一種自發電都卜勒流量儀表的製作方法
2024-01-29 02:46:15
一種自發電都卜勒流量儀表的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種自發電都卜勒流量儀表，主要由殼體、發電螺翼、擾動螺翼、行星減速機、控制電路板、都卜勒傳感器組成，其特徵在於：殼體由管道、閥球、控制倉組成；發電旋翼主要有齒輪、中心軸、軸套和鋼珠組成；擾動螺翼安裝結構與發電螺翼安裝結構一樣；行星減速機的輸入軸上裝有齒輪，與發電螺翼的齒輪嚙合，行星減速機的輸出軸軸端套有撥杆；控制倉內有控制電路板和FDP發電片，FDP發電片的一端固定在控制倉，另一端與撥杆相抵；FDP發電片的信號引出線與控制電路連接，有益效果是：能夠自行提供工作能量，無更換電池的後顧之憂；實現任意方向進水、任意方向安裝和一表多用。
【專利說明】一種自發電都卜勒流量儀表
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種流量儀表，尤其涉及一種自發電都卜勒流量儀表。
【背景技術】
[0002] 目前的智能水錶、智能氣表和智能熱量表，全部依靠電池供電，由於使用環境的惡 劣及電池本身的壽命等缺陷，使得智能儀表在可靠性方面的性能比較低，在實踐中，現有的 供電技術方案大概有以下不足之處：
[0003] 1、採用內置一次性鋰電池技術方案，存在更換電池的後顧之憂問題；
[0004] 2、採用普通電池技術方案，存在通過暴露的供電窗口產生的作弊可能；
[0005] 3、採用水輪發電技術方案，由於壓差小、轉速低、阻力大，至今還沒有成熟的產 品；
[0006] 4、採用熱電轉換技術方案的熱能表：由於溫差小、半導體器件成本高，也沒有實用 化的產品。
[0007] 所以智能儀表要提高可靠性，需要有一種新的供電方案。
【發明內容】
[0008] 本發明要解決的技術問題是，為克服現有技術的不足，提供一種自發電都卜勒流 量儀表。
[0009] 本發明採用的技術方案是：一種自發電都卜勒流量儀表，主要由殼體、發電螺翼、 擾動螺翼、行星減速機、控制電路板、都卜勒傳感器組成，其特徵在於：
[0010] 所述殼體由管道、閥球、控制倉組成，所述的管道在殼體下面，管道兩頭有螺紋接 口，所述的閥球在殼體中間，所述的控制倉在殼體上面，在控制倉上面有控制倉蓋，內有行 星減速機軸的出口和傳感器輸出線出口；
[0011] 所述的發電螺翼在管道裡面的左邊，發電旋翼主要有齒輪、中心軸、軸套和鋼珠組 成，所述的齒輪在發電旋翼右端，所述的中心軸兩端嵌有外側軸套和內側軸套，外側和內側 的軸套各自與鋼珠相接，鋼珠再與支撐系統相接；
[0012] 所述的支撐系統外側由支撐套、支撐架和軸套組成，所述的支撐套安置在螺紋接 口內壁，支撐套上裝支撐架，支撐架上裝軸套，支撐系統內側由支撐架安裝在管道內，支撐 架上裝軸套，兩個軸套各自與鋼珠相接，鋼珠連接支撐系統與發電螺翼的結構摩擦力最小， 所以發電螺翼能夠靈活旋轉；
[0013] 所述的擾動螺翼安置在管道裡面的右邊，除擾動螺翼的軸鑲有金屬材料外，安裝 結構與發電螺翼安裝結構一樣，所以不再描述。
[0014] 所述的行星減速機的輸入軸上裝有齒輪，與發電螺翼的齒輪嚙合，行星減速機的 輸出軸穿過陶瓷動密封和陶瓷靜密封，軸端套有撥杆，由於輸出軸是經過行星減速機大比 例減速，所以動量增大，使撥杆具有一定強度的撥力，當水流在管道內流動時，發電螺翼就 會旋轉，通過齒輪嚙合，帶動行星減速機輸出軸旋轉，撥杆就隨著轉動；
[0015] 所述的控制倉內有控制電路板和FDP發電片，FDP發電片的一端固定在控制倉，另 一端與撥杆相抵，撥杆旋轉時，撥動FDP發電片另一端產生振動，因為FDP發電片的信號引 出線與控制電路連接，所以振動產生的信號通過控制電路發出脈衝電壓，脈衝電壓通過二 極管D1整流，存儲到電容器FC中，FC通過穩壓電路W，使脈衝變成電壓穩定的電源供應給 電路，使控制電路運行IC1程序，IC1程序接受都卜勒傳感器ICO送來的傳感信號，經運算得 到流量信號，並在LCD上顯示，作為熱計量表使用時，同時接受熱敏電阻R5和R6的數據，進 入IC1到A/D埠進行計算，最終根據熱量計算公式獲得熱量消耗的數值，根據需要在LCD 上顯示。
[0016] 所述擾動螺翼的擾動端在都卜勒傳感器磁性感應頭與管道內壁之間、都卜勒傳感 器內還安裝有溫度傳感器和流速傳感器，都卜勒傳感器的輸出線通過傳感器輸出線出口到 控制倉，與控制電路板連接；
[0017] 所述的擾動螺翼在水流的作用下旋轉，擾動端產生環境擾動，都卜勒傳感器感知 後，將產生的信號送到控制電路IC1的A/D輸入端，依據設定的程序計算出流量數值；
[0018] 所述的控制電路由IC1輸入端連接都卜勒傳感器的輸出端、溫度傳感器的輸出 端、IC2輸入端連接IC1的輸出端、IC2的輸出端連接減速馬達、IC3輸入端連接IC1的通 訊端、IC4輸入端連接電源感應線圈、輸出端連接隔離二極體D2、T1輸入端連接IC1的輸出 端、T1的輸出端連接R3和R4、R3連接R5、R4連接R6、T2輸入端連接IC1的輸出端、T2的 輸出端連接R1和R2、R1和R2連接都卜勒傳感器ICO的輸出端，所述的發電片的輸出一端 連接到整流管D1另一端連接到公共地，感應線圈XQ輸出端接IC4與發電片供電電路並聯。
[0019] 本發明的有益效果是：
[0020] (1)能夠自行提供工作能量，無更換電池的後顧之憂；
[0021] (2)有了都卜勒傳感器，提高計量的精度；
[0022] (3)紅外數據隔離及感應電源，實現IP68的最高等級防護；
[0023] (4)對稱的螺翼配置，實現任意方向進水和任意方向安裝；
[0024] (5)多種傳感器能夠適應冷水、熱水和熱氣的計量，一表多用；
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025] 圖1是本發明一種自發電都卜勒流量儀表的主要結構示意圖。
[0026] 圖2是本發明一種自發電都卜勒流量儀表FDP發電片位置示意圖。
[0027] 圖3是本發明一種自發電都卜勒流量儀表的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0028] 下面結合圖1、圖2、圖3和一個具體的實施例對本發明做詳細說明：
[0029] 如圖1、圖2、圖3所示，一種自發電都卜勒流量儀表，由殼體、發電螺翼2. 1、擾動螺 翼3. 1、行星減速機4. 1、控制電路板5、都卜勒傳感器6. 1組成。
[0030] 所述的殼體下面有管道1. 1，管道1. 1兩頭有螺紋接口 1. 2,所述的閥球1. 4在殼 體中間，所述的控制倉1. 3在殼體上面，在控制倉1. 3上面有控制倉蓋1. 3. 1，內有行星減速 機軸的出口 1. 5和傳感器輸出線出口 1. 6,；
[0031] 所述的發電螺翼2. 1安置在管道1. 1裡面的左邊，發電旋翼2. 1由齒輪2. 7、中心 軸2. 2、外側軸套2. 3. 1、內側軸套2. 3. 2和鋼珠2. 4. 1組成，所述的齒輪2. 7在電旋翼2. 1 的右端，所述的中心軸2. 2兩端的外側內嵌有軸套2. 3. 1和內側內嵌有軸套2. 3. 2,外側軸 套2. 3. 1與鋼珠2. 4. 1相接，內側軸套2. 3. 2與鋼珠2. 4. 2相接，所述的發電螺翼2. 1就是 通過鋼珠與支撐系統連接；
[0032] 所述的支撐系統的外側由支撐套2. 5、支撐架2. 5. 1和軸套2. 5. 2組成，所述的支 撐套2. 5安置在螺紋接口 1. 2的內壁，支撐套2. 5上裝支撐架2. 5. 1，支撐架2. 5. 1上裝軸 套2. 5. 2,支撐系統內側有支撐架2. 6. 1安裝在管道內，支撐架2. 6. 1上裝軸套2. 6. 2,軸套 2. 5. 2與鋼珠2. 4. 1連接，軸套2. 6. 2與鋼珠2. 4. 2連接，鋼珠是支撐系統與發電螺翼的連 接點；
[0033] 所述的擾動螺翼3. 1安置在管道1. 1裡面的右邊，除擾動螺翼3. 1軸中鑲有金屬 材料3. 3外，安裝結構與發電螺翼2. 1安裝結構一樣；
[0034] 行星減速機4. 1的輸入軸4. 6上裝有輸入齒輪4. 2,齒輪4. 2與齒輪2. 7嚙合；行 星減速機4. 1的輸出軸4. 5穿過行星減速機軸出口 1. 5內的陶瓷動密封4. 3和陶瓷靜密封 4. 4,在軸端套有撥杆4.7 ;
[0035] 所述的控制倉1. 3內有控制電路板5和FDP發電片5. 1，FDP發電片5. 1的一端固 定在控制倉1. 3,另一端與撥杆4. 7相抵，撥杆4. 7旋轉時，撥動FDP發電片5. 1產生振動， FDP發電片5. 1的引出線與控制電路板5連接，振動產生的信號通過控制電路板5變換為脈 衝電壓，脈衝電壓通過二極體D1整流，存儲到電容器FC中，FC通過穩壓電路W，使脈衝變成 電壓穩定的電源供應給電路，使控制電路運行IC1程序，IC1程序接受都卜勒傳感器ICO送 來的傳感信號，經運算得到流量信號，並在LCD上顯示，作為熱計量表使用時，同時接受熱 敏電阻R5和R6的數據，進入IC1到A/D埠進行計算，最終根據熱量計算公式獲得熱量消 耗的數值，根據需要在IXD上顯示。
[0036] 所述的擾動螺翼3. 1的擾動端3. 2在都卜勒傳感器6. 1的感應頭6. 2與管道內壁 之間、都卜勒傳感器6. 1內部安裝有溫度傳感器6. 3和流速傳感器6. 4、都卜勒傳感器6. 1 輸出線從傳感器輸出線出口 1. 6到控制倉1. 3與控制電路板5連接；
[0037] 所述的擾動螺翼3. 1在水流的作用下旋轉，擾動端3. 2產生環境擾動，都卜勒傳感 器6. 1的磁感應頭6. 2感知後，將信號送到控制電路IC1的A/D輸入端，依據設定的程序計 算出流量數值。
[0038] 所述的流速傳感器6. 4是磁性傳感器，可以感知接近擾動螺翼3. 1軸中的金屬材 料3. 3的次數，從而獲得流速信號，為都卜勒傳感器是否採樣，提供依據。
[0039] 控制電路IC1的通訊口連接紅外模塊電路IC3,用來與外部實現紅外通訊，以獲得 充值數據輸入或抄表數據輸出，控制電路IC1連接有馬達驅動電路IC2,在需要關閉和打開 馬達時，驅動Μ運行，並通過行程開關K1和K2感知馬達Μ運行位置，控制電路中，T1用來 控制溫度採樣電路供電，Τ2用來控制流量採樣電路的供電，最大限度實現低功耗控制。
[0040] 在進行紅外通訊和打開閥門時，需要較大的供電功率，為此通過感應線圈XQ獲得 外部感應供電，感應供電與發電片供電並聯，在進行通訊和開閥的同時，給電容FC充電，由 於FC較大，可以維持用戶不使用流量時給系統供電，在用戶使用流量時，通過發電片可以 給FC持續充電，以維持能量的供給。
【權利要求】
1. 一種自發電都卜勒流量儀表，主要由殼體、發電螺翼、擾動螺翼、行星減速機、控制電 路板、都卜勒傳感器組成，其特徵在於：殼體由管道、閥球、控制倉組成；發電旋翼主要有齒 輪、中心軸、軸套和鋼珠組成；擾動螺翼安裝結構與發電螺翼安裝結構一樣：行星減速機的 輸入軸上裝有齒輪，與發電螺翼的齒輪嚙合，行星減速機的輸出軸軸端套有撥杆；控制倉內 有控制電路板和FDP發電片，FDP發電片的一端固定在控制倉，另一端與撥杆相抵。
2. 根據權利要求1所述的一種自發電都卜勒流量儀表，其特徵在於，所述擾動螺翼的 擾動端在都卜勒傳感器磁性感應頭與管道內壁之間、都卜勒傳感器內還安裝有溫度傳感器 和流速傳感器，都卜勒傳感器的輸出線通過傳感器輸出線出口到控制倉，與控制電路板連 接。
3. 根據權利要求1所述的一種自發電都卜勒流量儀表，其特徵在於，所述的控制倉內 有控制電路板和FDP發電片，FDP發電片的一端固定在控制倉，另一端與撥杆相抵，FDP發電 片的信號引出線與控制電路連接。
4. 根據權利要求1所述的一種自發電都卜勒流量儀表，其特徵在於，所述的控制電路 由IC1輸入端連接都卜勒傳感器的輸出端、溫度傳感器的輸出端、IC2輸入端連接IC1的輸 出端、IC2的輸出端連接減速馬達、IC3輸入端連接IC1的通訊端、IC4輸入端連接電源感應 線圈、輸出端連接隔離二極體D2、T1輸入端連接IC1的輸出端、T1的輸出端連接R3和R4、 R3連接R5、R4連接R6、T2輸入端連接IC1的輸出端、T2的輸出端連接R1和R2、R1和R2 連接都卜勒傳感器ICO的輸出端，所述的發電片的輸出一端連接到整流管D1另一端連接到 公共地。
5. 根據權利要求1所述的一種自發電都卜勒流量儀表，其特徵在於，感應線圈輸出端 接IC4與發電片供電電路並聯。
【文檔編號】G01F1/66GK104215287SQ201410462407
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月5日 優先權日:2014年9月5日
【發明者】邢偉華 申請人:浙江中合儀表科技有限公司