CN103557892A - 自供电的传感网流量计 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自供电的传感网流量计，特别是涉及应用于石油、天然气、液化气、给排水等长距离输送或者工况条件差的液体涡轮流量计，包括叶轮和控制室，蓄电池分别与显示器和射频模块电连接并给显示器和射频模块供电，射频模块通过发射天线发射无线信号，控制室通过接收天线接受射频模块发射出的无线信号对整个传感网流量计的数据进行采集和监控。本发明的自供电的传感网流量计通过由WIFI无线模块和3G通信模块组成的射频模块和给用于给流量计提供电能的蓄电池，实现远距离实时在线检测、报警联动等管理、服务和自供电的功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种自供电的传感网流量计，特别是涉及应用于石油、天然气、液化气、给排水等长距离输送或者工况条件差的液体涡轮流量计。
背景技术
涡轮流量计是一种非常成熟技术，在测量充满封闭管道、连续流动的液体流量时等到了广泛的应用。目前流量计的数据采集通常是通过工业控制计算机内置板卡实现，由于流量计常常分布在各个区域，尤其是在偏远的地方流量计，设备的监控和数据的统计是非常不便和困难的，而且目前的流量计的显示仪主要是依靠内置电池或外接电源作为供电方式，存在着定期更换电池或设立外接电源不便的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明针对远距离偏远或者工况很差的地带的石油、天然气、煤气等流体的输送中各个流量计的数据采集的不便，提出在涡轮流量计的转换显示仪处，连接一个无线发射模块，通过无线的长距离通讯网络实现互联互通，在互联网的环境下，将显示仪上的数据包括：瞬时流量、日累积流量、总累积流量、温度、压力、时间、日期、电池电量等进行传输，实现远距离实时在线检测、报警联动等管理和服务功能，针对目前所使用的各个流量计通常是使用电池或外接电源供电，这样就存在着定期更换电池或设立和连接外接电源的不便，尤其是在远距离偏远地带的石油、天然气、煤气的连续输送中的流量计，提出通过涡轮流量计叶轮在流体的冲击力作用下快速旋转，类似于水轮发电机的工作原理，旋转叶轮的输出轴上经齿轮变速器连接发电机转轴，进行发电，并将电能储存在蓄电池内，解决了远距离数据采集、监控的问题，及通过自发电、电能存储解决电池更换或外接电源的搭建的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自供电的传感网流量计,包括叶轮和控制室，叶轮与发电机的传动轴固定连接，发电机传动轴上固定连接有与叶轮同轴的齿轮变速器，发电机的输出端与蓄电池的输入端固定连接，叶轮上方设置有感应线圈和永动磁铁，感应线圈的信号输出端与控制电路板输入端固定连接，控制电路板输出端与显示器和射频模块的输入端固定连接，蓄电池分别与显示器和射频模块电连接并给显示器和射频模块供电，射频模块通过发射天线发射无线信号，控制室通过接收天线接受射频模块发射出的无线信号对整个传感网流量计的数据进行采集和监控。
射频模块由WIFI无线模块和3G通信模块组成，，将把测量数据通过无线网关发送到互联网，实现远距离监控。考虑到无线信号辐射范围和设备所处的工况，把发射天线与主体分离，将天线安装在信号好的地方，采用间隙式发送信号。间隙式启动3G通信模块，可以降低耗电量。采集到的流量数据暂存在本地，压缩数据，然后间隙地通过无线网关发送到互联网，涉及到的数据分为两路：上行数据和下行数据。上行数据是把采集数据发送到互联网，下行数据是从互联网上获得控制中心的控制指令。
将涡轮流量计的叶轮旋转带动发电机发电，将机械能转化成电能储存在蓄电池内，用以支撑流量计的显示仪表和无线模块的用电。
本发明的有益效果是，本发明的自供电的传感网流量计通过由WIFI无线模块和3G通信模块组成的射频模块和给用于给流量计提供电能的蓄电池，实现远距离实时在线检测、报警联动等管理、服务和自供电的功能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明工作流程示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示的一种自供电的传感网流量计,包括叶轮和控制室，叶轮与发电机的传动轴固定连接，发电机传动轴上固定连接有与叶轮同轴的齿轮变速器，发电机的输出端与蓄电池的输入端固定连接，叶轮上方设置有感应线圈和永动磁铁，感应线圈的信号输出端与控制电路板输入端固定连接，控制电路板输出端与显示器和射频模块的输入端固定连接，蓄电池分别与显示器和射频模块电连接并给显示器和射频模块供电，射频模块通过发射天线发射无线信号，控制室通过接收天线接受射频模块发射出的无线信号对整个传感网流量计的数据进行采集和监控。
用户可以通过控制室设定发送信号的时间间隔，可以调节上行和下行数据的时间间隔，用户还可以自定义正常运行数据范围，不在范围的采集数据为异常数据。正常数据将遵循固定间隔发送到控制中心；异常数据采用即时发送，不受时间间隔限制。
射频模块由WIFI无线模块和3G通信模块组成，，将把测量数据通过无线网关发送到互联网，实现远距离监控。考虑到无线信号辐射范围和设备所处的工况，把发射天线与主体分离，将天线安装在信号好的地方，采用间隙式发送信号。间隙式启动3G通信模块，可以降低耗电量。采集到的流量数据暂存在本地，压缩数据，然后间隙地通过无线网关发送到互联网，涉及到的数据分为两路：上行数据和下行数据。上行数据是把采集数据发送到互联网，下行数据是从互联网上获得控制中心的控制指令，通过无线网关与互联网的数据交换，支持身份安全验证。
无线射频模块的引入是用来将线圈两端感应出电脉冲信号，此信号经放大器的放大整形，形成有一定幅度的连续的矩形波，显示流体的体积流量或总量等信息，通过无线发射的技术，可远传至控制室进行数据采集、监控等行为
将涡轮流量计的叶轮旋转带动发电机发电，利用相似于水轮机发电原理，利用涡轮流量计的旋转叶轮带动发电机转轴将机械能转化成电能储存在蓄电池内，用以支撑流量计的显示仪表和无线模块的用电。
“自供电”是设备自己能产生电能维持设备系统运行，不需要外接电源和附加电池。
“传感网”（The Internet of Things）是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展，是新一代信息技术的结果。顾名思义，“传感网就是物物相连的互联网”，包括两个基本的内容：第一，互联网是传感网的基础，是必要条件，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。传感网的定义是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (2)
1.一种自供电的传感网流量计,包括叶轮和控制室，其特征是：所述的叶轮与发电机的传动轴固定连接，所述的发电机传动轴上固定连接有与叶轮同轴的齿轮变速器，发电机的输出端与蓄电池的输入端固定连接，所述的叶轮上方设置有感应线圈和永动磁铁，所述的感应线圈的信号输出端与控制电路板输入端固定连接，所述的控制电路板输出端与显示器和射频模块的输入端固定连接，所述的蓄电池分别与显示器和射频模块电连接并给显示器和射频模块供电，所述的射频模块通过发射天线发射无线信号，所述的控制室通过接收天线接受射频模块发射出的无线信号对整个传感网流量计的数据进行采集和监控。
2.根据权利要求1所述的自供电的传感网流量计，其特征是：所述的射频模块由WIFI无线模块和3G通信模块组成。
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