CN210157100U - 一种应用于智能水表的温差发电模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种应用于智能水表的温差发电模块，包括温差发电单元、蓄电池、电压转化单元；所述温差发电单元、电压转化单元、蓄电池依次相连，所述温差发电单元由若干个半导体温差发电片串联构成，每个半导体温差发电片由一对p型和n型热电材料串联构成；所述温差发电单元，用于与供水管道贴合，将热力学能转换为电能；所述温差发电单元产生的电能经所述电压转化单元转换后输出给所述蓄电池；所述蓄电池，用于储存电能，并对水表进行供电。该应用于智能水表的温差发电模块可以使得水表在无需更换电池的情况下，也能满足其对电能消耗的需求，克服传统智能水表在低电量状况下自动断水或数据丢失的缺点。
Description
技术领域
本实用新型涉及发电技术领域，具体涉及一种应用于智能水表的温差发电模块。
背景技术
随着智能自动化电子设备的发展，各种低功耗小型测量监控设备已被大量应用于生活中。这类设备通常需要放置在户外或无有源电源的地方，因此通常采用内置电池进行供电，例如现有的智能水表就是采用电池供电。传统智能水表为了保证数据的完整性，通常在电池电量过低时会自动断水，进入休眠状态，以保证水表内数据不会丢失，而这种保护行为给用户带来不可预测的损失和不便。
实用新型内容
本实用新型的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种应用于智能水表的温差发电模块。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种应用于智能水表的温差发电模块，包括温差发电单元、蓄电池、电压转化单元；所述温差发电单元、电压转化单元、蓄电池依次相连；所述温差发电单元，用于与供水管道贴合，将热力学能转换为电能；所述温差发电单元产生的电能经所述电压转化单元转换后输出给所述蓄电池；所述蓄电池，用于储存电能，并对水表进行供电；所述温差发电单元由若干个半导体温差发电片串联构成，每个半导体温差发电片由一对p型和n型热电材料串联构成；每一对p 型和n型热电材料均采用封装物封装在单层双面陶瓷中，所述封装物为硅胶。
使得水表在无需更换电池的情况下，也能满足其对电能消耗的需求，克服传统智能水表在低电量状况下自动断水或数据丢失的缺点。通过电压转换单元，蓄电池充电更加安全快速。所述温差发电单元由若干个半导体温差发电片串联构成，每个半导体温差发电片由一对p型和n型热电材料串联构成，一方面可以增大发电片与冷端和热端的接触面积，以尽可能的提高其温度转换效率，同时还能弥补单片温差发电单元产生电压较低的问题。每一对p型和n型热电材料均采用封装物封装在单层双面陶瓷中，所述封装物为硅胶，防止基体元素的挥发，阻挡p型和n型热电材料的氧化。
在进一步的方案中，所述电压转换单元与蓄电池设置于同一防水外壳内。防止电压转换单元与蓄电池进水从而无法正常工作。
在进一步的方案中，所述电压转换单元是由双芯片DC-DC升降压模块构成，所述电压转换单元的输入电压范围为1V-32V，所述电压转换单元的输出电压范围为1.25V-35V。
在进一步的方案中，所述蓄电池是由锂电池组以及电池保护芯片构成；所述电池组保护芯片采用高性能mos管构成。防止出现过充或过放或者短路而造成安全隐患。
在进一步的方案中，所述锂电池组由环氧防水锂离子电池构成。与普通锂电池相比具有防水防潮，不受环境温度影响等优点。
在进一步的方案中，所述温差发电单元的外表面涂有硅脂。从而增加导热效能。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、使用温差发电作为补充能源，储存在蓄电池中，为水表提供能源。使得水表在无需更换电池的情况下，也能满足其对电能消耗的需求，克服传统智能水表在低电量状况下自动断水或数据丢失的缺点，使水表以及电池的使用寿命和用户体验得到提升。
2、带有电压转化单元，将所述温差发电单元产生的不稳定电压，转变成适宜为蓄电池充电的电压，使得蓄电池充电更加安全快速。
3、温差发电单元是由若干个半导体温差发电片串联构一方面可以增大发电片与冷端和热端的接触面积，以尽可能的提高其温度转换效率，同时还能弥补单片温差发电单元产生电压较低的问题。
4、使用环氧防水锂离子电池作为储能器件，其具有防水防潮，不受环境温度影响等优点。
5、设置了电池保护芯片，用于检测电池工作状态，防止出现过充或过放或者短路而造成安全隐患。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本实用新型实施例1提供的一种应用于智能水表的温差发电模块的结构示意图；
图中标记说明
温差发电单元1，蓄电池2，电压转换单元3，防水外壳4，硅胶5。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实施例示意性地公开了一种应用于智能水表的温差发电模块，其特征在于，包括一种应用于智能水表的温差发电模块，包括温差发电单元1、蓄电池2、电压转化单元3；所述温差发电单元1、电压转化单元3、蓄电池2依次相连；所述温差发电单元1，用于与供水管道贴合，将热力学能转换为电能；所述温差发电单元1产生的电能经所述电压转化单元3转换后输出给所述蓄电池2；所述蓄电池2，用于储存电能，并对水表进行供电。
在本方案中，该温差发电单元1贴于供水管道，当半导体温差发电片的两端温度不同时，一侧维持在低温，另一侧维持在高温，这样器件高温侧就会向低温侧传导热能并产生热流。即热能从高温侧流入器件内，通过器件将热能从低温侧排出时，流入器件的一部分热能不放热，并在器件内变成电能，输出直流电压和电流，从而实现“温差发电”。该温差发电单元使用温差发电得到补充能源储存在蓄电池2中，为水表提供能源。使得水表在无需更换电池的情况下，也能满足其对电能消耗的需求，克服传统智能水表在低电量状况下自动断水或数据丢失的缺点，使水表以及电池的使用寿命和用户体验得到提升。
同时，通过添加电压转化单元3，将温差发电单元1产生的不稳定电压，转变成适宜为蓄电池3充电的电压，向蓄电池3充电，使得充电更加方便、安全、快速。
在进一步的方案中，所述温差发电单元1由若干个半导体温差发电片串联构成，每个半导体温差发电片由一对p型和n型热电材料串联构成。一方面可以增大发电片与冷端和热端的接触面积，以尽可能的提高其温度转换效率，同时还能弥补单片温差发电单元产生电压较低的问题。容易理解的，在本方案中，不限制半导体温差发电片的数量。
再进一步地，每一对p型和n型热电材料均采用封装物封装在单层双面陶瓷中，所述封装物为硅胶。防止基体元素的挥发，阻挡p型和n型热电材料的氧化。
为了防止电压转换单元3与蓄电池2进水从而无法正常工作，所述电压转换单元3与蓄电池2设置于同一防水外壳4内。
在进一步的方案中，所述电压转换单元3是由双芯片DC-DC升降压模块构成，所述电压转换单元3的输入电压范围为1V-32V，所述电压转换单元3的输出电压范围为1.25V-35V。
同时，所述蓄电池2是由锂电池组以及电池保护芯片构成；所述电池组保护芯片采用高性能mos管构成，从而防止电池过充、过放或者短路而造成安全隐患。
作为一种较优的实施方式，所述锂电池组由环氧防水锂离子电池构成。与普通锂电池相比具有防水防潮，不受环境温度影响等优点。容易理解的，在不影响电池使用的情况下，也可以采用现有产品中的其他电池。
另外的，在本实施例中，所述温差发电单元1的外表面涂有硅脂5，从而增加导热效能。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点, 对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种应用于智能水表的温差发电模块，其特征在于，包括温差发电单元、蓄电池、电压转化单元；所述温差发电单元、电压转化单元、蓄电池依次相连；所述温差发电单元，用于与供水管道贴合，将热力学能转换为电能；所述温差发电单元产生的电能经所述电压转化单元转换后输出给所述蓄电池；所述蓄电池，用于储存电能，并对水表进行供电；所述温差发电单元由若干个半导体温差发电片串联构成，每个半导体温差发电片由一对p型和n型热电材料串联构成；每一对p型和n型热电材料均采用封装物封装在单层双面陶瓷中，所述封装物为硅胶。
2.根据权利要求1所述的应用于智能水表的温差发电模块，其特征在于，所述电压转换单元与蓄电池设置于同一防水外壳内。
3.根据权利要求1所述的应用于智能水表的温差发电模块，其特征在于，所述电压转换单元是由双芯片DC-DC升降压模块构成，所述电压转换单元的输入电压范围为1V-32V，所述电压转换单元的输出电压范围为1.25V-35V。
4.根据权利要求1所述的应用于智能水表的温差发电模块，其特征在于，所述蓄电池是由锂电池组以及电池保护芯片构成；所述电池组保护芯片采用高性能mos管构成。
5.根据权利要求4所述的应用于智能水表的温差发电模块，其特征在于，所述锂电池组由环氧防水锂离子电池构成。
6.根据权利要求1所述的应用于智能水表的温差发电模块，其特征在于，所述温差发电单元的外表面涂有硅脂。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115133633A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-09-30 | 桂林善水科技有限公司 | 一种可回收能源的绿色智能水表 |
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