自供电智能水表的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种自供电智能水表，包括微处理器、存储器、储能单元、感应电动势接收电路、永磁直流发电机、LCD显示屏以及内置于水管道中的叶轮，叶轮的输出轴连接永磁直流发电机，永磁直流发电机的输出端连接储能单元，储能单元的输出端分别与微处理器和感应电动势接收电路连接；微处理器的输入端连接用于感应永磁直流发电机产生的磁场的感应电动势接收电路，微处理器的输出端分别与存储器和LCD显示屏连接。本实用新型能够利用水管道中的残余压差，将水流机械能转化为电能，以解决智能水表的供电问题，无需依赖交流供电、电池供电，节约了资源、减少了水环境污染。
【专利说明】自供电智能水表
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及水流计量领域，特别是一种智能水表。
【背景技术】
[0002]供水网络的进户端水管中均设置有水表，用以计量水的消耗量。随着电子科技的飞速发展，电子远传水表远程抄表系统以全自动的抄表方式取代了传统的人工抄表方式，具有网络结构自适应、调节简单、运行稳定、方便扩展的特点。智能水表是一种利用现代技术将用水数据上传并进行远程结算的新型电子远传水表。当下市场上的智能水表均需要供电运行，一般采用一次性电池或220V、380V市电供电，进而产生如下问题:水表所处的工作环境湿度较大，容易造成电池漏电，而且电池使用寿命为两年左右，也就是说，一块智能水表电池的更换次数远不止一次，这不仅带来了很大的工程量，还会产生很多废旧电池，给水环境带来污染；而采用交流供电只适合应用于有市电供电的场合，不仅布线复杂、容易发生短路，而且也限制了智能水表的应用。
【发明内容】
[0003]本实用新型需要解决的技术问题是提供一种能够自行发电并供电的智能水表，以解决智能水表目前存在的需要频繁更换电池或者交流布线的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。
[0005]自供电智能水表，包括微处理器、存储器、储能单元、感应电动势接收电路、永磁直流发电机、LCD显示屏以及内置于水管道中的叶轮，叶轮的输出轴连接永磁直流发电机，永磁直流发电机的输出端连接储能单元，储能单元的输出端分别与微处理器和感应电动势接收电路连接；微处理器的输入端连接用于感应永磁直流发电机产生的磁场的感应电动势接收电路，微处理器的输出端分别与存储器和LCD显示屏连接。
[0006]本实用新型的改进在于:所述储能单元包括整流电路和蓄电池，整流电路的输入端连接永磁直流发电机的输出端，整流电路的输出端分别与蓄电池、微处理器和感应电动势接收电路连接。
[0007]本实用新型的进一步改进在于:所述叶轮的外围设置有外壳，外壳的入水口逆水流方向设置，入水口为喇叭状，外壳内还设置有用于提高叶轮转速的齿轮增速机构。
[0008]本实用新型的改进还在于:所述水表还包括与微处理器输出端连接的蓝牙传输模块。
[0009]由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。
[0010]本实用新型能够利用水管道中的残余压差，将水流机械能转化为电能，以解决智能水表的供电问题，无需依赖交流供电、电池供电，不仅节约了资源、减少了水环境污染，而且还避免了为更换电池而反复拆装水表过程中造成对电表的损坏，进一步延长了智能水表的使用寿命。
[0011]本实用新型采用蓝牙传输模块对智能水表进行远程监控，实现了快速准确地了解供水管网的实时运行状态，提高水务公司的管理效率，降低运营成本；同时，还方便用户在网上随时查询用水信息，提高节水意识。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的结构框图；
[0013]图2为本实用新型所述叶轮的结构示意图；
[0014]图3为本实用新型所述感应电动势接收电路的结构示意图；
[0015]图4为本实用新型所述感应电动势电路的电路图。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。
[0017]一种自供电智能水表，其结构框图如图1所示，包括微处理器、存储器、储能单元、感应电动势接收电路、永磁直流发电机、蓝牙传输模块、LCD显示屏以及内置于水管道中的叶轮。叶轮的输出轴连接永磁直流发电机，用于利用水流产生的动能通过永磁直流发电机转换成电能。永磁直流发电机的输出端连接储能单元，储能单元的输出端分别与微处理器和感应电动势接收电路连接；储能单元用于存储并为微处理器和感应电动势接收电路提供电能。
[0018]叶轮的外围设置有外壳，外壳的入水口逆水流方向设置，入水口为喇叭状，如图2所示，用于对水流进行增压；外壳内还设置有用于提高叶轮转速的齿轮增速机构，用以提高叶轮的转速。齿轮增速机构为两个相互啮合的、齿数不同的齿轮速，多齿齿轮带动少齿齿轮即可实现加速，设置在入水口，水流冲击大齿轮，通过边缘啮合带动小齿轮(线速度相同)，发电机的叶轮与小齿轮同轴啮合转动(角速度相同)，起到加速目的。
[0019]储能单元包括整流电路和蓄电池，整流电路的输入端连接永磁直流发电机的输出端，整流电路的输出端分别与蓄电池、微处理器和感应电动势接收电路连接。本实施例中，储能单元的电路结构如图3所示，包括电流保护二极管Dl、电容CUDC-DC芯片ICI (如7805芯片)、电容C2及蓄电池。储能单元的输入端连接永磁直流发电机，永磁直流发电机输出电压经芯片ICI转换为稳压输出，并同时给蓄电池充电。若水流过小，该储能单元输出端由蓄电池进行电能供应输出，以保证微处理器等电路的正常工作。
[0020]微处理器的输入端连接感应电动势接收电路，感应电动势接收电路通过感应永磁直流发电机产生的磁场，通过法拉第电磁感应定律，获得与水流量成正比的感应电势，此感应电势经感应电动势接收电路接收并处理后传输给微处理器进行数据处理，获得用户的用水量。本实施例中，感应电动势接收电路的电路图如图4所示。
[0021]微处理器的输出端分别与存储器、LCD显示屏以及蓝牙传输模块连接，存储器用于存储微处理器处理的水量信息，LCD显示屏用于对信息进行显示，蓝牙传输模块用于将存储器中存储的用水量信息通过无线信号传输给中继器等远传系统设备，实现水表运行状态的实时检测。
【权利要求】
1.自供电智能水表，其特征在于:包括微处理器、存储器、储能单元、感应电动势接收电路、永磁直流发电机、1X0显示屏以及内置于水管道中的叶轮，叶轮的输出轴连接永磁直流发电机，永磁直流发电机的输出端连接储能单元，储能单元的输出端分别与微处理器和感应电动势接收电路连接；微处理器的输入端连接用于感应永磁直流发电机产生的磁场的感应电动势接收电路，微处理器的输出端分别与存储器和1X0显示屏连接。
2.根据权利要求1所述的自供电智能水表，其特征在于:所述储能单元包括整流电路和蓄电池，整流电路的输入端连接永磁直流发电机的输出端，整流电路的输出端分别与蓄电池、微处理器和感应电动势接收电路连接。
3.根据权利要求1所述的自供电智能水表，其特征在于:所述叶轮的外围设置有外壳，外壳的入水口逆水流方向设置，入水口为喇叭状，外壳内还设置有用于提高叶轮转速的齿轮增速机构。
4.根据权利要求1所述的自供电智能水表，其特征在于:所述水表还包括与微处理器输出端连接的蓝牙传输模块。
【文档编号】F03B13/00GK204214481SQ201420766961
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年12月9日 优先权日:2014年12月9日
【发明者】于东立, 王斯妤, 刘浩东 申请人:华北电力大学（保定）