一种自发电多普勒流量仪表.pdf

本发明公开了一种自发电多普勒流量仪表，主要由壳体、发电螺翼、扰动螺翼、行星减速机、控制电路板、多普勒传感器组成，其特征在于：壳体由管道、阀球、控制仓组成；发电旋翼主要有齿轮、中心轴、轴套和钢珠组成；扰动螺翼安装结构与发电螺翼安装结构一样；行星减速机的输入轴上装有齿轮，与发电螺翼的齿轮啮合，行星减速机的输出轴轴端套有拨杆；控制仓内有控制电路板和FDP发电片，FDP发电片的一端固定在控制仓，另一端与拨杆相抵；FDP发电片的信号引出线与控制电路连接，有益效果是：能够自行提供工作能量，无更换电池的后顾之忧；实现任意方向进水、任意方向安装和一表多用。

1.  一种自发电多普勒流量仪表，主要由壳体、发电螺翼、扰动螺翼、行星减速机、控制电路板、多普勒传感器组成，其特征在于：壳体由管道、阀球、控制仓组成；发电旋翼主要有齿轮、中心轴、轴套和钢珠组成；扰动螺翼安装结构与发电螺翼安装结构一样：行星减速机的输入轴上装有齿轮，与发电螺翼的齿轮啮合，行星减速机的输出轴轴端套有拨杆；控制仓内有控制电路板和FDP发电片，FDP发电片的一端固定在控制仓，另一端与拨杆相抵。

2.  根据权利要求1所述的一种自发电多普勒流量仪表，其特征在于，所述扰动螺翼的扰动端在多普勒传感器磁性感应头与管道内壁之间、多普勒传感器内还安装有温度传感器和流速传感器，多普勒传感器的输出线通过传感器输出线出口到控制仓，与控制电路板连接。

3.  根据权利要求1所述的一种自发电多普勒流量仪表，其特征在于，所述的控制仓内有控制电路板和FDP发电片，FDP发电片的一端固定在控制仓，另一端与拨杆相抵，FDP发电片的信号引出线与控制电路连接。

4.  根据权利要求1所述的一种自发电多普勒流量仪表，其特征在于，所述的控制电路由IC1输入端连接多普勒传感器的输出端、温度传感器的输出端、IC2输入端连接IC1的输出端、IC2的输出端连接减速马达、IC3输入端连接IC1的通讯端、IC4输入端连接电源感应线圈、输出端连接隔离二极管D2、T1输入端连接IC1的输出端、T1的输出端连接R3和R4、R3连接R5、R4连接R6、T2输入端连接IC1的输出端、T2的输出端连接R1和R2、R1和R2连接多普勒传感器ICO的输出端，所述的发电片的输出一端连接到整流管D1另一端连接到公共地。

5.  根据权利要求1所述的一种自发电多普勒流量仪表，其特征在于，感应线圈输出端接IC4与发电片供电电路并联。

一种自发电多普勒流量仪表
技术领域
本发明涉及一种流量仪表，尤其涉及一种自发电多普勒流量仪表。
背景技术
目前的智能水表、智能气表和智能热量表，全部依靠电池供电，由于使用环境的恶劣及电池本身的寿命等缺陷，使得智能仪表在可靠性方面的性能比较低，在实践中，现有的供电技术方案大概有以下不足之处：
1、采用内置一次性锂电池技术方案，存在更换电池的后顾之忧问题；
2、采用普通电池技术方案，存在通过暴露的供电窗口产生的作弊可能；
3、采用水轮发电技术方案，由于压差小、转速低、阻力大，至今还没有成熟的产品；
4、采用热电转换技术方案的热能表：由于温差小、半导体器件成本高，也没有实用化的产品。
所以智能仪表要提高可靠性，需要有一种新的供电方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，为克服现有技术的不足，提供一种自发电多普勒流量仪表。
本发明采用的技术方案是：一种自发电多普勒流量仪表，主要由壳体、发电螺翼、扰动螺翼、行星减速机、控制电路板、多普勒传感器组成，其特征在于：
所述壳体由管道、阀球、控制仓组成，所述的管道在壳体下面，管道两头有螺纹接口，所述的阀球在壳体中间，所述的控制仓在壳体上面，在控制仓上面有控制仓盖，内有行星减速机轴的出口和传感器输出线出口；
所述的发电螺翼在管道里面的左边，发电旋翼主要有齿轮、中心轴、轴套和钢珠组成，所述的齿轮在发电旋翼右端，所述的中心轴两端嵌有外侧轴套和内侧轴套，外侧和内侧的轴套各自与钢珠相接，钢珠再与支撑系统相接；
所述的支撑系统外侧由支撑套、支撑架和轴套组成，所述的支撑套安置在螺纹接口内壁，支撑套上装支撑架，支撑架上装轴套，支撑系统内侧由支撑架安装在管道内，支撑架上装轴套，两个轴套各自与钢珠相接，钢珠连接支撑系统与发电螺翼的结构摩擦力最小，所以发电螺翼能够灵活旋转；
所述的扰动螺翼安置在管道里面的右边，除扰动螺翼的轴镶有金属材料外，安装结构与发电螺翼安装结构一样，所以不再描述。
所述的行星减速机的输入轴上装有齿轮，与发电螺翼的齿轮啮合，行星减速机的输出轴穿过陶瓷动密封和陶瓷静密封，轴端套有拨杆，由于输出轴是经过行星减速机大比例减速， 所以动量增大，使拨杆具有一定强度的拨力，当水流在管道内流动时，发电螺翼就会旋转，通过齿轮啮合，带动行星减速机输出轴旋转，拨杆就随着转动；
所述的控制仓内有控制电路板和FDP发电片，FDP发电片的一端固定在控制仓，另一端与拨杆相抵，拨杆旋转时，拨动FDP发电片另一端产生振动，因为FDP发电片的信号引出线与控制电路连接，所以振动产生的信号通过控制电路发出脉冲电压，脉冲电压通过二极管D1整流，存储到电容器FC中，FC通过稳压电路W，使脉冲变成电压稳定的电源供应给电路，使控制电路运行IC1程序，IC1程序接受多普勒传感器ICO送来的传感信号，经运算得到流量信号，并在LCD上显示，作为热计量表使用时，同时接受热敏电阻R5和R6的数据，进入IC1到A/D端口进行计算，最终根据热量计算公式获得热量消耗的数值，根据需要在LCD上显示。
所述扰动螺翼的扰动端在多普勒传感器磁性感应头与管道内壁之间、多普勒传感器内还安装有温度传感器和流速传感器，多普勒传感器的输出线通过传感器输出线出口到控制仓，与控制电路板连接；
所述的扰动螺翼在水流的作用下旋转，扰动端产生环境扰动，多普勒传感器感知后，将产生的信号送到控制电路IC1的A/D输入端，依据设定的程序计算出流量数值；
所述的控制电路由IC1输入端连接多普勒传感器的输出端、温度传感器的输出端、IC2输入端连接IC1的输出端、IC2的输出端连接减速马达、IC3输入端连接IC1的通讯端、IC4输入端连接电源感应线圈、输出端连接隔离二极管D2、T1输入端连接IC1的输出端、T1的输出端连接R3和R4、R3连接R5、R4连接R6、T2输入端连接IC1的输出端、T2的输出端连接R1和R2、R1和R2连接多普勒传感器ICO的输出端，所述的发电片的输出一端连接到整流管D1另一端连接到公共地，感应线圈XQ输出端接IC4与发电片供电电路并联。
本发明的有益效果是：
(1)能够自行提供工作能量，无更换电池的后顾之忧；
(2)有了多普勒传感器，提高计量的精度；
(3)红外数据隔离及感应电源，实现IP68的最高等级防护；
(4)对称的螺翼配置，实现任意方向进水和任意方向安装；
(5)多种传感器能够适应冷水、热水和热气的计量，一表多用；
附图说明
图1是本发明一种自发电多普勒流量仪表的主要结构示意图。
图2是本发明一种自发电多普勒流量仪表FDP发电片位置示意图。
图3是本发明一种自发电多普勒流量仪表的电路原理图。
具体实施方式
下面结合图1、图2、图3和一个具体的实施例对本发明做详细说明：
如图1、图2、图3所示，一种自发电多普勒流量仪表，由壳体、发电螺翼2.1、扰动螺翼3.1、行星减速机4.1、控制电路板5、多普勒传感器6.1组成。
所述的壳体下面有管道1.1，管道1.1两头有螺纹接口1.2，所述的阀球1.4在壳体中间，所述的控制仓1.3在壳体上面，在控制仓1.3上面有控制仓盖1.3.1，内有行星减速机轴的出口1.5和传感器输出线出口1.6，；
所述的发电螺翼2.1安置在管道1.1里面的左边，发电旋翼2.1由齿轮2.7、中心轴2.2、外侧轴套2.3.1、内侧轴套2.3.2和钢珠2.4.1组成，所述的齿轮2.7在电旋翼2.1的右端，所述的中心轴2.2两端的外侧内嵌有轴套2.3.1和内侧内嵌有轴套2.3.2，外侧轴套2.3.1与钢珠2.4.1相接，内侧轴套2.3.2与钢珠2.4.2相接，所述的发电螺翼2.1就是通过钢珠与支撑系统连接；
所述的支撑系统的外侧由支撑套2.5、支撑架2.5.1和轴套2.5.2组成，所述的支撑套2.5安置在螺纹接口1.2的内壁，支撑套2.5上装支撑架2.5.1，支撑架2.5.1上装轴套2.5.2，支撑系统内侧有支撑架2.6.1安装在管道内，支撑架2.6.1上装轴套2.6.2，轴套2.5.2与钢珠2.4.1连接，轴套2.6.2与钢珠2.4.2连接，钢珠是支撑系统与发电螺翼的连接点；
所述的扰动螺翼3.1安置在管道1.1里面的右边，除扰动螺翼3.1轴中镶有金属材料3.3外，安装结构与发电螺翼2.1安装结构一样；
行星减速机4.1的输入轴4.6上装有输入齿轮4.2，齿轮4.2与齿轮2.7啮合；行星减速机4.1的输出轴4.5穿过行星减速机轴出口1.5内的陶瓷动密封4.3和陶瓷静密封4.4，在轴端套有拨杆4.7；
所述的控制仓1.3内有控制电路板5和FDP发电片5.1，FDP发电片5.1的一端固定在控制仓1.3，另一端与拨杆4.7相抵，拨杆4.7旋转时，拨动FDP发电片5.1产生振动，FDP发电片5.1的引出线与控制电路板5连接，振动产生的信号通过控制电路板5变换为脉冲电压，脉冲电压通过二极管D1整流，存储到电容器FC中，FC通过稳压电路W，使脉冲变成电压稳定的电源供应给电路，使控制电路运行IC1程序，IC1程序接受多普勒传感器ICO送来的传感信号，经运算得到流量信号，并在LCD上显示，作为热计量表使用时，同时接受热敏电阻R5和R6的数据，进入IC1到A/D端口进行计算，最终根据热量计算公式获得热量消耗的数值，根据需要在LCD上显示。
所述的扰动螺翼3.1的扰动端3.2在多普勒传感器6.1的感应头6.2与管道内壁之间、多普勒传感器6.1内部安装有温度传感器6.3和流速传感器6.4、多普勒传感器6.1输出线从传感器输出线出口1.6到控制仓1.3与控制电路板5连接；
所述的扰动螺翼3.1在水流的作用下旋转，扰动端3.2产生环境扰动，多普勒传感器6.1的磁感应头6.2感知后，将信号送到控制电路IC1的A/D输入端，依据设定的程序计算出流量数值。
所述的流速传感器6.4是磁性传感器，可以感知接近扰动螺翼3.1轴中的金属材料3.3的次数，从而获得流速信号，为多普勒传感器是否采样，提供依据。
控制电路IC1的通讯口连接红外模块电路IC3，用来与外部实现红外通讯，以获得充值数据输入或抄表数据输出，控制电路IC1连接有马达驱动电路IC2，在需要关闭和打开马达时，驱动M运行，并通过行程开关K1和K2感知马达M运行位置，控制电路中，T1用来控制温度采样电路供电，T2用来控制流量采样电路的供电，最大限度实现低功耗控制。
在进行红外通讯和打开阀门时，需要较大的供电功率，为此通过感应线圈XQ获得外部感应供电，感应供电与发电片供电并联，在进行通讯和开阀的同时，给电容FC充电，由于FC较大，可以维持用户不使用流量时给系统供电，在用户使用流量时，通过发电片可以给FC持续充电，以维持能量的供给。