CN106849749A - 自发电智能水表 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自发电智能水表，其包括基表、调整电路、发电装置，发电装置与调整电路的输入端连接，调整电路的一路输出端与基表连接；发电装置包括弹性体；发电装置安装在水管管壁上，其弹性体探向水管内腔，其弹性体随水管内的水压变化而产生形变振动；发电装置将其弹性体的形变振动转换为电荷发电，输出到调整电路；调整电路将发电装置输出的电调整后为基表供电。本发明的自发电智能水表，能为水表提供工作电源，并且不会影响供水流量。

Description

自发电智能水表

技术领域

本发明涉及水表，特别涉及一种自发电智能水表。

背景技术

水表逐渐向电控式、智能化方向发展，其较传统的各种纯机械式流体度量表在结构上已经有了实质性的改变。智能水表与传统的各种纯机械式流体度量表最大的区别是其要消耗电能，其随着功能飞不断增强，对自身的耗电需求也越来越大，国家标准规定智能水表内装电池使用寿命应大于五年。要达到这一目标，必须降低智能水表整机功耗或加大电池容量。而电池容量加大必然使电池体积增大，电池体积太大水表内放不下，或者需要增大水表的壳体尺寸；整机功耗的降低又受硬件和软件的限制，特别是在可关断水表中含有耗电较大的电磁阀，一般容量的电池不能满足要求，需经常更换电池。因此为了满足自身用电需求，自发电成为智能水表的一个重要功能。

现有一种自发电智能水表如图1所示，包含壳体1，壳体内设有与壳体内壁密封接触的隔板2和上支撑板3，与壳体的隔板下部腔体相通设有进、出水管口4、5，并在该腔体内置有叶轮6，将叶轮轴7加长，使叶轮轴向上穿过隔板2并在叶轮轴与隔板的接触面上设置密封圈8，将叶轮轴7两端分别插入壳体底面和上支撑板下端面上所开的定位孔内，在隔板和上支撑板之间的叶轮轴段上固定有发电机的转子装配，在隔板和上支撑板之间的壳体内壁上固定有发电机的定子装配，发电机的供电输出端与流体度量表内的可充电电池两端连接(正、负极对应连接)。水流冲击叶轮6旋转，并带动隔板上部的转子旋转，在各定子绕组线圈上感应出电动势。

现有另一种自发电智能水表如图2所示，包括智能水表l、发电装置2和调整电路3，所述发电装置2与调整电路3的输入端连接，所述调整电路3的输出端与智能水表l连接，所述调整电路3包括整流电路和电容性装置。所述发电装置2包括进水口2l、出水口22、转动叶轮23、传动轴24、发电电机25和升压线圈26，所述转动叶轮23与传动轴24相连接，且所述转动叶轮23与传动轴24同轴设置，所述升压线圈25与调整电路3的输入端连接。转动叶轮23和传动轴24位于供水管内部与自来水接触，水流动时驱动转动叶轮23旋转，通过传动轴24使发电电机25发电，电流输出到电容性装置或者直接驱动智能水表l工作，或者向智能水表l中的蓄电池或者储能电容器充电。

现有再一种自发电智能水表如图3所示，包括叶轮轴3、微型发电机7、水表壳体11、齿轮盒12、显示屏16和LED灯珠17，所述水表壳体11两端分别设有进水连接端10和出水连接端2l，进水连接端10连接进水管道9，出水连接端2l连接出水管道22，使用时，水流从进水管道9流入进水连接端10，穿过水表壳体11从出水连接端2l流入出水管道22；水表壳体11内设有叶轮轴3，叶轮轴3底端位于环形凸台4内，环形凸台4固定在蓄电池6上端，蓄电池6设置在水表壳体11内部底端，叶轮轴3侧面设有叶轮2，叶轮轴3项部穿过齿轮盒12连接计数器20，叶轮轴3与齿轮盒12之问设有密封环5，齿轮盒12设置在水表壳体11上端，计数器20设置在齿轮盒12内，齿轮盒12内设有显示屏16，显示屏16连接计数器20，显示屏16和计数器20均电连接蓄电池6，显示屏16外侧边缘出设有若干LED灯珠17，LED灯珠17安装在电路板18上，显示屏16上方设有散射玻璃盖板15，散射玻璃盖板15镶嵌在齿轮盒12项部，透过散射玻璃盖板15便于识读显示屏16的水表数值，齿轮盒12外侧通过连接轴13连接密封罩盖14，密封罩盖14另一端与齿轮盒12连接处设有触碰开关19，触碰开关19一端电连接蓄电池6，触碰开关19另一端连接电路板18，当水流动时，叶轮2带动叶轮轴3转动，从而使与叶轮轴3连接的计数器20对叶轮轴3转动进行计数，并将测量值转换为数字通过显示屏16显示，当打开密封罩盖14时，密封罩盖14与齿轮盒12连接处的触碰开关19被打开，从而使电路板18上若干LED灯珠17发光照明，便于人们透过散射玻璃盖板15观察显示屏16的水表数值。所述进水连接端10及出水连接端2l内均通过支撑柱l连接微型发电机7，微型发电机7前端设有转动桨叶8，转动桨叶8朝向水流进入方向设置，微型发电机7电连接蓄电池6，当水流流动时，带动蓄电池6旋转，从而带动转动桨叶8旋转带动微型发电机7发电，微型发电机7产生的电经过整流后对蓄电池6充电，为水表使用提供电力。

上述几种自发电智能水表，将发电机结构引入了水表，以流经水表的水为动力发电，为电控式水表提供工作电源，解决了水表自身的供电问题，减小了水表内装电池的体积，节约了能源，延长了电池寿命。但上述几种自发电智能水表，均需在供水通道内设置叶轮(或浆叶)，会减小供水流量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种自发电智能水表，能为水表提供工作电源，并且不会影响供水流量。

为解决上述技术问题，本发明提供的自发电智能水表，其包括基表、调整电路、发电装置，所述发电装置与调整电路的输入端连接，所述调整电路的一路输出端与基表连接；所述发电装置包括弹性体；

所述发电装置安装在水管管壁上，其弹性体探向水管内腔，其弹性体随水管内的水压变化而产生形变振动；

所述发电装置将其弹性体的形变振动转换为电荷发电，输出到所述调整电路；

所述调整电路，将所述发电装置输出的电调整后为所述基表供电。

较佳的，所述弹性体探向水管内腔的面同水管内壁齐平。

较佳的，所述发电装置还包括下壳体、压电材料；

所述下壳体用于嵌入到水管管壁中，从而将所述发电装置安装在水管管壁上；

所述上弹性体固定在所述下壳体上，并同所述下壳体构成一腔体；

所述压电材料安置在所述腔体内，并同所述上弹性体贴合；

所述压电材料将所述弹性体的形变振动转换为电荷发电。

较佳的，所述压电材料为聚偏氟乙烯膜。

较佳的，所述自发电智能水表还包括水表电池；

所述水表电池为所述基表供电；

所述调整电路的一路输出连接所述水表电池，为所述水表电池充电。

较佳的，所述自发电智能水表还包括USB充电接口；

所述USB充电接口同所述调整电路的一路输出连接。

较佳的，所述调整电路的一路输出，通过水表充电继电器同水表电池连接，通过电子设备充电继电器同USB充电接口连接；当所述水表充电继电器闭合时，电子设备充电继电器断开；当所述水表充电继电器断开时，电子设备充电继电器闭合。

较佳的，所述自发电智能水表还包括RF收发模块；

所述RF收发模块用于将基表的用水数据信息无线发送，并接收无线接收外部控制指令。

本发明的自发电智能水表，在水管管壁上安装发电装置，该发电装置的弹性体探向水管内腔，随着水管所连通的水龙头的开闭，水管内的水压会不断变化，水管内的水压变化会引起弹性体产生形变振动从而发电，不仅能为水表提供工作电源，而且由于发电装置是设置在水管管壁上，不会影响供水通道截面积，不会因安装发电装置而减小供水流量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有一种自发电智能水表结构示意图；

图2是现有另一种自发电智能水表结构示意图；

图3是现有再一种自发电智能水表结构示意图；

图4是本发明的自发电智能水表一实施例结构示意图；

图5是本发明的自发电智能水表一实施例发电装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图4所示，自发电智能水表包括基表、调整电路、发电装置；所述发电装置与调整电路的输入端连接，所述调整电路的输出端与基表连接；

如图5所示，所述发电装置包括弹性体1；

所述发电装置安装在水管管壁上，其弹性体1探向水管内腔，其弹性体1随水管内的水压变化而产生形变振动，所述发电装置将其弹性体的形变振动转换为电荷发电，输出到所述调整电路；

所述调整电路，将所述发电装置所发的电调整后为所述基表供电。

较佳的，所述弹性体探向水管内腔的面同水管内壁齐平。

实施例一的自发电智能水表，在水管管壁上安装发电装置，该发电装置的弹性体1探向水管内腔，随着水管所连通的水龙头的开闭，水管内的水压会不断变化，水管内的水压变化会引起弹性体1产生形变振动从而发电。实施例一的自发电智能水表，不仅能为水表提供工作电源，而且由于发电装置是设置在水管管壁上，不会影响供水通道截面积，不会因安装发电装置而减小供水流量。

实施例二

基于实施例一的自发电智能水表，如图5所示，所述发电装置还包括下壳体2、压电材料3；

所述下壳体3用于嵌入到水管管壁中，从而将所述发电装置安装在水管管壁上；

所述上弹性体1固定在所述下壳体上，并同所述下壳体2构成一腔体；

所述压电材料3安置在所述腔体内，并同所述上弹性体1贴合；

所述压电材料3将所述弹性体1的形变振动转换为电荷发电。

较佳的，所述压电材料3为聚偏氟乙烯(PVDF)膜。PVDF是目前压电性能最优的压电材料之一，作为一种新型薄膜状换能材料具有质地轻软、可绕性好、压电特性好、声阻抗小、频率响应宽、介电常数小、耐冲击性强、便于加工成任意形状等优点。

实施例二的自发电智能水表，其发电装置通过压电材料3将弹性体1的形变振动转换为电荷发电，结构简单，转换效率高。

实施例三

基于实施例一，自发电智能水表包括水表电池；

所述水表电池为所述基表供电；

所述调整电路的一路输出连接所述水表电池，为所述水表电池充电。

实施例三的自发电智能水表，其基表由水表电池及发电装置供电，发电装置并为电池充电，能为基表保证可靠的电源供应。

实施例四

基于实施例三，自发电智能水表还包括USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)充电接口；

所述USB充电接口同所述调整电路的一路输出连接。

较佳的，所述调整电路的一路输出，通过水表充电继电器K1同水表电池连接，并通过电子设备充电继电器K2同USB充电接口连接；当所述水表充电继电器K1闭合时，电子设备充电继电器K2断开；当所述水表充电继电器K1断开时，电子设备充电继电器K2闭合。

实施例四的自发电智能水表，可以通过USB充电接口与外接电子设备电池连接，便于各种电子设备(如移动电源、手机、音乐播放器等)接入充电，在满足智能水表自身用电需求的同时，也解决了日常使用的电子设备的用电问题，从而实现对自来水的综合利用。

实施例五

基于实施例一，所述自发电智能水表还包括RF收发模块；

所述RF收发模块用于将基表的用水数据信息无线发送，并接收无线接收外部控制指令。

实施例五自发电智能水表，通过RF收发模块同外部进行无线数据传递，可以连接自来水后台水费收缴管理系统，解决了人工现场抄表困难，并可能对水表进行远程控制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种自发电智能水表，包括基表、调整电路、发电装置，所述发电装置与调整电路的输入端连接，所述调整电路的一路输出端与基表连接；其特征在于，所述发电装置包括弹性体；

所述发电装置安装在水管管壁上，其弹性体探向水管内腔，其弹性体随水管内的水压变化而产生形变振动；

所述发电装置将其弹性体的形变振动转换为电荷发电，输出到所述调整电路；

所述调整电路，将所述发电装置输出的电调整后为所述基表供电。

2.根据权利要求1所述的自发电智能水表，其特征在于，

所述弹性体探向水管内腔的面同水管内壁齐平。

3.根据权利要求1所述的自发电智能水表，其特征在于，

所述发电装置还包括下壳体、压电材料；

所述下壳体用于嵌入到水管管壁中，从而将所述发电装置安装在水管管壁上；

所述上弹性体固定在所述下壳体上，并同所述下壳体构成一腔体；

所述压电材料安置在所述腔体内，并同所述上弹性体贴合；

所述压电材料将所述弹性体的形变振动转换为电荷发电。

4.根据权利要求3所述的自发电智能水表，其特征在于，

所述压电材料为聚偏氟乙烯膜。

5.根据权利要求1所述的自发电智能水表，其特征在于，

所述自发电智能水表还包括水表电池；

所述水表电池为所述基表供电；

所述调整电路的一路输出连接所述水表电池，为所述水表电池充电。

6.根据权利要求1所述的自发电智能水表，其特征在于，

所述自发电智能水表还包括USB充电接口；

所述USB充电接口同所述调整电路的一路输出连接。

7.根据权利要求1所述的自发电智能水表，其特征在于，

所述调整电路的一路输出，通过水表充电继电器同水表电池连接，通过电子设备充电继电器同USB充电接口连接；当所述水表充电继电器闭合时，电子设备充电继电器断开；当所述水表充电继电器断开时，电子设备充电继电器闭合。

8.根据权利要求1所述的自发电智能水表，其特征在于，

所述自发电智能水表还包括RF收发模块；

所述RF收发模块用于将基表的用水数据信息无线发送，并接收无线接收外部控制指令。