CN110006496A - 一种基于齿轮组的水流量测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种水流量测量装置，其特征在于：当水流从进水口流入时，推动叶轮开始旋转；齿轮组在叶轮的带动之下发生转动；齿轮组中最后一个齿轮盘的上盘面的边缘处设置有第一磁铁，第一磁铁随齿轮组发生转动，当第一磁铁转动至靠近悬臂梁自由端处的第二磁铁时，二者之间因磁铁之间的引力或者斥力而发生作用，导致所述悬臂梁发生形变；在悬臂梁发生形变时，悬臂梁内部或者表面的光纤光栅传感器中的光信号的波长发生变化；接收并解调所述光纤光栅传感器输出的光信号；根据实时波长数据，计算所述水流量的大小并予以呈现。通过这种方式，能够实现更快速、更便捷且更准确的水流量的测量，抗干扰能力更强。

Description

一种基于齿轮组的水流量测量装置及方法

技术领域

本发明实施例涉及光电检测领域，尤其涉及一种基于齿轮组的水流量测量装置及方法。

背景技术

智慧水务是智慧城市的核心方向之一，是水务信息化的最终目标，而智能化水表又是智慧水务重要组成部分。随着城市智慧水务建设，智能化得到推广应用，传统水流量测量装置水表已经不能满足远程实时抄表测量水流量，使传统式测量水量的水表智能化也成为关键。

发明人在实现本发明的过程中发现：多数传统的电子式传感器由于传感器内在特性和外界条件的影响，在使用中具有一些无法忽视的缺陷和不足。例如，在强电磁场的条件下，电子式传感器容易受电磁干扰，在远距离工作时，传统电子式传感器在供电、信号远距离传输等方面不够稳定。

因此，亟需一种更为方便、快捷并且稳定可靠的测量方式，以实现水流量的测量。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种基于齿轮组的水流量测量装置，解决了水流量测量不便捷、不准确的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种水流量监测装置，包括进水口、出水口，其特征在于，所述水流量测量装置还包括：

叶轮，被设置于所述进水口和所述出水口之间，所述叶轮包括多个叶片，当水流从所述入水口流入时，所述叶轮能够在所述水流的推动下转动；

第一齿轮盘，通过轴承与所述叶轮连接，能够在所述叶轮的带动下转动；

第二齿轮盘，与所述第一齿轮盘咬合连接，能够在所述第一齿轮盘的带动下转动；其中，所述第二齿轮盘的上盘面靠近边缘处设置有第一磁铁；

悬臂梁，所述悬臂梁被设置于所述第二齿轮盘上方，所述悬臂梁具有固定端和自由端，靠近所述悬臂梁的自由端处设置有第二磁铁；

光纤光栅传感器，设置于所述悬臂梁的本体处；

光纤光栅解调器，通过光纤与所述光纤光栅传感器相连，接收并解调来自所述光纤光栅传感器的光信号的实时波长数据；

信号处理模块，根据所述实时波长数据，计算所述水流量的大小并予以呈现。

可选的，所述第二齿轮盘的上盘面靠近边缘处设置有第一磁铁包括：在所述第二齿轮盘的上盘面靠近边缘处设置有一个所述第一磁铁。这种情况下，第二齿轮盘每转动一圈，第一磁铁与第二磁铁相遇一次，二者之间发生一次作用，悬臂梁发生一次形变，光纤光栅传感器中的光信号波长发生一次变化。

可选的，所述第二齿轮盘的上盘面靠近边缘处设置有第一磁铁包括：在所述第二齿轮盘的上盘面靠近边缘处设置有多个所述第一磁铁，可以为2个、3个、4个或更多个，其中，所述多个所述第一磁铁被均匀设置于所述第二齿轮盘的上盘面靠近边缘处。在这种情况下，第二齿轮盘每转动一圈，第一磁铁与第二磁铁相遇多次，二者之间发生多次作用，悬臂梁发生多次形变，光纤光栅传感器中的光信号波长发生多次变化(此处的多次，可以是与第一磁铁数量相对应的2次、3次、4次或更多次)。通过分析光信号波长变化次数，也能够反推出叶轮转动圈数，进而计算出水流量大小。

可选的，所述装置还包括外壳，所述进水口和所述出水口分别设置于所述外壳靠近底部的两侧；所述叶轮、所述悬臂梁、所述第一齿轮盘、所述第二齿轮盘均设置于所述外壳的内部；所述悬臂梁的固定端被固定于所述外壳的内侧壁上；所述光纤穿过所述外壳侧壁连接于所述外壳外部的光纤光栅解调器。

可选的，所述悬臂梁的固定端被焊接在所述外壳的内侧壁上。

可选的，所述外壳的侧壁上有一个安装孔，光纤从光纤光栅传感器伸出后穿过所述安装孔，再连接至外部的光纤光栅解调器。

其中，所述叶轮的轮盘呈水平方向放置于所述外壳内部的底部附近，当水流从所述入水口流入时，所述叶轮能够在所述水流的推动下转动。

可选的，所述光纤光栅传感器被设置于所述悬臂梁的本体内部或被设置于所述悬臂梁的表面。

可选的，所述悬臂梁中部具有凹槽，所述光纤光栅传感器被设置于所述凹槽内部；可选的，所述悬臂梁中部具有长条形通孔，所述光纤光栅传感器被放置于所述通孔内；可选的，所述悬臂梁为长条形薄片，所述光纤光栅传感器被粘贴、焊接、捆绑、螺丝固定等方式固定于所述悬臂梁处。

可选的，所述叶轮的轮盘均呈水平的方向放置于所述外壳内部，一侧的叶片正对着所述入水口，当水流从所述入水口流入时，所述叶轮能够在所述水流的推动下转动。可选的，所述叶轮的轮盘均呈非水平的方向(具有一定倾斜角度)放置于所述外壳内部，当水流从所述入水口流入时，所述叶轮能够在所述水流的推动下转动。实际上，只要不是竖直放置所述叶轮，只要在正常测量工作过程中，所述叶轮在水面下方，所述第一齿轮和第二齿轮在空气中，就都可以实现本发明所要实现的技术效果。

一般情况下，所述第一齿轮和所述第二齿轮是水平方向放置与所述外壳内部的，在正常测量工作过程中，所述第一齿轮和所述第二齿轮是位于空气中的。

特殊情况下，第一齿轮可以是具有一定倾斜角度的，在正常工作时，可以位于水面之下，第二齿轮在正常工作时，应当是位于水面之上，防止水的阻力影响磁力作用。

可选的，所述第二磁铁与所述第一磁铁对应设置，当所述第一磁铁随所述第二齿轮盘转动至所述悬臂梁正下方时，所述第二磁铁位于所述第一磁铁的正上方位置或附近，使得二者能够产生磁力感应作用。

可选的，所述第二磁铁与所述第一磁铁的同极被相对设置。可选的，所述第二磁铁与所述第一磁铁的异极被相对设置。通过斥力或者引力作用，使得悬臂梁发生一定程度的形变。当二者异极相对设置时，悬臂梁与所述叶轮之间应当间隔有预定距离，避免二者之间因引力而贴合，影响后续的测量。

可选的，悬臂梁本身如果是铁合金材料或者铁质材料制成的话，也可以不需要设置第二磁铁，此时，依靠第一磁铁与悬臂梁本身的引力，也可以产生一定程度的形变效果。当依靠悬梁臂本身的金属特性与所述第一磁铁发生引力时，所述悬梁臂应当与所述轮盘间隔预定长度的距离，避免二者之间因引力而贴合，影响后续的测量。

可选的，所述水流量测量装置还包括无线通信模块，用于将所述实时波长数据传输给远端的信号处理模块。可选的，可以通过蓝牙、WIFI、WLAN、GSM、4G等移动通信模块进行数据传输。

可选的，所述水流量测量装置还包括过滤模块，用于在水流进入所述入水口之前，对水流中的杂质进行过滤。

第二方面，本发明实施例还提供了一种水流量测量方法，应用于前述的水流量测量装置，其特征在于：

当水流从所述进水口流入时，所述叶轮在所述水流的推动之下开始旋转；

第一齿轮在轴承的带动之下，随所述叶轮发生转动；

第二齿轮由于与第一齿轮咬合连接，故在所述第一齿轮的带动下发生转动；

第二齿轮边缘处设置有第一磁铁，也随着第二齿轮开始转动，当所述第一磁铁转动至靠近悬臂梁自由端处的第二磁铁时，二者之间因磁铁之间的引力或者斥力而发生作用，导致所述悬臂梁发生形变；

在所述悬臂梁发生形变的基础上，被置于所述悬臂梁内部或者表面的光纤光栅传感器中的光信号的波长发生变化；

接收并解调所述光纤光栅传感器输出的光信号；

根据所述光信号的实时波长数据，计算所述水流量的大小并予以呈现。

本发明实施例采用光纤光栅传感技术来对水流的流量、流速进行测量。首先，光纤光栅传感技术具有更高的可靠性和有效性，相比于传统电子式传感器，光纤光栅传感器克服了电磁干扰和有源供电的限制，还具有高灵敏度、抗腐蚀、耐高温等特点，并且光纤光栅传感器的体积小、成本低，适合广泛应用于各个领域。相比于基于光强检测的光纤位移传感器，光纤光栅传感器由于检测的变量为中心波长的频率，因此不会因为功率的衰减影响测量变量的改变，测量和传输更加稳定。将光纤光栅传感技术运用到水流量的测量能弥补传统水表测量水量装置的不足，而且还能满足更多复杂环境下和远程实时水量测量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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为本发明一实施例提供的水流量测量装置的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的水流量测量装置的工作示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

图1示出了一种水流量监测装置，包括进水口、出水口，其特征在于，所述水流量测量装置还包括：

叶轮，被设置于所述进水口和所述出水口之间，所述叶轮包括多个叶片，当水流从所述入水口流入时，所述叶轮能够在所述水流的推动下转动；

第一齿轮盘，通过轴承与所述叶轮连接，能够在所述叶轮的带动下转动；

第二齿轮盘，与所述第一齿轮盘咬合连接，能够在所述第一齿轮盘的带动下转动；其中，所述第二齿轮盘的上盘面靠近边缘处设置有第一磁铁；

悬臂梁，所述悬臂梁被设置于所述第二齿轮盘上方，所述悬臂梁具有固定端和自由端，靠近所述悬臂梁的自由端处设置有第二磁铁；

光纤光栅传感器，设置于所述悬臂梁的本体处；

光纤光栅解调器，通过光纤与所述光纤光栅传感器相连，接收并解调来自所述光纤光栅传感器的光信号的实时波长数据；

信号处理模块，根据所述实时波长数据，计算所述水流量的大小并予以呈现。

其中，所述第二齿轮盘的上盘面靠近边缘处设置有第一磁铁的个数可以是1个或者多个。

当所述第一磁铁的个数为1个时，这种情况下，第二齿轮盘每转动一圈，第一磁铁与第二磁铁相遇一次，二者之间发生一次作用，悬臂梁发生一次形变，光纤光栅传感器中的光信号波长发生一次变化。

当所述第一磁铁的个数为多个时，所述多个所述第一磁铁被均匀设置于所述第二齿轮盘的上盘面靠近边缘处。在例如所述第一磁铁的个数为2个、3个、4个或更多个时，第二齿轮盘每转动一圈，第一磁铁与第二磁铁相遇多次，二者之间发生多次作用，悬臂梁发生多次形变，光纤光栅传感器中的光信号波长发生多次变化(此处的多次，可以是与第一磁铁数量相对应的2次、3次、4次或更多次)。通过分析光信号波长变化次数，也能够反推出叶轮转动圈数，进而计算出水流量大小。

需要指出的是，可以根据需要选择合适大小的第一齿轮盘和第二齿轮盘，由于第一齿轮盘是通过轴承伴随所述叶轮而转动的，当所述叶轮转动一周时，所述第一齿轮盘转动一周。而第二齿轮盘是可以根据需要进行选择的，例如，第二齿轮盘可以与第一齿轮盘具有相同的转动周期，也可以具有不同的转动周期。例如，第二齿轮盘可以大于第一齿轮盘，第二齿轮盘可以小于第一齿轮盘，也可以等于所述第一齿轮盘。第二齿轮盘的转动周期可以是第一齿轮盘的一倍、两倍、三倍、四倍，也可以是1/2倍或者其他，均可以很好地实现本发明所要解决的测量问题。

当然，第一磁铁数也并不是越多越好，悬臂梁形变恢复需要一定的时间，如果形变频率太高，难以完全恢复，则也会严重影响测量的准确度。

此外，可以根据需要设置第三齿轮盘、第四齿轮盘等等，也可以设置其他纵向传动装置，让第二齿轮盘与所述第一齿轮盘不在同一水平面上。当有多个齿轮盘互相传动时，所述第一磁铁被设置于最后一个齿轮盘的上盘面靠近边缘处。例如，当第二齿轮盘与第一齿轮盘啮合传动，第三齿轮盘与第二齿轮盘啮合传动时，第一磁铁被设置于所述第三齿轮盘的上盘面靠近边缘处。

在正常测量工作过程中，叶轮是位于水面之下，最后一个齿轮盘位于水面之上即可。例如，当存在两个齿轮盘时，第二齿轮盘必须要位于空气中，不能位于水面下方，以避免水的阻力影响磁力作用。当存在三个齿轮盘时，设置有第一磁铁的第三齿轮盘必须要位于空气中。可以通过倾斜放置或者采用纵向传动装置的方式，让最后一个齿轮盘位于较高的位置。

所述装置还可以包括外壳，所述进水口和所述出水口分别设置于所述外壳靠近底部的两侧；所述叶轮、所述悬臂梁、所述第一齿轮盘、所述第二齿轮盘均设置于所述外壳的内部；所述悬臂梁的固定端被固定于所述外壳的内侧壁上；所述光纤穿过所述外壳侧壁连接于所述外壳外部的光纤光栅解调器。

所述悬臂梁的固定端可以被焊接在所述外壳的内侧壁上。同样，也可以通过粘贴、螺丝固定等其他物理方式予以固定。

所述外壳的侧壁上可以有一个安装孔，光纤从光纤光栅传感器伸出后穿过所述安装孔，再连接至外部的光纤光栅解调器。

其中，所述光纤光栅传感器被设置于所述悬臂梁的本体内部或被设置于所述悬臂梁的表面。

可选的，所述悬臂梁中部具有凹槽，所述光纤光栅传感器被设置于所述凹槽内部；可选的，所述悬臂梁中部具有长条形通孔，所述光纤光栅传感器被放置于所述通孔内；可选的，所述悬臂梁为长条形薄片，所述光纤光栅传感器被粘贴、焊接、捆绑、螺丝固定等方式固定于所述悬臂梁处。

所述叶轮的轮盘可以呈水平方向放置于所述外壳内部的底部附近，当水流从所述入水口流入时，所述叶轮能够在所述水流的推动下转动。

所述叶轮的轮盘可以是呈水平的方向放置于所述外壳内部，一侧的叶片正对着所述入水口，当水流从所述入水口流入时，所述叶轮能够在所述水流的推动下转动。可选的，所述叶轮的轮盘均呈非水平的方向(具有一定倾斜角度)放置于所述外壳内部，当水流从所述入水口流入时，所述叶轮能够在所述水流的推动下转动。实际上，只要不是竖直放置所述叶轮，只要在正常测量工作过程中，所述叶轮在水面下方，所述第一齿轮和第二齿轮在空气中，就都可以实现本发明所要实现的技术效果。

一般情况下，所述第一齿轮和所述第二齿轮是水平方向放置与所述外壳内部的，在正常测量工作过程中，所述第一齿轮和所述第二齿轮是位于空气中的。

特殊情况下，第一齿轮可以是具有一定倾斜角度的，在正常工作时，可以位于水面之下，也可以是部分位于水面之下；第二齿轮在正常工作时，应当是位于水面之上，防止水的阻力影响磁力作用。

可选的，所述第二磁铁与所述第一磁铁对应设置，当所述第一磁铁随所述第二齿轮盘转动至所述悬臂梁正下方时，所述第二磁铁位于所述第一磁铁的正上方位置或附近，使得二者能够产生磁力感应作用。

可选的，所述第二磁铁与所述第一磁铁的同极被相对设置。可选的，所述第二磁铁与所述第一磁铁的异极被相对设置。通过斥力或者引力作用，使得悬臂梁发生一定程度的形变。当二者异极相对设置时，悬臂梁与所述叶轮之间应当间隔有预定距离，避免二者之间因引力而贴合，影响后续的测量。

可选的，悬臂梁本身如果是铁合金材料或者铁质材料制成的话，也可以不需要设置第二磁铁，此时，依靠第一磁铁与悬臂梁本身的引力，也可以产生一定程度的形变效果。当依靠悬梁臂本身的金属特性与所述第一磁铁发生引力时，所述悬梁臂应当与所述轮盘间隔预定长度的距离，避免二者之间因引力而贴合，影响后续的测量。

可选的，所述水流量测量装置还包括无线通信模块，用于将所述实时波长数据传输给远端的信号处理模块。可选的，可以通过蓝牙、WIFI、WLAN、GSM、4G等移动通信模块进行数据传输。可选的，所述水流量测量装置应当具有独立编号，在通过无线通信方式传输实时波长数据的同时，可以将自身的独立编号以信号的形式发送给接收方，接收方收到信号之后，就能够对应地找到具体测量位置或房间号，不至于相互混淆。

可选的，所述无线通信模块还可用于发送警告信号，当水流量异常时，例如，一定时间内(比如，一年、一个月、半年等)没有水流通过时，或者，比如，连续长时间大流量通过时(例如，连续一天一夜都是大流量)，都会发出告警信号，以提示用户进行检查。

所述进水口处可以设置有密封装置，防止水流从所述进水口流出，而使得测量结果不准确。

所述水流量测量装置还可以包括过滤模块，用于在水流进入所述入水口之前，对水流中的杂质进行过滤。

由于磁铁具有同极相斥的特性，当在水这样的流体冲击叶轮时，水的动力势能通过齿轮组传动磁铁产生的排斥力，进而转化为悬臂梁的机械势能，使悬臂梁发生形变，粘贴在悬臂梁中部表面的光纤布拉格光栅会伴随悬臂梁产生拉伸或者收缩的形变，这样必将会导致光纤布拉格光栅其折射率产生周期性的变化。当悬臂梁正面直接受到磁铁的作用力，其光纤布拉格光栅的中心波长的变化量增大，其波形和波长呈现出一种跳变的形态。根据光纤布拉格光栅中心波长漂移跳变，并且计算波长跳变的次数，将跳变次数作为自变量，水流量作为因变量，按照一定的系数关系与水流量进行转换，从而计算出流体流量的大小。

通过本发明实施例所述方案来对水流的流量、流速进行测量。首先，光纤光栅传感技术具有更高的可靠性和有效性，相比于传统电子式传感器，光纤光栅传感器克服了电磁干扰和有源供电的限制，还具有高灵敏度、抗腐蚀、耐高温等特点，并且光纤光栅传感器的体积小、成本低，适合广泛应用于各个领域。相比于基于光强检测的光纤位移传感器，光纤光栅传感器由于检测的变量为中心波长的频率，因此不会因为功率的衰减影响测量变量的改变，测量和传输更加稳定。将光纤光栅传感技术运用到水流量的测量能弥补传统水表测量水量装置的不足，而且还能满足更多复杂环境下和远程实时水流量测量。

图2示出了本发明另一实施例提供的水流量测量装置的工作示意图，如图2所示，该装置包括转换模块、光纤光栅传感模块和信息采集模块，其中：

转换模块用于将水流的动力转换成叶轮旋转的动能，并将叶轮旋转的动能转换成一系列齿轮盘的转动动能，进一步地通过磁铁之间的引力/斥力是的悬臂梁发生形变，进一步地，通过光纤光栅传感器模块将所述悬臂梁的形变转换成光纤光栅传感器中光信号波长的变化；通过信息采集模块对所述光信号波长的变化情况进行解调和分析，确定对应水流量的大小。

在本发明实施例中，转换模块可以包括叶轮。当水流从入水口流入、从出水口流出时，水流的冲击作用使得所述叶轮开始转动，从而实现水流的动能向叶轮的动能之间的转换；进一步地，通过叶轮带动齿轮组转动，通过齿轮组上的第一磁铁与位于悬臂梁上的第二磁铁，之间发生引力或者斥力，使得悬梁臂发生一定程度的形变。

光纤光栅传感模块包括位于悬梁臂内部或者表面的光纤光栅传感器，当悬臂梁发生形变时，光纤光栅传感器中的光信号会发生一定程度的变化，例如，波长发生一定变化。

信息采集模块可以对所述光信号进行采集和分析，确定其光波长变化的频率及次数等信息，换算出叶轮转动的次数，进而计算出水流量的大小。

通过本发明实施例阐述的这种方式，能够大大提升水流量测量的灵敏度和准确度，并且，由于相比于传统电子式传感器，光纤光栅传感器克服了电磁干扰和有源供电的限制，还具有高灵敏度、抗腐蚀、耐高温等特点，并且光纤光栅传感器的体积小、成本低，适合广泛应用于各个领域，能满足更多复杂环境下和远程实时水流量测量。

本发明实施例还提供了一种水流量测量方法，应用于前述的水流量测量装置，其特征在于：

当水流从所述进水口流入时，所述叶轮在所述水流的推动之下开始旋转；

第一齿轮在轴承的带动之下，随所述叶轮发生转动；

第二齿轮由于与第一齿轮咬合连接，故在所述第一齿轮的带动下发生转动；

第二齿轮边缘处设置有第一磁铁，也随着第二齿轮开始转动，当所述第一磁铁转动至靠近悬臂梁自由端处的第二磁铁时，二者之间因磁铁之间的引力或者斥力而发生作用，导致所述悬臂梁发生形变；

在所述悬臂梁发生形变的基础上，被置于所述悬臂梁内部或者表面的光纤光栅传感器中的光信号的波长发生变化；

接收并解调所述光纤光栅传感器输出的光信号；

根据所述光信号的实时波长数据，计算所述水流量的大小并予以呈现。

由于磁铁具有同极相斥的特性，当在水这样的流体冲击叶轮时，水的动力势能通过齿轮组传动磁铁产生的排斥力，进而转化为悬臂梁的机械势能，使悬臂梁发生形变，粘贴在悬臂梁中部表面的光纤布拉格光栅会伴随悬臂梁产生拉伸或者收缩的形变，这样必将会导致光纤布拉格光栅其折射率产生周期性的变化。当悬臂梁正面直接受到磁铁的作用力，其光纤布拉格光栅的中心波长的变化量增大，其波形和波长呈现出一种跳变的形态。根据光纤布拉格光栅中心波长漂移跳变，并且计算波长跳变的次数，将跳变次数作为自变量，水流量作为因变量，按照一定的系数关系与水流量进行转换，从而计算出流体流量的大小。

通过本发明实施例所述方案来对水流的流量、流速进行测量。首先，光纤光栅传感技术具有更高的可靠性和有效性，相比于传统电子式传感器，光纤光栅传感器克服了电磁干扰和有源供电的限制，还具有高灵敏度、抗腐蚀、耐高温等特点，并且光纤光栅传感器的体积小、成本低，适合广泛应用于各个领域。相比于基于光强检测的光纤位移传感器，光纤光栅传感器由于检测的变量为中心波长的频率，因此不会因为功率的衰减影响测量变量的改变，测量和传输更加稳定。将光纤光栅传感技术运用到水流量的测量能弥补传统水表测量水量装置的不足，而且还能满足更多复杂环境下和远程实时水流量测量。

本发明上述实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理器中，也可以是单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

本发明实施例的电子设备以多种形式存在，包括但不限于:

(1)移动通信设备:这类设备的特点是具备移动通信功能，并且以提供话音、数据通信为主要目标。这类终端包括:智能手机(例如iPhone)、多媒体手机、功能性手机，以及低端手机等。

(2)超移动个人计算机设备:这类设备属于个人计算机的范畴，有计算和处理功能，一般也具备移动上网特性。这类终端包括:PDA、MID和UMPC设备等，例如iPad。

(3)便携式娱乐设备:这类设备可以显示和播放多媒体内容。该类设备包括:音频、视频播放器(例如iPod)，掌上游戏机，电子书，以及智能玩具和便携式车载导航设备。

(4)服务器:提供计算服务的设备，服务器的构成包括处理器1010、硬盘、内存、系统总线等，服务器和通用的计算机架构类似，但是由于需要提供高可靠的服务，因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。

(5)其他具有数据交互功能的电子装置。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

本发明实施例提供一种非易失性计算机可读存储介质，非易失性计算机可读存储介质存储有程序指令，当电子设备执行程序指令时，用于执行上述方法实施例中的方法和步骤。

本发明实施例提供了一种计算机程序产品，其中，计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，计算机程序包括程序指令，其中，当程序指令被电子设备执行时，使电子设备执行上述任意方法实施例中的方法。

在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)或智能终端设备或处理器(Processor)执行本发明各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明所提供的上述实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

以上仅为本发明的实施例，但并不限制本发明的专利范围，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水流量监测装置，包括进水口、出水口，其特征在于，所述水流量测量装置还包括：

叶轮，被设置于所述进水口和所述出水口之间，所述叶轮包括多个叶片，当水流从所述入水口流入时，所述叶轮能够在所述水流的推动下转动；

第一齿轮盘，通过轴承与所述叶轮连接，能够在所述叶轮的带动下转动；

第二齿轮盘，与所述第一齿轮盘咬合连接，能够在所述第一齿轮盘的带动下转动；其中，所述第二齿轮盘的上盘面靠近边缘处设置有第一磁铁；

悬臂梁，所述悬臂梁被设置于所述第二齿轮盘上方，所述悬臂梁具有固定端和自由端，靠近所述悬臂梁的自由端处设置有第二磁铁；

光纤光栅传感器，设置于所述悬臂梁的本体处；

光纤光栅解调器，通过光纤与所述光纤光栅传感器相连，接收并解调来自所述光纤光栅传感器的光信号的实时波长数据；

信号处理模块，根据所述实时波长数据，计算所述水流量的大小并予以呈现。

2.根据权利要求1所述的水流量监测装置，其中，所述第二齿轮盘的上盘面靠近边缘处设置有第一磁铁包括：

在所述第二齿轮盘的上盘面靠近边缘处设置有一个所述第一磁铁。

3.根据权利要求1所述的水流量监测装置，其中，所述第二齿轮盘的上盘面靠近边缘处设置有第一磁铁包括：

在所述第二齿轮盘的上盘面靠近边缘处设置有多个所述第一磁铁，其中，所述多个所述第一磁铁被均匀设置于所述第二齿轮盘的上盘面靠近边缘处。

4.根据权利要求1所述的水流量监测装置，其中，所述装置还包括外壳，所述进水口和所述出水口分别设置于所述外壳靠近底部的两侧；所述叶轮、所述悬臂梁、所述第一齿轮盘、所述第二齿轮盘均设置于所述外壳的内部；所述悬臂梁的固定端被固定于所述外壳的内侧壁上；所述光纤穿过所述外壳侧壁连接于所述外壳外部的光纤光栅解调器。

5.根据权利要求4所述的水流量监测装置，其中，所述叶轮的轮盘均呈水平方向放置于所述外壳内部的底部附近，当水流从所述入水口流入时，所述叶轮能够在所述水流的推动下转动。

6.根据权利要求1所述的水流量监测装置，其中，所述第二磁铁与所述第一磁铁对应设置，当所述第一磁铁随所述第二齿轮盘转动至所述悬臂梁正下方时，所述第二磁铁位于所述第一磁铁的正上方位置或附近，使得二者能够产生磁力感应作用。

7.根据权利要求1所述的水流量监测装置，其中，所述第二磁铁与所述第一磁铁的同极被相对设置。

8.根据权利要求1所述的水流量监测装置，其中，所述水流量测量装置还包括无线通信模块，用于将所述实时波长数据传输给远端的信号处理模块。

9.根据权利要求1所述的水流量监测装置，其中，所述水流量测量装置还包括过滤模块，用于在水流进入所述入水口之前，对水流中的杂质进行过滤。

10.一种水流量监测方法，应用于所述权利要求1-9任一项所述的水流量监测装置，其特征在于：

当水流从所述进水口流入时，所述叶轮在所述水流的推动之下开始旋转；

接收并解调所述光纤光栅传感器输出的光信号；

根据所述光信号的实时波长数据，计算所述水流量的大小并予以呈现。