CN109341866A - 一种自发电智能温度计 - Google Patents
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Abstract
本发明属于节能技术领域，涉及一种自发电智能温度计，是一种利用机械能生产电能并用于测温的装置。通过手的运动带动拉杆，将运动按照一定规律传递给永磁体从而带动永磁体切割磁感线。在永磁体与线圈之间发生相对运动后，所产生的电能将通过储能电路收集储存后，由调压电路调节到所需电压，然后输出电能给温度传感器和信号发射器，使温度传感器完成测温；在测温完成后，温度传感器将温度信号将传递给信号发射器，信号发射器再将信号发送给其他装置。本发明可用于日常生活和母婴医疗等条件下的温度测量，耗电少、便于携带、测温快而且测温准确、使用寿命长；不需要电池和充电，又能提高电能的存储时间，使用安全，应用成本较低，节能环保。
Description
技术领域
本发明属于节能技术领域，涉及一种自发电智能温度计，是一种利用机械能生产电能并用于测温的装置。
背景技术
温度计的应用广泛，在各行各业中均有显著应用，本发明所对应的方向为接触性测温方向。近来有不少电子温度计问世，主要以锂电池或者干电池作为供电电源，为温度传感器及蓝牙发射器供电。但所做的电子温度计无法摆脱电池占体积大，耗电量大，需要定时更换电池和充电等问题。因此本发明借鉴“无源门铃”的设计思想，设计一种“手动”生电用电的电子温度计，可解决上述关于电池的故疾。目前，产品“无源化”的趋势正在各行各业逐渐显现，而温度计也同样有机会实现无源化。
中国发明专利“一种自带发电装置的脚踏式环保门铃”(申请号：CN201220123097.1；公开号：CN202748887U)提出了一种利用脚踏方式驱动发电装置产生电能以供工作的门铃。系统包括脚踏系统、发电系统。其中，脚踏系统与发电系统通过齿轮连接，脚踏系统向发电系统提供机械能，使机械能转化为电能。该发明将两种能源耦合在一起，实现了自发电系统的环保节能和高效利用的统一。
中国发明专利“一种自主供电环保节能门铃”(申请号：CN201410739503.0；公开号：CN104376660A)提出一种自主供电环保节能门铃系统，包括门铃框盒隔层、引导槽、引导楞、推杆齿轮、引导锤、外环成圆台形轴承、轴承齿轮、发电装置定轴、底座、凸字形推杆、按键套筒、弹簧、环形垫板、按键卡套、插销、固定板、环形挡板、门铃框盒、球形触头开关、振荡电路等装置连接，用来产生和控制供给电能。该发明能通过充分利用身边的能量，达到绿色环保无污染的目的，且结构简单，易拆卸，适应性广，对环境无污染，充分利用自然资源。
中国发明专利“一种带自发电供电功能的电子温度计”(申请号：CN201711165325.5；公开号：CN107884084A)提出一种带自发电供电功能的电子温度计，包括外壳、温度检测组件、机械发电组件。该发明通过外壳甩动带动永磁铁滑动从而产生电能，并将其储存至储能模块，在工作时再进行释放；本发明解除了温度计对干电池的依赖，避免了电池液泄露对人身健康造成的危害，结构简单实用，效果显著。
上述的发明装置或方法均采用机械能实现发电、供电，但所用的方法为机械能直接驱动发电装置，瞬时供电，驱动结束后，供电即停止，供电不能持续；或者装置内仍存在电池等可实现长时充放电供能的储能元件。因此还没有一种完全可以实现自发电且可长时充放电的智能温度计。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种自发电智能温度计。本发明以机械能为输入能源，针对机械能输入时的短暂性和瞬时性，采用超级电容器进行储能放电，使电能能够较长时间储存在电容器中，以达到测温元件可正常工作的目的。机械能输入以后，通过发电装置带动磁铁切割磁感线，然后将所得电能储存在电容器中，再通过输出电路实现电能的稳定长时输出。同时在机械能输入处，采用传动装置使得既能高效传递能量，又能减小总体体积。
本发明的技术方案如下：
一种自发电智能温度计，主要由外壳、运动传递装置、发电装置、储能装置、调压装置、测温装置和发信装置组成；
所述的运动传递装置包括拉杆1，拉杆1穿过套筒3顶盖中心的圆孔进入套筒3内，运动形式为往复直线运动。
所述的发电装置为电磁感应发电装置，用于将机械能转化为电能，并将产生的电能通过调压电路7供给整个装置，包括线圈2、套筒3、永磁体4和托盘5；所述的套筒3为中空结构，拉杆1、线圈2、永磁体4和托盘5位于套筒3内部，套筒3的轴线与拉杆1轴线重合；所述的线圈2固定在套筒3的内壁上，线圈2两端通过导线与储能电路6相连；所述的托盘5水平置于套筒3内，沿套筒3内部上下运动；所述的拉杆1下端设有螺纹，与托盘5螺纹连接，拉杆1上端为自由端，拉杆1自由运动并带动托盘5运动；所述的永磁体4套在拉杆1的底部并固定在托盘5的上表面，永磁体4随着托盘5运动而运动。
所述的储能装置包括一个内置超级电容器的储能电路6，用于测温装置的非瞬时运转需求，为测温装置和发信装置提供电能，储能电路6的输入端与线圈2相连，输出端与调压电路7相连。
所述的调压装置包括调压电路7，用于将储能装置中的电能以所需的电压和频率输出；调压电路7分别与温度传感器9和信号发射器8相连，且温度传感器9与信号发射器8相连。
所述的测温装置包括温度传感器9，用于测量被测物的温度，采用非接触式测温，测温时间为3～5秒，测量精度在0.1℃以内。
所述的发信装置包括信号发射器8，用于将温度传感器9的温度信号发送给其他外部设备。
所述的套筒3固定在外壳内的上部，拉杆1的顶端位于外壳的外部，所述的储能电路6、调压电路7、信号发射器8和温度传感器9安装在外壳内的下部，位于套筒3的下方。
所述的拉杆1、套筒3和托盘5的材质为绝缘材料。
所述的温度传感器9采用红外温度传感器。
工作原理：拉杆1用于传递外界输出进来的机械能，通过手的运动带动拉杆1，将运动按照一定规律传递给永磁体4从而带动永磁体4切割磁感线。在永磁体4与线圈2之间发生相对运动后，所产生的电能将通过储能电路6收集储存后，由调压电路7调节到所需电压，然后输出电能给温度传感器9和信号发射器8，使温度传感器9完成测温；在测温完成后，温度传感器9将温度信号将传递给信号发射器8，信号发射器8再将信号发送给其他装置。
本发明的有益效果为：本发明可用于日常生活和母婴医疗等条件下的温度测量，耗电少、便于携带、测温快而且测温准确、使用寿命长；不需要电池和充电，又能提高电能的存储时间，使用安全，使用的方法有效且应用成本较低，节能环保。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的电路原理图。
图中：1拉杆；2线圈；3套筒；4永磁体；5托盘；6储能电路；7调压电路；8信号发射器；9温度传感器。
具体实施方式
下面结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
一种自发电智能温度计，如图1所示，包括拉杆1、线圈2、套筒3、永磁体4、托盘5、储能电路6、调压电路7、信号发射器8和温度传感器9，并通过连接总线相连；该装置的电路原理如图2所示。
具体实例中，手拉动拉杆1使其带动永磁体4运动，从而线圈2相对永磁体4切割磁感线，产生电能，并经过储能电路6收集以及调压电路7调节后输出供能给温度传感器9；在测温完成后，温度信号将传递给信号发射器8，并发射给相关设备(例如手机APP，手环等)在设备上显示温度。
以机械能通过电磁感应发生装置转化为电能作为供能的主要方式，并引入超级电容器，实现电能的持续稳定长时输出。
采用红外测温仪作为温度传感器9，测温准确，快速。
采用封闭式设计，测温装置和发信装置所需能源皆由手运动输入的机械能，无需其他外部能源，无需电池，系统绿色环保，运行可靠。
本发明以机械能利用为主，通过手部运动产生机械能，利用磁感应发电装置作为利用机械能产生电能的主要手段，实现机械能的有效利用。系统将产生的电能储存在电容中，通过电路将电能按照需求稳定，持续的输出给温度传感器和发信装置。系统独立运行，不需要其他额外的能量输入，也不需要锂电池，节能环保，运行稳定，使用寿命长。
Claims (3)
1.一种自发电智能温度计，其特征在于，所述的自发电智能温度计主要由外壳、运动传递装置、发电装置、储能装置、调压装置、测温装置和发信装置组成；
所述的运动传递装置包括拉杆(1)，拉杆(1)穿过套筒(3)顶盖中心的圆孔进入套筒(3)内，运动形式为往复直线运动；
所述的发电装置为电磁感应发电装置，用于将机械能转化为电能，并将产生的电能通过调压电路(7)供给整个装置，包括线圈(2)、套筒(3)、永磁体(4)和托盘(5)；所述的套筒(3)为中空结构，拉杆(1)、线圈(2)、永磁体(4)和托盘(5)位于套筒(3)内部，套筒(3)的轴线与拉杆(1)轴线重合；所述的线圈(2)固定在套筒(3)的内壁上，线圈(2)两端通过导线与储能电路(6)相连；所述的托盘(5)水平置于套筒(3)内，沿套筒(3)内部上下运动；所述的拉杆(1)下端设有螺纹，与托盘(5)螺纹连接，拉杆(1)上端为自由端，拉杆(1)自由运动并带动托盘(5)运动；所述的永磁体(4)套在拉杆(1)的底部并固定在托盘(5)的上表面，永磁体(4)随着托盘(5)运动而运动；
所述的储能装置包括一个内置超级电容器的储能电路(6)，用于测温装置的非瞬时运转需求，为测温装置和发信装置提供电能，储能电路(6)的输入端与线圈(2)相连，输出端与调压电路(7)相连；
所述的调压装置包括调压电路(7)，用于将储能装置中的电能以所需的电压和频率输出；调压电路(7)分别与温度传感器(9)和信号发射器(8)相连，且温度传感器(9)与信号发射器(8)相连；
所述的测温装置包括温度传感器(9)，用于测量被测物的温度，采用非接触式测温，测温时间为3～5秒，测量精度在0.1℃以内；
所述的发信装置包括信号发射器(8)，用于将温度传感器(9)的温度信号发送给其他外部设备；
所述的套筒(3)固定在外壳内的上部，拉杆(1)的顶端位于外壳的外部，所述的储能电路(6)、调压电路(7)、信号发射器(8)和温度传感器(9)安装在外壳内的下部，位于套筒(3)的下方。
2.根据权利要求1所述的一种自发电智能温度计，其特征在于，所述的拉杆(1)、套筒(3)和托盘(5)的材质为绝缘材料。
3.根据权利要求1或2所述的一种自发电智能温度计，其特征在于，所述的温度传感器(9)采用红外温度传感器。
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