电量自补给装置及智能燃气表的制作方法

本实用新型涉及燃气表技术领域，具体而言，涉及一种电量自补给装置及智能燃气表。

背景技术：

燃气表是一种用于计量燃气使用量的计量仪表。人们日常所用的天然气普遍采用燃气表进行计量，燃气表正常工作是燃气计量的前提。目前，常用的燃气表采用电池进行供电，当电池耗完电之后，燃气表立刻停止工作，直到用户更换新的电池。但是，一旦失去供电电源，燃气表的一些必要工作(如继续计量、执行关阀等)也停止，这样就会导致燃气公司对燃气表的监控失效。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电量自补给装置及智能燃气表，用以改善上述问题。

本实用新型是这样实现的：

一种电量自补给装置，应用于智能燃气表，所述电量自补给装置包括能量转换模块、升压模块及储能模块，能量转换模块、升压模块及储能模块依次电连接，且储能模块与智能燃气表的微控制器电连接；能量转换模块包括变速齿轮及微型电动机，变速齿轮和微型电动机均安装于智能燃气表的计数器上，且变速齿轮与微型电动机均连接；变速齿轮用于带动微型电动机转动；微型电动机用于在变速齿轮的带动下转动，并将转动时产生的机械能转换为电能；升压模块用于对电能进行升压并传送给储能模块；储能模块用于对升压后的电能进行存储，以在智能燃气表掉电时，为智能燃气表的微控制器供电。

进一步地，所述升压模块包括第一限压电路、电压逆变电路、整流电路及第二限压电路，所述第一限压电路与所述微型电动机的输出端电连接，且所述第一限压电路、电压逆变电路、整流电路、第二限压电路及储能模块依次电连接。

进一步地，所述第一限压电路包括第一瞬态电压抑制器，所述第一瞬态电压抑制器电连接于所述微型电动机与所述电压逆变电路之间。

进一步地，所述电压逆变电路包括第一电阻、第一三极管和升压变压器；所述第一电阻电连接于所述第一限压电路与所述升压变压器的副边绕组之间；所述升压变压器的原边绕组与所述第一限压电路电连接，所述升压变压器的副边绕组与所述整流电路电连接；所述第一三极管的基极电连接于所述升压变压器的副边绕组，所述第一三极管的集电极电连接于所述升压变压器的原边绕组，所述第一三极管的发射极与所述整流电路电连接。

进一步地，所述整流电路包括第一二极管和第一电容，所述第一二极管电连接于所述升压变压器的副边绕组与所述第一电容之间；所述第一电容的一端与所述第一二极管的阴极电连接，另一端与所述第一三极管的发射极电连接。

进一步地，所述第二限压电路包括第二瞬态电压抑制器及第二电阻，所述第二瞬态电压抑制器并联于所述第一电容两端，所述第二电阻电连接于所述第二瞬态电压抑制器与所述储能模块之间。

进一步地，所述储能模块为法拉电容。

进一步地，所述变速齿轮包括第一传动齿轮及第二传动齿轮，所述第一传动齿轮与所述第二传动齿轮齿合，且所述第一传动齿轮与所述计数器上的字轮连接以所述带动字轮转动，所述第二传动齿轮与所述微型电动机连接以带动所述微型电动机转动。

一种智能燃气表，包括上述的电量自补给装置，所述电量自补给装置包括能量转换模块、升压模块及储能模块，能量转换模块、升压模块及储能模块依次电连接，且储能模块与智能燃气表的微控制器电连接；能量转换模块包括变速齿轮及微型电动机，变速齿轮和微型电动机均安装于智能燃气表的计数器上，且变速齿轮与微型电动机均连接；变速齿轮用于带动微型电动机转动；微型电动机用于在变速齿轮的带动下转动，并将转动时产生的机械能转换为电能；升压模块用于对电能进行升压并传送给储能模块；储能模块用于对升压后的电能进行存储，以在智能燃气表掉电时，为智能燃气表的微控制器供电。

进一步地，所述智能燃气表还包括微控制器，所述微控制器与所述储能模块电连接。

相对现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供的一种电量自补给装置及智能燃气表，所述电量自补给装置包括括能量转换模块、升压模块及储能模块，能量转换模块、升压模块及储能模块依次电连接，且储能模块与所述智能燃气表的微控制器电连接，首先，通过在智能燃气表的计数器上安装微型电动机，使得智能燃气表在工作过程中，计数器上的变速齿轮带动微型电动机转动以产生电能；然后，利用升压模块对该电能进行稳压后传送给储能模块进行存储，以在智能燃气表掉电时，为智能燃气表的微控制器供电。与现有的燃气表相比，本发明提供的电量自补给装置可以在智能燃气表掉电时，由储能模块作为备用电源继续为微控制器供电，以完成继续计量，执行关阀等必要工作，具有良好的实用性。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型实施例所提供的电能自补给装置的第一结构框图。

图2示出了本实用新型实施例所提供的能量转换装置的结构示意图。

图3示出了本实用新型实施例所提供的电能自补给装置的第二结构框图。

图4示出了本实用新型实施例所提供的升压模块的电路图。

图标：100-电能自补给装置；110-能量转换模块；111-变速齿轮；1111-第一传动齿轮；1113-第二传动齿轮；113-微型电动机；115-字轮；130-升压模块；131-第一限压电路；133-电压逆变电路；135-整流电路；137-第二限压电路；150-储能模块；200-微控制器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参照图1，图1示出了本实用新型实施例所提供的电能自补给装置100的第一结构框图。电能自补给装置100应用于智能燃气表，并与智能燃气表的微控制器200电连接。电能自补给装置100包括能量转换模块110、升压模块130及储能模块150，能量转换模块110、升压模块130及储能模块150依次电连接，且储能模块150与智能燃气表的微控制器200电连接。

请参照图2，能量转换模块110包括变速齿轮111和微型电动机113。变速齿轮111和微型电动机113均安装于智能燃气表的计数器上，且变速齿轮111与计数器上的字轮115和微型电动机113均连接。

作为一种实施方式，变速齿轮111用于带动字轮115和微型电动机113转动，变速齿轮111包括第一传动齿轮1111和第二传动齿轮1113，第一传动齿轮1111和第二传动齿轮1113齿合，且第一传动齿轮1111与计数器上的字轮115连接以带动字轮115转动，第二传动齿轮1113与微型电动机113连接以带动微型电动机113转动。在本实施例中，智能燃气表正常工作时，智能燃气表的微控制器200驱动变速齿轮转动，以使变速齿轮111带动字轮115和微型电动机113转动。

在本实施例中，微型电动机113用于在变速齿轮111的带动下转动，并将转动时产生的机械能转换为电能，微型电动机113可以是直流电动机，其输出电压可以是0.3V～1.5V的交流电。

请参照图3，升压模块130用于对微型电动机113输出的电压进行升压后传送给储能模块150。升压模块130包括第一限压电路131、电压逆变电路133、整流电路135及第二限压电路137，第一限压电路131、电压逆变电路133、整流电路135及第二限压电路137依次电连接，且第一限压电路131与微型电动机113电连接，第二限压电路137与储能模块150电连接。

请参照图4，第一限压电路131与微型电动机113的输出端电连接，第一限压电路131用于对微型电动机113输出的交流电进行限压。作为一种实施方式，第一限压电路131包括第一瞬态电压抑制器TVS1，第一瞬态电压抑制器TVS1电连接于微型电动机113与电压逆变电路133之间。第一瞬态电压抑制器TVS1可以吸收交流电中的浪涌功率，并有很强的抗干扰作用，可以有效的保护其他电子元件。

在本实施例中，第一瞬态电压抑制器TVS1的最大输出电压为1.5V。

在本实施例中，电压逆变电路133电连接于第一限压电路131与整流电路135之间，用于对第一限压电路131输出的电压进行升压。作为一种实施方式，电压逆变电路133包括第一电阻R1、第一三极管Q1和升压变压器T。第一电阻R1电连接于第一限压电路131与升压变压器T的副边绕组之间；升压变压器T的原边绕组与第一限压电路131电连接，升压变压器T的副边绕组与整流电路135电连接；第一三极管Q1的基极电连接于升压变压器T的副边绕组，第一三极管Q1的集电极电连接于升压变压器T的原边绕组，第一三极管Q1的发射极与整流电路135电连接。

作为一种实施方式，升压变压器T的原边绕组和副边绕组的匝数比为1:6。原边绕组的第一接线端a1与第一瞬态电压抑制器TVS1的输入端电连接，原边绕组的第二接线端a2与第一三极管Q1的集电极电连接。副边绕组的第一接线端b1与整流电路135电连接，副边绕组的第二接线端b2与第一三极管Q1的基极电连接，副边绕组的第三接线端b3与第一电阻R1电连接。

在本实施例中，第一电阻R1的阻值为1.8KΩ。第一三极管Q1可以是常用的NPN型三极管。电压逆变电路133的输出电压可以是3V～5V。

在本实施例中，整流电路135电连接于电压逆变电路133与第二逆变电路137之间，用于将电压逆变电路133升压后的交流电转换为直流电。作为一种实施方式，整流电路135包括第一二极管D1、第一电容C1和第二电容C2，第一二极管D1电连接于升压变压器T的副边绕组与第一电容C1之间，也就是说，第一二极管D1的阳极与升压变压器T副边绕组的第一接线端b1电连接。第一电容C1的一端与第一二极管D1的阴极电连接，另一端与第一三极管Q1的发射极电连接。第二电容C2并联于第一电容C1的两端。

在本实施例中，第一电容C1的容值可以是2.2uF，第二电容C2的容值可以是10uF，第一电容C1和第二电容C2的容值可以根据实际需要灵活调整。

在本实施例中，第二限压电路137电连接于整流电路135与储能模块150之间。第二限压电路137用于对整流电路135输出的直流电进行限压、限流后为储能模块150充电。作为一种实施方式，第二限压电路137包括第二瞬态电压抑制器TVS2及第二电阻R2，第二瞬态电压抑制器TVS2并联于第二电容C2的两端，第二电阻R2的一端与第二瞬态电压抑制器TVS2的输入端电连接，另一端与储能模块150电连接，第二瞬态电压抑制器TVS2的输出端与储能模块150电连接。第二瞬态电压抑制器TVS2可以吸收直流电中的浪涌功率，并有很强的抗干扰作用，可以有效的保护其他电子元件。

在本实施例中，第二瞬态电压抑制器TVS2的最大输出电压为8V，第二电阻R2的阻值可以是100Ω。

在本实施例中，储能模块150电连接于第二限压电路137与智能燃气表的微控制器200之间。储能模块150用于对升压模块130升压后的电压进行存储，也就是对整流电路135输出的直流电进行存储，以在智能燃气表掉电时，为智能燃气表的微控制器200供电。作为一种实施方式，储能模块150包括法拉电容C3，法拉电容C3并联于第二电阻R2与第二瞬态电压抑制器TVS2之间。智能燃气表正常工作时，法拉电容C3在升压模块130的作用下充电，从而作为智能燃气表的备用电源，在智能燃气表掉电时，由法拉电容C3继续为智能燃气表的微控制器200供电，以使智能燃气表完成继续计量，执行关阀等必要工作。

在本实施例中，法拉电容C3的容值可以是0.47F，其容值可以根据实际应用情况灵活调整。

在本实施例中，微控制器200可以是，但不限于单片机等。

本实用新型实施例所提供的电能自补给装置100的工作原理是：在智能燃气表正常工作时，计数器上的变速齿轮111带动字轮115转动的同时，还带动安装于计数器上的微型电动机113转动；微型电动机113在变速齿轮111的带动下转动，并将转动时产生的机械能转换为电能，输出电压为0.3V～1.5V的交流电，并输入至升压模块130；经升压模块130的第一限压电路131处理后输入至升压模块130的电压逆变电路133进行升压；整流电路135将电压逆变电路133升压后的交流电转换为直流电，并经过第二限压电路137后对储能模块150充电；储能模块150对升压模块130输出的直流电进行存储，以在智能燃气表掉电或者电压不足时，作为备用电源继续为智能燃气表的微控制器200供电，从而使智能燃气表完成继续计量，执行关阀等必要工作。本发明提供的电能自补给装置100，可以确保智能燃气表在失去电源供电后或电源电压不足时，依然可以利用储能模块150向智能燃气表的微控制器200供电，使智能燃气表在电源电压不足甚至是掉电的情况下依然可以工作，降低了智能燃气表对外部电源的依赖性，具有良好的实用性。

综上所述，本实用新型提供的一种电量自补给装置及智能燃气表，所述电量自补给装置应用于智能燃气表，其包括能量转换模块、升压模块及储能模块，能量转换模块、升压模块及储能模块依次电连接，且储能模块与智能燃气表的微控制器电连接；能量转换模块包括变速齿轮及微型电动机，变速齿轮和微型电动机均安装于所述智能燃气表的计数器上，且变速齿轮与微型电动机均连接；变速齿轮用于带动微型电动机转动；微型电动机用于在变速齿轮的带动下转动，并将转动时产生的机械能转换为电能；升压模块用于对电能进行升压并传送给储能模块；储能模块用于对升压后的电能进行存储，以在智能燃气表掉电时，为智能燃气表的微控制器供电。本发明提供的电能自补给装置，可以确保智能燃气表在失去电源供电后或电源电压不足时，依然可以利用储能模块向智能燃气表的微控制器供电，使智能燃气表在电源电压不足甚至是掉电的情况下依然可以工作，降低了智能燃气表对外部电源的依赖性，具有良好的实用性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。