CN117664258B - 一种基于液-固起电效应的智能水表 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于液‑固起电效应的智能水表，该智能水表包括：流体接触单元，包括第一壳体、导流架、叶轮、第一传动部，第一壳体包括接触腔、传动腔、进水口和出水口，进水口和出水口与接触腔连通，导流架设置于接触腔内，叶轮可旋转的安装于接触腔内，第一传动部位于传动腔内、且与叶轮传动连接；自传感单元，包括转子齿轮、第二传动部以及管状摩擦部，通过第二传动部与第一传动部传动连接，转子齿轮具有转子基座，转子基座上具有转子传感磁铁，管状摩擦部包括环状摩擦管、n段磁流体以及n对电极，环状摩擦管围绕转子基座设置，n为大于或者等于1的整数；信号处理显示单元，与n对电极电连接。该智能水表使磨损显著减少，大大提高准确性。

Description

一种基于液-固起电效应的智能水表

技术领域

本发明涉及流体计量技术领域，特别涉及一种基于液-固起电效应的智能水表。

背景技术

随着科技的不断进步，智能水表在流量监测领域发挥着日益重要的作用，其广泛应用于智能城市和智能供水系统、农业灌溉和水资源管理、环境监测和保护、工业流程控制以及科学研究和实验室应用等领域中。然而，传统水表是基于固体与固体摩擦的起电效应，在长期使用中存在摩擦磨损的问题，这不仅降低了测量的准确性，还限制了水表的寿命和稳定性。尤其在智能城市和智能供水系统中，水表是确保用水公平合理分配的核心设备，需要对水流量进行精确监测以确保生产过程的稳定性。传统水表的摩擦磨损可能导致数据不准确，影响水资源的科学调配和管理。

发明内容

本发明提供了一种基于液-固起电效应的智能水表，上述智能水表能够使得水表摩擦磨损显著减少，大大提高水表测量的准确性，并延长了水表的使用寿命。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种基于液-固起电效应的智能水表，包括：

流体接触单元，所述流体接触单元包括第一壳体、导流架、叶轮、第一传动部，所述第一壳体包括接触腔、传动腔、进水口以及出水口，所述接触腔与所述传动腔不连通，所述进水口和所述出水口分别位于所述接触腔的两侧、且与所述接触腔连通，所述导流架设置于所述接触腔内以用于引导水流由所述进水口朝向所述出水口流通，所述叶轮可旋转的安装于所述接触腔内、且位于所述出水口与所述进水口之间，所述叶轮可在其叶片与水流接触时发生旋转，所述第一传动部位于所述传动腔内、且与所述叶轮传动连接；

自传感单元，所述自传感单元包括第二壳体以及位于所述第二壳体内的转子齿轮、第二传动部以及管状摩擦部，所述转子齿轮与所述第二壳体可旋转连接、且通过所述第二传动部与所述第一传动部传动连接，所述转子齿轮具有转子基座，所述转子基座上具有转子传感磁铁，所述管状摩擦部包括环状摩擦管、n段磁流体以及n对电极，所述环状摩擦管围绕所述转子基座设置、且与所述转子基座之间具有预设间隙，所述环状摩擦管的中心线与所述转子齿轮的轴心线相同，n段所述磁流体围绕所述转子基座均匀分布于所述环状摩擦管内，所述磁流体可由所述转子传感磁铁带动旋转，n对所述电极围绕所述转子基座均匀分布于所述环状摩擦管外侧，基于摩擦纳米发电原理，所述管状摩擦部可产生电信号，n为大于或者等于1的整数；

信号处理显示单元，所述信号处理显示单元包括信号处理模块和显示屏，所述信号处理模块与所述n对电极电连接，用于对所述管状摩擦部产生的电信号进行处理，获得流经所述流体接触单元的水流的参数，所述显示屏与所述信号处理模块信号连接，所述显示屏用于显示所述信号处理模块获得的参数。

可选地，所述管状摩擦部包括一段磁流体和两个电极。

可选地，所述环状摩擦管的材料为四氟乙烯、尼龙、氟化乙烯丙烯共聚物中的任意一种，所述电极的材料为铜、铝、银、金中的任意一种。

可选地，所述传动腔为密封腔，所述第一传动部包括与所述第一壳体连接的传动齿轮和水轮从动轴，所述传动齿轮与所述叶轮的端部连接，所述水轮从动轴包括第一齿轮部、第一基座和设置于所述第一基座上的第一传动磁铁，所述水轮从动轴通过所述第一齿轮部与所述传动齿轮啮合；

所述第二壳体为密封壳，所述第二传动部包括与所述第二壳体可旋转连接的齿轮主动轴，所述齿轮主动轴包括第二齿轮部、第二基座和设置于所述第二基座上的第二传动磁铁，所述齿轮主动轴与所述水轮从动轴通过所述第一传动磁铁和所述第二传动磁铁产生无接触磁传动；

所述转子齿轮还包括第三齿轮部，所述第三齿轮部与所述第二齿轮部啮合。

可选地，所述第一壳体包括外壳、盖板以及第一密封扣板；所述外壳包括底板、侧板、所述进水口和所述出水口，所述侧板与所述底板的边缘连接，所述侧板与所述底板配合围成所述外壳的内腔，所述进水口和所述出水口与所述侧板连接；所述盖板位于所述内腔内、且边缘与所述侧板的内壁密封连接，所述盖板、底板以及侧板配合围成所述接触腔；所述第一密封扣板位于所述盖板背离所述底板的一侧，所述第一密封扣板的边缘与所述侧板的内壁密封连接，所述第一密封扣板、盖板以及侧板配合围成所述传动腔；

所述导流架固定于所述底板上，所述叶轮的两端分别与所述导流架和所述盖板可旋转连接，所述传动齿轮和所述水轮从动轴均与所述盖板和所述第一密封扣板可旋转连接，所述水轮从动轴的第一齿轮部临近所述盖板，所述第一基座位于所述第一齿轮部背离所述盖板的一侧，所述第一传动磁铁位于所述第一基座背离所述第一齿轮部的一侧。

可选地，所述自传感单元位于所述传动腔远离所述接触腔的一侧，所述齿轮主动轴的第二基座与所述水轮从动轴的第一基座相对设置，所述第二传动磁铁位于所述第二基座朝向所述第一基座的一侧，所述第二齿轮部位于所述第二基座背离所述第一密封扣板的一侧，所述转子齿轮的转子基座和所述环状摩擦管位于所述第三齿轮部背离所述第一密封扣板的一侧。

可选地，所述信号处理显示单元位于所述自传感单元背离所述流体接触单元的一侧，所述信号处理显示单元还包括保护壳体以及感应弹簧，所述信号处理模块以及显示屏位于保护壳体内，所述显示屏的显示面由所述保护壳体背离所述自传感单元的一侧露出，所述感应弹簧位于所述保护壳体背离所述自传感单元的一侧，所述感应弹簧与所述信号处理模块连接。

可选地，所述信号处理显示单元还包括无线远传模块，所述无线远传模块用于将所述信号处理模块获得的参数传输到云端。

可选地，所述流体接触单元还包括定位安装板，所述定位安装板位于所述第一密封扣板背离所述盖板的一侧，所述定位安装板的边缘与所述侧板的边缘密封连接；

所述智能水表还包括密封单元，所述密封单元包括密封底壳、第二密封扣板、固定安装板和数表显示板；

所述密封底壳位于所述定位安装板背离所述第一密封扣板的一侧，所述密封底壳通过所述固定安装板与所述定位安装板固定连接，所述第二密封扣板位于所述密封底壳背离所述定位安装板的一侧，所述密封底壳与所述第二密封扣板配合围成所述密封单元的内腔，所述自传感单元以及信号处理显示单元位于所述密封单元的内腔内，所述显示屏的显示面和所述感应弹簧由所述第二密封扣板露出，所述数表显示板位于所述第二密封扣板背离所述密封底壳的一侧，所述数表显示板具有透明窗口以及按键区，所述透明窗口用于查看所述显示屏的显示面，所述按键区与所述感应弹簧相对，以实现对所述感应弹簧的按压。

可选地，还包括电池组以及阀控开关，所述电池组与所述信号处理显示单元电连接，所述阀控开关与所述信号处理模块信号连接，用于控制流体接触单元内水流的通断。

可选地，还包括防尘外壳，所述防尘外壳包括表盘防尘罩以及电池防尘罩，所述表盘防尘罩设置于所述密封单元的外侧、且与所述固定安装板固定连接，所述表盘防尘罩包括可打开的掀盖，所述电池防尘罩位于所述表盘防尘罩的一侧，所述电池组和所述阀控开关位于所述电池防尘罩内。

本发明实施例提供了一种基于液-固起电效应的智能水表，包括流体接触单元、自传感单元以及信号处理显示单元，水流从流体接触单元的进水口流到出水口的过程中，水流会冲击叶轮产生转动，叶轮的转动通过第一传动部和第二传动部的传动连接，可带动自传感单元中的转子齿轮旋转，进而转子齿轮上的转子传感磁铁旋转，转子传感磁铁带动管状摩擦部中的n段磁流体在环状摩擦管中流动，并且n段磁流体在n对电极之间流动，基于摩擦纳米发电的原理，电极之间电荷发生转移，从而可产生电信号，用来检测水流流量，信号处理显示单元对该电信号进行处理和显示，能够实现水表的功能，显示用户用水数据。上述基于液-固起电效应的智能水表中，自传感单元在产生用于流量检测的电信号的过程中，n段磁流体与环状摩擦管产生摩擦是液体与固体之间的摩擦，利用液-固起电效应产生电信号，与现有技术相比，能够使得水表摩擦磨损显著减少，大大提高水表测量的准确性，并延长了水表的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于液-固起电效应的智能水表的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种流体接触单元的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种自传感单元的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种齿轮主动轴和转子齿轮的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种管状摩擦部的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种第二壳体的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种信号处理显示单元的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种密封单元的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种密封底壳的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种防尘外壳的结构示意图。

图标：

1-流体接触单元；11-第一壳体；111-外壳；112-盖板；113-第一密封扣板；114-定位安装板；12-导流架；13-叶轮；14-第一传动部；141-传动齿轮；142-水轮从动轴；15-过滤罩；16-O型密封圈；A-接触腔；B-传动腔；101-进水口；102-出水口；2-自传感单元；21-第二壳体；211-主动轴定位孔；212-从动轴定位孔；213-摩擦部固定槽；214-定位孔；215-第二固定孔；22-齿轮主动轴；221-第二齿轮部；222-第二基座；223-第二传动磁铁；224-主动轴顶针；23-转子齿轮；231-转子基座；232-转子传感磁铁；233-第三齿轮部；234-从动轴顶针；24-管状摩擦部；241-环状摩擦管；242-磁流体；243-电极；3-信号处理显示单元；31-显示屏；32-保护壳体；33-感应弹簧；4-密封单元；41-密封底壳；411-定位销；412-第一固定孔；413-第二紧固孔；414-安装孔；415-连线孔；42-第二密封扣板；421-第一紧固孔；43-数表显示板；44-固定安装板；5-电池组；6-阀控开关；7-防尘外壳；71-表盘防尘罩；711-掀盖；712-密封固定槽；72-电池防尘罩。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1至图5，本发明提供一种基于液-固起电效应的智能水表，包括：

流体接触单元1，流体接触单元1包括第一壳体11、导流架12、叶轮13、第一传动部14，第一壳体11包括接触腔A、传动腔B、进水口101以及出水口102，接触腔A与传动腔B不连通，进水口101和出水口102分别位于接触腔A的两侧、且与接触腔A连通，导流架12设置于接触腔A内以用于引导水流由进水口101朝向出水口102流通，叶轮13可旋转的安装于接触腔A内、且位于出水口102与进水口101之间，叶轮13可在其叶片与水流接触时发生旋转，第一传动部14位于传动腔B内、且与叶轮13传动连接；

自传感单元2，自传感单元2包括第二壳体21以及位于第二壳体21内的转子齿轮23、第二传动部以及管状摩擦部24，转子齿轮23与第二壳体21可旋转连接、且通过第二传动部与第一传动部14传动连接，转子齿轮23具有转子基座231，转子基座231上具有转子传感磁铁232，管状摩擦部24包括环状摩擦管241、n段磁流体242以及n对电极243，环状摩擦管241围绕转子基座231设置、且与转子基座231之间具有预设间隙，环状摩擦管241的中心线与转子齿轮23的轴心线相同，n段磁流体242围绕转子基座231均匀分布于环状摩擦管241内，磁流体242可由转子传感磁铁232带动旋转，n对电极243围绕转子基座231均匀分布于环状摩擦管241外侧，基于摩擦纳米发电原理，管状摩擦部24可产生电信号，n为大于或者等于1的整数；

信号处理显示单元3，信号处理显示单元3包括信号处理模块和显示屏31，信号处理模块与n对电极243电连接，用于对管状摩擦部24产生的电信号进行处理，获得流经流体接触单元1的水流的参数，显示屏31与信号处理模块信号连接，显示屏31用于显示信号处理模块获得的参数。

本发明实施例提供的基于液-固起电效应的智能水表中，包括流体接触单元1、自传感单元2以及信号处理显示单元3，水流从流体接触单元1的进水口101流到出水口102的过程中，水流会冲击叶轮13产生转动，叶轮13的转动通过第一传动部14和第二传动部的传动连接，可带动自传感单元2中的转子齿轮23旋转，进而转子齿轮23上的转子传感磁铁232旋转，转子传感磁铁232带动管状摩擦部24中的n段磁流体242在环状摩擦管241中流动，并且n段磁流体242在n对电极243之间流动，基于摩擦纳米发电的原理，电极243之间电荷发生转移，从而可产生电信号，用来检测水流流量，信号处理显示单元3对该电信号进行处理和显示，能够实现水表的功能，显示用户用水数据。上述基于液-固起电效应的智能水表中，自传感单元2在产生用于流量检测的电信号的过程中，n段磁流体242与环状摩擦管241产生摩擦是液体与固体之间的摩擦，利用液-固起电效应产生电信号，与现有技术相比，能够使得水表摩擦磨损显著减少，大大提高水表测量的准确性，并延长了水表的使用寿命。

在实际应用中，在工业生产领域，上述智能水表能够确保对水流量的高精度监测，有助于提高生产效率和产品质量。同时，还可以在城市水资源管理中发挥关键作用，通过实时监测和智能调节，提高城市用水系统的效率，减少水资源的浪费。在农业灌溉方面，该水表的精确测量有助于实现节水灌溉，提高农业生产效益。此外，该技术还符合可持续发展理念，通过降低水表的摩擦磨损，减少更换和维护的频率，实现资源的节约。

具体地，如图5所述，上述管状摩擦部24包括一段磁流体242和两个电极243，即n等于1。上述智能水表中，n的数量决定了流量监测分辨率大小，n越大监测精度越高，n的具有数值在这里不做限制，根据实际情况而定。

具体地，上述环状摩擦管241的材料可以为聚四氟乙烯（PTFE）、尼龙、氟化乙烯丙烯共聚物（FEP）中的任意一种，电极243的材料可以为铜、铝、银、金中的任意一种。上述环状摩擦管241的材料和电极243的材料也可以为其他材料，在这里不做限制，根据实际情况而定。

本发明实施例中，如图1所示，上述传动腔B可以为密封腔，第一传动部14可以包括与第一壳体11可旋转连接的传动齿轮141和水轮从动轴142，传动齿轮141与叶轮13的端部固定连接，水轮从动轴142包括第一齿轮部、第一基座和设置于第一基座上的第一传动磁铁，水轮从动轴142通过第一齿轮部与传动齿轮141啮合，能够保证在低流速下也可以平稳转动；如图1、图3和图4，第二壳体21为密封壳，第二传动部包括与第二壳体21可旋转连接的齿轮主动轴22，齿轮主动轴22包括第二齿轮部221、第二基座222和设置于第二基座222上的第二传动磁铁223，齿轮主动轴22与水轮从动轴142通过第一传动磁铁和第二传动磁铁223产生无接触磁传动；转子齿轮23还包括第三齿轮部233，第三齿轮部233与第二齿轮部221啮合。上述智能水表，叶轮13通过第一传动部14和第二传动部之间的传动带动转子齿轮23旋转的过程中，水流流过叶轮13时会冲击叶轮13，使得叶轮13旋转，进而带动传动齿轮141旋转，传动齿轮141带动水轮从动轴142旋转，水轮从动轴142上的第一传动磁铁与齿轮主动轴22上的第二传动磁铁223之间的无接触磁传动作用，会带动齿轮主动轴22旋转，进而齿轮主动轴22会带动转子齿轮23旋转，由于齿轮主动轴22与水轮从动轴142之间通过第一传动磁铁和第二传动磁铁223产生无接触磁传动，能够对转矩进行调整，能够使得水表的流量检测更加准确，并且能够确保水流只与流体接触单元1接触，与自传感单元2不接触，保证水表的密封效果。

具体地，上述第一传动磁铁和第二传动磁铁可以为环状，也可以为其他形状，在这里不做限制，根据实际情况而定。

本发明实施例中，如图2所示，上述第一壳体11可以包括外壳111、盖板112以及第一密封扣板113；外壳111包括底板、侧板、进水口101和出水口102，侧板与底板的边缘连接，侧板与底板配合围成外壳111的内腔，进水口101和出水口102与侧板连接；上述盖板112位于内腔内、且边缘与侧板的内壁密封连接，盖板112、底板以及侧板配合可以围成接触腔A；上述第一密封扣板113位于盖板112背离底板的一侧，第一密封扣板113的边缘与侧板的内壁密封连接，第一密封扣板113、盖板112以及侧板配合围成传动腔B。具体地，上述导流架12可以固定于底板上，叶轮13的两端分别与导流架12和盖板112可旋转连接，传动齿轮141和水轮从动轴142均与盖板112和第一密封扣板113可旋转连接，水轮从动轴142的第一齿轮部临近盖板112，第一基座位于第一齿轮部背离盖板112的一侧，第一传动磁铁位于第一基座背离第一齿轮部的一侧。

上述流体接触单元1中，通过盖板112和第一密封扣板113与外壳111内壁的配合，形成接触腔A和传动腔B，接触腔A与传动腔B之间不连通，能够避免水从接触腔A中流出而造成水表损坏，并且流体接触单元1结构简单、易于实现。

具体地，如图2所示，上述流体接触单元1还可以包括过滤罩15，过滤罩15位于导流架12与底板之间，且过滤罩15与进水口101和出水口102相对。过滤罩15能够对从进水口进入的水流进行过滤，保证水资源的洁净，并且能够使得水表的流量检测更加准确。

具体地，上述流体接触单元1还可以包括定位安装板114，定位安装板114位于第一密封扣板113背离盖板112的一侧、且边缘与侧板的边缘密封连接。

其中，如图2所示，流体接触单元1还可以包括O型密封圈16，O型密封圈16位于定位安装板114与第一密封扣板113之间，O型密封圈16抵于第一密封扣板113与侧板的内壁之间，并且O型密封圈16还与定位安装板114相抵，通过O型密封圈16能够使得流体接触单元1的内腔密封，避免水流流出流体接触单元1。

具体地，如图2所示，上述水轮从动轴142可以通过盖板112和第一密封扣板113上的第一顶针孔进行定位，叶轮13可以通过第一密封扣板113上的第二顶针孔进行定位。

本发明实施例中，如图1、图3和图4所示，上述自传感单元2可以位于传动腔B背离接触腔A的一侧，齿轮主动轴22的第二基座222与水轮从动轴142的第一基座相对设置，第二传动磁铁位于第二基座222朝向第一基座的一侧，第二齿轮部221位于第二基座222背离第一密封扣板113的一侧，转子齿轮23的转子基座231和环状摩擦管241位于第三齿轮部233背离定位安装板114的一侧，能够保证第一齿轮部与第二齿轮部221之间有效的磁传动。

具体地，如图4和图6所示，上述齿轮主动轴22还包括主动轴顶针224，齿轮主动轴22的两端可以通过主动轴顶针224与第二壳体21可旋转连接，第二壳体21内壁具有两个相对设置的主动轴定位孔211，齿轮主动轴22两端的主动轴顶针224可分别与第二壳体21的两个主动轴定位孔211连接。上述转子齿轮23还包括从动轴顶针234，转子齿轮23的两端可以通过从动轴顶针234与第二壳体21可旋转连接，第二壳体21的内壁具有两个相对设置的从动轴定位孔212，转子齿轮23两端的从动轴顶针234可以分别与第二壳体21的两个从动轴定位孔212连接。上述第二壳体21的内壁上具有摩擦部固定槽213，管状摩擦部24可以通过摩擦部固定槽固定于第二壳体21内。

本发明实施例中，如图1和图7所示，上述信号处理显示单元3可以位于自传感单元2背离流体接触单元1的一侧，信号处理显示单元3还可以包括保护壳体32以及感应弹簧33，信号处理模块以及显示屏31位于保护壳体32内，显示屏31的显示面由保护壳体32背离自传感单元2的一侧露出，感应弹簧33位于保护壳体32背离自传感单元2的一侧，感应弹簧33与信号处理模块连接。保护壳体32能够对信号处理模块以及显示屏31进行保护，能够延长水表使用寿命。上述信号处理模块可以为印刷电路板，保护壳体32可以通过螺丝与印刷电路板固定连接。感应弹簧33与信号处理模块连接，感应弹簧33可以具有按键功能，例如，短按感应弹簧33可以使得屏幕更亮，有利于查表人员观察水表的数字。

具体地，上述信号处理显示单元3还可以包括无线远传模块，无线远传模块用于将信号处理模块获得的参数传输到云端。例如，长按感应弹簧33几秒，可以手动发送信号，通过显示屏31及信号处理模块对自传感单元2产生的电信号进行处理，能够获得流速和流量等关键参数。这些参数可以在显示屏31上展示，并通过无线远传模块传输到云端。这种方式实现了随时随地的远程监控用水信息，从而提高了水资源管理的效率、准确性和可视化能力。它有助于更好地满足用户的需求，减少浪费，保护水资源，并提升供水系统的可持续性。

本发明实施例中，如图1、图8和图9所示，上述智能水表可以还包括密封单元4，密封单元4可以包括密封底壳41、第二密封扣板42、固定安装板44和数表显示板43；其中，密封底壳41位于定位安装板114背离第一密封扣板113的一侧，密封底壳41通过固定安装板44与定位安装板114固定连接，第二密封扣板42位于密封底壳41背离定位安装板114的一侧，密封底壳41与第二密封扣板42配合围成密封单元4的内腔，自传感单元2以及信号处理显示单元3位于密封单元4的内腔内，显示屏31的显示面和感应弹簧33由第二密封扣板42露出，数表显示板43位于第二密封扣板42背离密封底壳41的一侧，数表显示板43具有透明窗口以及按键区，透明窗口用于查看显示屏31的显示面，按键区与感应弹簧33相对设置，能够实现对感应弹簧33的按压。上述密封单元4能够对自传感单元2、信号处理显示单元3进行密封保护，数表显示板43可以保证用户实时观看到用水量。

具体地，上述第二密封扣板42上具有第一紧固孔421，密封底壳41上具有第二紧固孔413，第二密封扣板42通过螺钉穿过第一紧固孔421和第二紧固孔413拧紧在密封底壳41上，能够实现第二密封扣板42与密封底壳41之间的固定连接。密封单元4中的固定安装板44与流体接触单元1的定位安装板114可以通过螺栓固定连接，进而实现密封单元4与流体接触单元1之间的固定连接。上述密封底壳41的内壁具有定位销411，自传感单元2中第二壳体21的外侧可以具有与定位销411相对的定位孔214，定位销411与定位孔214过盈配合，能够实现对自传感单元2的定位，并且，密封底壳41的内壁可以具有第一固定孔412，自传感单元2的外侧具有与第一固定孔412相对的第二固定孔215，通过螺钉穿过第一固定孔412和第二固定孔215，能够实现密封底壳41与自传感单元2之间的固定连接。上述密封底壳41的内侧壁具有安装孔414，信号处理显示单元3中的保护壳体32可以通过螺钉与安装孔414配合，实现信号处理显示单元3与密封单元4的固定连接。

本发明实施例中，如图10所示，上述智能水表还包括电池组5以及阀控开关6，电池组5与信号处理显示单元3电连接；阀控开关6与信号处理模块信号连接，用于控制流体接触单元1内水流的通断。其中，电池组5能够为信号处理显示单元3供电，阀控开关6与信号处理模块信号连接，信号处理模块可以控制阀控开关6的状态，以控制水表管路的通断。

具体地，上述密封底壳41上还可以具有连线孔415，电池组5和阀控开关6与信号处理显示单元3的连线可以从连线孔415走线。

本发明实施例中，如图10所示，上述智能水表还可以包括防尘外壳7，防尘外壳7可以包括表盘防尘罩71以及电池防尘罩72，表盘防尘罩71可以设置于密封单元4的外侧，表盘防尘罩71与固定安装板44固定连接，表盘防尘罩71包括可打开的掀盖711，电池防尘罩72位于表盘防尘罩71的一侧，电池组5和阀控开关6位于电池防尘罩72内。上述表盘防尘罩71能够保护水表的数表显示板43，能够避免数表显示板43上灰尘沉积，避免影响抄表，电池防尘罩能够避免电池组5所在的腔室灰尘沉积。

具体地，表盘防尘罩71的内壁可以具有围绕密封单元4的密封固定槽712，密封固定槽712可以与密封单元4的外侧过盈配合，实现表盘防尘罩71与密封单元4之间的连接。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种基于液-固起电效应的智能水表，其特征在于，包括：

流体接触单元，所述流体接触单元包括第一壳体、导流架、叶轮、第一传动部，所述第一壳体包括接触腔、传动腔、进水口以及出水口，所述接触腔与所述传动腔不连通，所述进水口和所述出水口分别位于所述接触腔的两侧、且与所述接触腔连通，所述导流架设置于所述接触腔内以用于引导水流由所述进水口朝向所述出水口流通，所述叶轮可旋转的安装于所述接触腔内、且位于所述出水口与所述进水口之间，所述叶轮可在其叶片与水流接触时发生旋转，所述第一传动部位于所述传动腔内、且与所述叶轮传动连接；

自传感单元，所述自传感单元包括第二壳体以及位于所述第二壳体内的转子齿轮、第二传动部以及管状摩擦部，所述转子齿轮与所述第二壳体可旋转连接、且通过所述第二传动部与所述第一传动部传动连接，所述转子齿轮具有转子基座，所述转子基座上具有转子传感磁铁，所述管状摩擦部包括环状摩擦管、n段磁流体以及n对电极，所述环状摩擦管围绕所述转子基座设置、且与所述转子基座之间具有预设间隙，所述环状摩擦管的中心线与所述转子齿轮的轴心线相同，n段所述磁流体围绕所述转子基座均匀分布于所述环状摩擦管内，所述磁流体可由所述转子传感磁铁带动旋转，n对所述电极围绕所述转子基座均匀分布于所述环状摩擦管外侧，基于摩擦纳米发电原理，所述管状摩擦部可产生电信号，n为大于或者等于1的整数；

信号处理显示单元，所述信号处理显示单元包括信号处理模块和显示屏，所述信号处理模块与所述n对电极电连接，用于对所述管状摩擦部产生的电信号进行处理，获得流经所述流体接触单元的水流的参数，所述显示屏与所述信号处理模块信号连接，所述显示屏用于显示所述信号处理模块获得的参数。

2.根据权利要求1所述的智能水表，其特征在于，所述管状摩擦部包括一段磁流体和两个电极。

3.根据权利要求1所述的智能水表，其特征在于，所述环状摩擦管的材料为四氟乙烯、尼龙、氟化乙烯丙烯共聚物中的任意一种，所述电极的材料为铜、铝、银、金中的任意一种。

4.根据权利要求1-3任一项所述的智能水表，其特征在于，所述传动腔为密封腔，所述第一传动部包括与所述第一壳体连接的传动齿轮和水轮从动轴，所述传动齿轮与所述叶轮的端部连接，所述水轮从动轴包括第一齿轮部、第一基座和设置于所述第一基座上的第一传动磁铁，所述水轮从动轴通过所述第一齿轮部与所述传动齿轮啮合；

所述第二壳体为密封壳，所述第二传动部包括与所述第二壳体可旋转连接的齿轮主动轴，所述齿轮主动轴包括第二齿轮部、第二基座和设置于所述第二基座上的第二传动磁铁，所述齿轮主动轴与所述水轮从动轴通过所述第一传动磁铁和所述第二传动磁铁产生无接触磁传动；

所述转子齿轮还包括第三齿轮部，所述第三齿轮部与所述第二齿轮部啮合。

5.根据权利要求4所述的智能水表，其特征在于，所述第一壳体包括外壳、盖板以及第一密封扣板；所述外壳包括底板、侧板、所述进水口和所述出水口，所述侧板与所述底板的边缘连接，所述侧板与所述底板配合围成所述外壳的内腔，所述进水口和所述出水口与所述侧板连接；所述盖板位于所述内腔内、且边缘与所述侧板的内壁密封连接，所述盖板、底板以及侧板配合围成所述接触腔；所述第一密封扣板位于所述盖板背离所述底板的一侧，所述第一密封扣板的边缘与所述侧板的内壁密封连接，所述第一密封扣板、盖板以及侧板配合围成所述传动腔；

所述导流架固定于所述底板上，所述叶轮的两端分别与所述导流架和所述盖板可旋转连接，所述传动齿轮和所述水轮从动轴均与所述盖板和所述第一密封扣板可旋转连接，所述水轮从动轴的第一齿轮部临近所述盖板，所述第一基座位于所述第一齿轮部背离所述盖板的一侧，所述第一传动磁铁位于所述第一基座背离所述第一齿轮部的一侧。

6.根据权利要求5所述的智能水表，其特征在于，所述自传感单元位于所述传动腔远离所述接触腔的一侧，所述齿轮主动轴的第二基座与所述水轮从动轴的第一基座相对设置，所述第二传动磁铁位于所述第二基座朝向所述第一基座的一侧，所述第二齿轮部位于所述第二基座背离所述第一密封扣板的一侧，所述转子齿轮的转子基座和所述环状摩擦管位于所述第三齿轮部背离所述第一密封扣板的一侧。

7.根据权利要求6所述的智能水表，其特征在于，所述信号处理显示单元位于所述自传感单元背离所述流体接触单元的一侧，所述信号处理显示单元还包括保护壳体以及感应弹簧，所述信号处理模块以及显示屏位于保护壳体内，所述显示屏的显示面由所述保护壳体背离所述自传感单元的一侧露出，所述感应弹簧位于所述保护壳体背离所述自传感单元的一侧，所述感应弹簧与所述信号处理模块连接。

8.根据权利要求7所述的智能水表，其特征在于，所述信号处理显示单元还包括无线远传模块，所述无线远传模块用于将所述信号处理模块获得的参数传输到云端。

9.根据权利要求7或8所述的智能水表，其特征在于，所述流体接触单元还包括定位安装板，所述定位安装板位于所述第一密封扣板背离所述盖板的一侧，所述定位安装板的边缘与所述侧板的边缘密封连接；

所述智能水表还包括密封单元，所述密封单元包括密封底壳、第二密封扣板、固定安装板和数表显示板；

所述密封底壳位于所述定位安装板背离所述第一密封扣板的一侧，所述密封底壳通过所述固定安装板与所述定位安装板固定连接，所述第二密封扣板位于所述密封底壳背离所述定位安装板的一侧，所述密封底壳与所述第二密封扣板配合围成所述密封单元的内腔，所述自传感单元以及信号处理显示单元位于所述密封单元的内腔内，所述显示屏的显示面和所述感应弹簧由所述第二密封扣板露出，所述数表显示板位于所述第二密封扣板背离所述密封底壳的一侧，所述数表显示板具有透明窗口以及按键区，所述透明窗口用于查看所述显示屏的显示面，所述按键区与所述感应弹簧相对，以实现对所述感应弹簧的按压。

10.根据权利要求9所述的智能水表，其特征在于，还包括电池组以及阀控开关，所述电池组与所述信号处理显示单元电连接，所述阀控开关与所述信号处理模块信号连接，用于控制流体接触单元内水流的通断。

11.根据权利要求10所述的智能水表，其特征在于，还包括防尘外壳，所述防尘外壳包括表盘防尘罩以及电池防尘罩，所述表盘防尘罩设置于所述密封单元的外侧、且与所述固定安装板固定连接，所述表盘防尘罩包括可打开的掀盖，所述电池防尘罩位于所述表盘防尘罩的一侧，所述电池组和所述阀控开关位于所述电池防尘罩内。