点来进行监测，而这种压力监测方式仅适合城市区域性大范围水压监测，难以覆盖到具体用户，当用户的水压因故导致不足或水压过大等异常情况时，其水压信息往往不能第一时间反馈给水务部门和用户本身，进而给用户正常用水带来不便，甚至造成水资源浪费、影响管网供水安全等问题;城市发生水污染事件时，用户常常在信息获知上存在滞后性，因此往往易饮用污染初期的自来水，同时由于水质污染发生时，即使最终水污染源头得以治理，但管网中仍会残留污染物，故再次使用之前需要将管网中残存的受污染水排净后方可使用，但用户难以直观判断自家水质是否安全、达标。
[0004]目前国内主流智能水表主要有光电直读表、摄像式直读表、活儿式脉冲表、IC卡式(预付费)水表及无线远传水表，水表作为水务部门与用户之间的连接终端，目前其主要功能仍局限于监测用户水量。
【实用新型内容】
[0005]针对现有城市给水管网系统及用户水务监测技术存在的不足，本实用新型提供一种利用充分利用自来水水力动能，实时在线监测用户水压、水质和水量，可实现远程自动化控制，节约能源、技术先进、实用性较高的水力发电型多功能水表。
[0006]为解决公知技术中存在的技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下:
[0007]一种水力发电型多功能水表，其特征在于:包括水力发电系统、自控阀门和多功能远传水表系统，水力发电系统、自控阀门和多功能远传水表系统沿给水管道水流方向依次安装。所述水力发电系统由微型水力发电机、整流器、蓄电池和逆变器组成，所述多功能远传水表系统由水量监测单元、水压监测单元、水质监测单元、阀门自控单元和无线通讯单元组成;所述微型水力发电机安装在给水管道上，微型水力发电机、整流器、蓄电池依次相接，蓄电池分别与多功能远传水表系统中水量监测单元、水压监测单元、水质监测单元、阀门自控单元、无线通讯单元以及用户生活中的DC负载相接;所述蓄电池与逆变器相连后接至用户的AC负载。
[0008]所述多功能远传水表系统中的水量监测单元、水压监测单元、水质监测单元、阀门自控单元均与无线通讯单元相连，阀门自控单元与自控阀门连接，自控阀门为电动阀门。
[0009]该装置还包括备用电源，所述备用电源分别与水量监测单元、水压监测单元、水质监测单元、阀门自控单元、无线通讯单元连接。
[0010]本实用新型涉及的水力发电型多功能水表应用时，水力发电系统、自控阀门和多功能远传水表系统依次沿给水管道水流方向安装，自来水经给水管道首先进入水力发电系统中的微型水力发电机，在保证用户水压满足供水要求的前提下，微型水力发电机利用自来水的富余动能进行水力发电，微型水力发电机将产生的交流电通过整流器处理为直流电后存储在蓄电池中。蓄电池分别为多功能远传水表系统中水量监测单元、水压监测单元、水质监测单元、阀门自控单元、无线通讯单元以及用户生活中的DC负载提供电能；同时，蓄电池还与逆变器相接，通过逆变器将直流电转化为交流电，为用户生活中的交流荷载供给电能。当水流通过自控阀门经过多功能远传水表系统时，其水量、水压及水质信息均可分别被多功能远传水表系统中的水量监测单元、水压监测单元和水质监测单元所实时监测，阀门控制单元与自控阀门相接并控制其开启与关闭。水量监测单元、水压监测单元和水质监测单元将其监测信息传输给无线通讯单元，并由无线通讯单元将信息最终传递给用户及水务部门。阀门控制单元与无线通讯单元相连，当水量监测单元、水压监测单元和水质监测单元监测出用户的水量、水压、水质发生较大异常时，用户和水务部门可通过无线通讯单元将控制指令发送至阀门自控单元，从而对自控阀门实现远程控制。
[0011]当自来水的富余动能不足时，启动备用电源为多功能远传水表系统中水量监测单元、水压监测单元、水质监测单元、阀门自控单元、无线通讯单元供给电能。
[0012]本实用新型具有的优点和积极效果是:本实用新型由于采用上述技术方案，充分利用自来水管道中水流的富余水力动能进行发电，为多功能远传水表系统及用户家用供给电能的同时，实现水量、水压、水质的在线监测，以及阀门自控和无线通讯中的零消耗，是一种可实现远程自控、节能减排、高效可靠、环境友好的，适宜作为智慧城市给水物联网中的用水智能终端。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型所述的水力发电型多功能水表的结构示意图。
[0014]图中标记说明:
[0015]1、水力发电系统2、多功能远传水表系统
[0016]3、微型水力发电机4、水量监测单元
[0017]5、水压监测单元6、给水管道
[0018]7、整流器8、自控阀门
[0019]9、水质监测单元10、用户
[0020]11、逆变器12、蓄电池
[0021]13、阀门自控单元14、AC负载
[0022]15、DC负载16、无线通讯单元
[0023]17、备用电源
【具体实施方式】
[0024]为能进一步了解本实用新型的内容、特点及功效，结合附图对本实用新型的技术方案做进一步说明。
[0025]本实用新型涉及的水力发电型多功能水表包括水力发电系统1、自控阀门8和多功能远传水表系统2，水力发电系统1、自控阀门8和多功能远传水表系统2沿给水管道6水流方向依次安装。所述水力发电系统I由微型水力发电机3、整流器7、蓄电池12和逆变器11组成，所述多功能远传水表系统2由水量监测单元4、水压监测单元5、水质监测单元9、阀门自控单元13和无线通讯单元16组成;所述微型水力发电机3安装在给水管道6上，微型水力发电机
3、整流器7、蓄电池12依次相接，蓄电池12分别与多功能远传水表系统2中水量监测单元4、水压监测单元5、水质监测单元9、阀门自控单元13、无线通讯单元16以及用户10生活中的DC负载相接;所述蓄电池12与逆变器11相连后接至用户10的AC负载。
[0026]所述多功能远传水表系统2中的水量监测单元4、水压监测单元5、水质监测单元9、阀门自控单元13均与无线通讯单元16相连，阀门自控单元13与自控阀门8连接，自控阀门8为电动阀门。
[0027]该装置还包括备用电源17，所述备用电源17分别与水量监测单元4、水压监测单元
5、水质监测单元9、阀门自控单元13、无线通讯单元16连接。
[0028]本实用新型涉及的水力发电型多功能水表应用时，水力发电系统1、自控阀门8和多功能远传水表系统2依次沿给水管道6水流方向安装，自来水经给水管道6首先进入水力发电系统I中的微型水力发电机3，在保证用户10水压满足供水要求的前提下，微型水力发电机3利用自来水的富余动能进行水力发电，微型水力发电机3将产生的交流电通过整流器7处理为直流电后存储在蓄电池12中。蓄电池12分别为多功能远传水表系统2中水量监测单元4、水压监测单元5、水质监测单元9、阀门自控单元13、无线通讯单元16以及用户10生活中的DC负载15提供电能；同时，蓄电池12还与逆变器11相接，通过逆变器11将直流电转化为交流电，为用户10生活中的AC负载14供给电能。当水流通过自控阀门8经过多功能远传水表系统2时，其水量、水压及水质信息均可分别被多功能远传水表系统2中的水量监测单元4、水压监测单元5和水质监测单元9所实时监测，阀门控制单元与自控阀门8相接并控制其开启与关闭。水量监测单元4、水压监测单元5和水质监测单元9将其监测信息传输给无线通讯单元16，并由无线通讯单元16将信息最终传递给用户10及水务部门。阀门控制单元与无线通讯单元16相连，当水量监测单元4、水压监测单元5和水质监测单元9监测出用户10的水量、水压、水质发生较大异常时，用户10和水务部门可通过无线通讯单元16将控制指令发送至阀门自控单元13，从而对自控阀门8实现远程控制。
[0029]当自来水的富余动能不足时，启动备用电源17为多功能远传水表系统2中水量监测单元4、水压监测单元5、水质监测单元9、阀门自控单元13、无线通讯单元16供给电能。
【主权项】
1.一种水力发电型多功能水表，其特征在于:包括水力发电系统、自控阀门和多功能远传水表系统，水力发电系统、自控阀门和多功能远传水表系统沿给水管道水流方向依次安装;所述水力发电系统由微型水力发电机、整流器、蓄电池和逆变器组成，所述多功能远传水表系统由水量监测单元、水压监测单元、水质监测单元、阀门自控单元和无线通讯单元组成;所述微型水力发电机安装在给水管道上，微型水力发电机、整流器、蓄电池依次相接，蓄电池分别与多功能远传水表系统中水量监测单元、水压监测单元、水质监测单元、阀门自控单元、无线通讯单元以及用户生活中的DC负载相接;所述蓄电池与逆变器相连后接至用户的AC负载;所述多功能远传水表系统中的水量监测单元、水压监测单元、水质监测单元、阀门自控单元均与无线通讯单元相连，阀门自控单元与自控阀门连接。2.根据权利要求1所述的水力发电型多功能水表，其特征在于:所述自控阀门为电动阀门。3.根据权利要求1所述的水力发电型多功能水表，其特征在于:所述的水力发电型多功能水表还包括备用电源，所述备用电源分别与水量监测单元、水压监测单元、水质监测单元、阀门自控单元、无线通讯单元连接。
【文档编号】G01D21/02GK205483126SQ201620281265
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月6日
【发明人】蒋晓阳, 翟计红, 薛林海, 吴国华, 马敏杰
【申请人】铁道第三勘察设计院集团有限公司