CN113607226A - 无线远传自发电流量计量方法 - Google Patents

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王晶惠
阮婷
朱光亚
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    • Y02E10/20—Hydro energy

Abstract

一种无线远传自发电流量计量方法，属于流量计量技术领域。本发明针对现有流量计采用外部供电方式，需消耗外部供电资源且存在断电风险的问题。包括：将涡轮发电装置设置于待监测流体内，并将流体的动能转化为电能输出；采用电流计量装置实时采集涡轮发电装置的输出电流，获得电流计量值；PLC控制器根据流量‑电流标准曲线获得当前电流计量值对应的待监测流体流量。本发明确保了计量数据的实时传递并且不会造成数据丢失。

Description

无线远传自发电流量计量方法
技术领域
本发明涉及无线远传自发电流量计量方法，属于流量计量技术领域。
背景技术
涡轮发电是从流体动能获得旋转动力并转换为电能的科学技术，可应用于河流湖泊堤坝处为城市提供电能，也可供普通家庭用户使用。
流量计作为流体计量的工具，被广泛应用于各类场所。目前广泛使用的流量计有容积式流量计、压差式流量计、电磁流量计和涡街流量计等，这些流量计大多需要采用电池供电、电源直流供电或交流供电。
由于考虑到省电的因素，目前大多使用中的流量计均设置为每天一次上传数据以减少电量的使用，这导致数据获取的实时性差；并且现有流量计的供电方式一旦遭遇断电故障，将导致数据无法上传并造成数据丢失。
发明内容
针对现有流量计采用外部供电方式，需消耗外部供电资源且存在断电风险的问题，本发明提供一种无线远传自发电流量计量方法。
本发明的一种无线远传自发电流量计量方法，包括，
将涡轮发电装置设置于待监测流体内，并将流体的动能转化为电能输出；采用电流计量装置实时采集涡轮发电装置的输出电流，获得电流计量值；
PLC控制器根据流量-电流标准曲线获得当前电流计量值对应的待监测流体流量。
根据本发明的无线远传自发电流量计量方法，所述涡轮发电装置包括涡轮机叶片、发电模块和锂电池，所述涡轮机叶片驱动发电模块产生电能，并将电能存储于锂电池内。
根据本发明的无线远传自发电流量计量方法，所述电流计量装置实时采集发电模块的输出电流，获得电流计量值。
根据本发明的无线远传自发电流量计量方法，所述电流计量装置与PLC控制器有线连接，将电流计量值传递至PLC控制器。
根据本发明的无线远传自发电流量计量方法，所述PLC控制器有线连接表盘，将当前电流计量值及获得的待监测流体流量通过表盘显示。
根据本发明的无线远传自发电流量计量方法，所述PLC控制器还用于根据待监测流体流量获得设定时段的累积流量，并通过表盘显示。
根据本发明的无线远传自发电流量计量方法，所述PLC控制器还设置流量阈值，并在待监测流体流量超过流量阈值时，通过表盘显示报警信号。
根据本发明的无线远传自发电流量计量方法，还包括通过电子采集发讯模块由PLC控制器获取电流计量值、待监测流体流量及累积流量，并传递至上位机。
根据本发明的无线远传自发电流量计量方法，还包括设置外壳，将涡轮发电装置、电流计量装置、PLC控制器、电子采集发讯模块及表盘进行一体式固定安装。
根据本发明的无线远传自发电流量计量方法，所述流量-电流标准曲线为实验室条件下涡轮发电装置输出的电流与目标流体的对应流量关系曲线。
本发明的有益效果：本发明方法在实施的过程中，无需外接电池或电源对设备组件供电。它充分利用待计量流体流动时的动能来产生电能，既可应用产生的电能为各应用组件供电，又可以通过计量的电能值反算出流体的流量，避免了流量计量过程中设备易断电的风险，同时确保了计量数据的实时传递并且不会造成数据丢失。
本发明方法不会产生额外的电能消耗，节能环保。在自发电的同时实现了流体流量的计量，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明所述无线远传自发电流量计量方法的流程框图；
图2是本发明方法实施的结构示意图；图2中，锂电池可分别与PLC控制器、电子采集发讯模块及表盘连接，为其提供工作电源；
图3是图2的右视图；
图4是图2的俯视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作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。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
具体实施方式一、结合图1至图4所示，本发明提供了一种无线远传自发电流量计量方法，包括，
将涡轮发电装置设置于待监测流体内，并将流体的动能转化为电能输出；采用电流计量装置1实时采集涡轮发电装置的输出电流，获得电流计量值；
PLC控制器2根据流量-电流标准曲线获得当前电流计量值对应的待监测流体流量。
本实施方式提供了自发电流量计量的技术方案，它通过对涡轮发电装置获得电能的计量，来反算出相应的流体流量，提供了一种新的流量计量思路。
本实施方式中，PLC控制器2在测试前预存流量-电流标准曲线。
所述电流计量装置1可计量获得瞬时电量以及累计电量。
作为示例，结合图2和图3所示，所述涡轮发电装置包括涡轮机叶片3、发电模块4和锂电池5，所述涡轮机叶片3驱动发电模块4产生电能，并将电能存储于锂电池5内。
本实施方式中，发电模块4产生的多余电量可存储于锂电池5中。
传统的流量计由于考虑到省电的因素，大多一天上传一次数据，如遇断电情况则数据无法上传并会导致数据丢失、异常数据无法及时发现等问题。本实施方式实现了自发电，用电设备无需外接电池、电源即可进行数据传输。
假设流体为水时，水的流动可带动涡轮机叶片3转动，此时发电模块4根据水力发电机原理产生电能，电能存储于锂电池5中。锂电池5内存储的电可用于为电子采集发讯模块7及PLC控制器2等供电。
进一步，所述电流计量装置1实时采集发电模块4的输出电流，获得电流计量值。
再进一步，结合图2所示，所述电流计量装置1与PLC控制器2有线连接，将电流计量值传递至PLC控制器2。
电流计量装置1实时记录电流值，并可以有线的方式传输至PLC控制器2及表盘6。
再进一步，结合图2和图4所示，所述PLC控制器2有线连接表盘6，将当前电流计量值及获得的待监测流体流量通过表盘6显示。
再进一步，结合图4所示，所述PLC控制器2还用于根据待监测流体流量获得设定时段的累积流量，并通过表盘6显示。
PLC控制器2可根据流体流量的变化获得某一设定时段的流体累积流量。
再进一步，结合图4所示，所述PLC控制器2还设置流量阈值，并在待监测流体流量超过流量阈值时，通过表盘6显示报警信号。
设置流量阈值的目的是防止流体流量过大，产生安全隐患。因此在超过流量阈值时可进行报警。
再进一步，结合图2所示，还包括通过电子采集发讯模块7由PLC控制器2获取电流计量值、待监测流体流量及累积流量，并传递至上位机。
所述电子采集发讯模块7通过有线方式采集数据，并可以无线方式将采集的数据上传至上位机。
再进一步，结合图2至图4所示，还包括设置外壳8，将涡轮发电装置、电流计量装置1、PLC控制器2、电子采集发讯模块7及表盘6进行一体式固定安装。
所述表盘6可用于实时显示瞬时流量计量值(待监测流体流量)、累计流量、电流计量值、报警信息以及各种传输信号等。
再进一步，所述流量-电流标准曲线为实验室条件下涡轮发电装置输出的电流与目标流体的对应流量关系曲线。
所述流量-电流标准曲线在进行流量测试前在实验室测定获得，在实验室模拟管网中，设置涡轮发电装置、电流计量装置和流量计，于流水状态下测得水量及该水量对应的发电量，绘制水量与发电量的数值关系变化曲线可得流量-电流标准曲线。
本发明方法的实施方式中，在流体静止时，由于不产生流量变化数据，无需上传数据，因此不对设备供电也不会产生数据故障。涡轮发电装置中的锂电池可存储多余电量，具有良好的应用前景。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其它所述实施例中。

Claims (10)

1.一种无线远传自发电流量计量方法，其特征在于包括，
将涡轮发电装置设置于待监测流体内，并将流体的动能转化为电能输出；采用电流计量装置(1)实时采集涡轮发电装置的输出电流，获得电流计量值；
PLC控制器(2)根据流量-电流标准曲线获得当前电流计量值对应的待监测流体流量。
2.根据权利要求1所述的无线远传自发电流量计量方法，其特征在于，
所述涡轮发电装置包括涡轮机叶片(3)、发电模块(4)和锂电池(5)，所述涡轮机叶片(3)驱动发电模块(4)产生电能，并将电能存储于锂电池(5)内。
3.根据权利要求2所述的无线远传自发电流量计量方法，其特征在于，
所述电流计量装置(1)实时采集发电模块(4)的输出电流，获得电流计量值。
4.根据权利要求3所述的无线远传自发电流量计量方法，其特征在于，
所述电流计量装置(1)与PLC控制器(2)有线连接，将电流计量值传递至PLC控制器(2)。
5.根据权利要求4所述的无线远传自发电流量计量方法，其特征在于，
所述PLC控制器(2)有线连接表盘(6)，将当前电流计量值及获得的待监测流体流量通过表盘(6)显示。
6.根据权利要求5所述的无线远传自发电流量计量方法，其特征在于，
所述PLC控制器(2)还用于根据待监测流体流量获得设定时段的累积流量，并通过表盘(6)显示。
7.根据权利要求6所述的无线远传自发电流量计量方法，其特征在于，
所述PLC控制器(2)还设置流量阈值，并在待监测流体流量超过流量阈值时，通过表盘(6)显示报警信号。
8.根据权利要求7所述的无线远传自发电流量计量方法，其特征在于，
还包括通过电子采集发讯模块(7)由PLC控制器(2)获取电流计量值、待监测流体流量及累积流量，并传递至上位机。
9.根据权利要求8所述的无线远传自发电流量计量方法，其特征在于，
还包括设置外壳(8)，将涡轮发电装置、电流计量装置(1)、PLC控制器(2)、电子采集发讯模块(7)及表盘(6)进行一体式固定安装。
10.根据权利要求9所述的无线远传自发电流量计量方法，其特征在于，
所述流量-电流标准曲线为实验室条件下涡轮发电装置输出的电流与目标流体的对应流量关系曲线。
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