CN213872232U - 一种无源物联管道压力采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种无源物联管道压力采集装置。所述装置包括：压力采集单元，设于管道处，用于采集管道内压数据；通信单元，与所述压力采集单元连接，用于接收所述管道内压数据并向外发送；温差发电单元，与所述压力采集单元和通信单元连接；所述温差发电单元包括冷端和热端，且所述冷端和热端分别与温度不同的管内位置相接触，且通过温差发电后向所述压力采集单元和通信单元供电；并且，所述装置不包括压力显示单元。本实用新型不仅去除了现有压力采集装置中的压力显示单元，采用低功耗物联网通信单元，并且利用温差发电单元为装置供电，使得装置具有体积小、易安装、制作成本和功耗低以及环保节能等优点。

Description

一种无源物联管道压力采集装置

技术领域

本实用新型涉及电子检测领域，特别是涉及一种无源物联管道压力采集装置。

背景技术

随着城市的建设发展，人们对日常生活息息相关的供水服务也提出了更高的要求。为了提升供水服务质量，对供水管道压力进行及时的测量和反馈，对实现供水系统的科学调度和经济运行具有重要意义。

传统的水压表为方便维护人员查看，设有指针表头或数显表头，并且数字水压表需要实时显示测量数据。因此，传统的水压表具有体积较大、制作成本高、安装位置受限以及日常功耗大等缺点。并且，传统的供水管道主要通过人工巡查记录的方式获取管道压力数据，不仅耗时耗力，且无法及时应对突发状况，难以满足现在对供水管理提出的精细和高效的管理要求。

因此，亟需提出一种新型管道压力采集装置，帮助实现对供水管道的压力监测，帮助工作人员及时发现问题并解决问题，从而提升城市供水管理的效率。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种无源物联管道压力采集装置，以解决现有技术中水压表体积大、制作成本高、安装位置受限以及日常功耗大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种无源物联管道压力采集装置，包括：压力采集单元，设于管道处，用于采集管道内压数据；通信单元，与所述压力采集单元连接，用于接收所述管道内压数据并向外发送；温差发电单元，与所述压力采集单元和通信单元连接；所述温差发电单元包括冷端和热端，且所述冷端和热端分别与温度不同的管内位置相接触，且通过温差发电后向所述压力采集单元和通信单元供电；并且，所述装置不包括压力显示单元。

在本实用新型的较佳实施方式中，所述通信单元包括：近场通信单元，与所述压力采集单元连接，工作人员通过所述近场通信单元就地读取所述管道内压数据。

在本实用新型的较佳实施方式中，所述通信单元包括：远场通信单元，与所述压力采集单元远程通信连接，以接收所述管道内压数据。

在本实用新型的较佳实施方式中，所述远场通信单元包括低功耗物联网通信单元；其中，所述低功耗物联网通信单元包括：NB-IoT通信单元、LoRa通信单元和Sigfox通信单元中的任一种或多种的组合。

在本实用新型的较佳实施方式中，所述装置还包括：备用电源，用于在所述温差发电单元电能不足时为所述压力采集单元和通信单元供电；所述备用电源可拆卸地安装于所述装置。

在本实用新型的较佳实施方式中，所述装置还包括：储能单元，与所述温差发电单元连接，用于储存所述温差发电单元的电能。

在本实用新型的较佳实施方式中，所述装置还包括：外壳单元，用于容纳所述压力采集单元、通信单元和温差发电单元。

在本实用新型的较佳实施方式中，所述压力采集单元包括：半导体压阻式、静电容量式、压电式、扩散硅式和蓝宝石式压力传感器中的任一种或多种的组合。

在本实用新型的较佳实施方式中，所述装置还包括定位芯片，用于装置的定位。

在本实用新型的较佳实施方式中，所述定位芯片包括GPS卫星定位芯片、北斗卫星定位芯片、伽利略卫星定位芯片、格洛纳斯卫星定位芯片中的任意一种或多种的组合。

如上所述，本实用新型提出的一种无源物联管道压力采集装置具有以下有益效果：去除了现有压力采集装置中的压力显示单元，装置体积较小，便于安装，并且降低了装置的制作成本和功耗，节约了资源；采用低功耗物联网通信单元，同样对节约能源具有积极意义，并且可帮助工作人员及时远程获取管道内压数据，有利于及时发现故障或对供水进行合理调控；采用温差发电单元为装置供电，避免了如传统水压表一般较频繁地更换电源或者为其充电的环节，节约了人力物力，且具有环保节能的优点；所述温差发电单元可以充分满足不含压力显示单元且由低功耗物联通信单元接收并传输数据的所述物联管道压力采集装置对电能的需求。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的一种无源物联管道压力采集装置的结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

本发明提出一种无源物联管道压力采集装置，以解决现有技术中水压表体积大、制作成本高、安装位置受限以及日常功耗大的技术问题。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本发明实施例中的技术方案的进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

实施例一

如图1所示，本实用新型提供一种无源物联管道压力采集装置，包括：压力采集单元11、通信单元12和温差发电单元13。具体说明如下：

压力采集单元11设于管道处，用于采集管道内压数据。所述管道内压是管道内流体与管道内壁相互接触并发生相互挤压的过程中产生的垂直于管道内壁表面的垂直作用力。流体的压力与温度和体积等有密切的关系。

本实施例较佳实施方式中，所述压力采集单元11包括：半导体压阻式、静电容量式、压电式、扩散硅式和蓝宝石式压力传感器中的任一种或多种的组合。

具体的，静电容量式压力传感器将玻璃的固定极和硅的可动极相对而形成电容，将通过压力使可动极变形所产生的静电容量的变化转换成电气信号；压电式压力传感器按弹性敏感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类，膜片式主要由本体、膜片和压电元件组成，压电元件支撑于本体上，由膜片将被测压力传递给压电元件，再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号，具有体积小、动态特性好且耐高温的优点；扩散硅式压力传感器是把带隔离的硅压阻式压力敏感元件封装于不锈钢壳体内制作而成，能将感受到的液体压力转换成标准的电信号对外输出；蓝宝石式压力传感器利用应变电阻式工作原理，采用硅-蓝宝石作为半导体敏感元件，可在最恶劣的工作条件下正常工作，并且可靠性高、精度好、温度误差极小、性价比高。

优选的，半导体压阻式压力传感器通过压力使薄片变形而产生压电阻抗效果，从而使阻抗的变化转换成电信号，具有体积小、质量轻、功耗小且可靠性高的优点，尤其适用于本实用新型。

通信单元12，与所述压力采集单元11连接，用于接收所述管道内压数据并向外发送。本实施例较佳实施方式中，所述通信单元12包括：近场通信单元，与所述压力采集单元11连接，工作人员通过所述近场通信单元就地读取所述管道内压数据。可选的，所述近场通信单元包括NFC、二维码和蓝牙等通信单元中的任一种或多种的组合。工作人员可以通过NFC连接、扫描所对应的二维码或蓝牙连接等方式，获取所采集的管道内压数据，方便工作人员在装置安装的现场就地进行巡检维护。

本实施例较佳实施方式中，所述通信单元12包括：远场通信单元，与所述压力采集单元11远程通信连接，以接收所述管道内压数据。优选的，所述远场通信单元包括低功耗物联网通信单元，降低装置对电能的消耗，无需如传统水压表一样较高频率地为装置更换电源或充电，节约了人力和物力。需说明的是，本实施例采用所述低功耗物联网通信单元的原因是，本实用新型主要利用温差发电单元13为装置供电，而所述温差发电单元13受到所处环境是否存在温差以及温差大小的影响，发电过程为间断式非持续性发电，因此，所述装置应当尽可能减小能耗以避免所述温差发电单元13供电不足的情况发生。可选的，所述低功耗物联网通信单元包括：NB-IoT通信单元、LoRa通信单元和Sigfox通信单元中的任一种或多种的组合。优选的，采用NB-IoT通信单元可以直接使用现有的电信基地台及相关设备而不需要重新布建网络，并且通讯质量和讯息安全性都有高度的保障，尤其适用于重视网络传输稳定性和实时性的本实用新型。

温差发电单元13，与所述压力采集单元11和通信单元12连接；所述温差发电单元13包括冷端和热端，且所述冷端和热端分别与温度不同的管内位置相接触，且通过温差发电后向所述压力采集单元11和通信单元12供电。由于所处位置的通风性、管道的暴露程度和管道厚度等因素的影响，不同的管内位置是存在温差的。所述温差发电单元13基于塞贝克效应原理，利用冷端和热端的温差进行发电，具有体积小、响应速度快的优点。采用温差发电单元13的本实用新型不需要经常维护、使用寿命长且环保节能。

本实用新型较佳实施方式中，所述装置不包括压力显示单元。所述压力显示单元包括指针指示单元或数码显示单元等。所述装置采集的管道数据由通信单元12接收并发送到远程终端或工作人员的数据读取设备中，以替代所述压力显示单元的功能。去除了现有技术中的压力显示单元，大大缩小了装置的体积、减少了装置的能耗和制造成本以及降低了故障率，扩大了本实用新型的可安装范围。

本实施例较佳实施方式中，所述装置还包括备用电源。所述备用单元用于在所述温差发电单元13电能不足时为所述压力采集单元11和通信单元12供电。可选的，所述备用电源包括蓄电池、太阳能电池板、不间断电源中的任一种或多种的组合，本实施例不作限定。优选的，所述备用电源可拆卸地安装于所述装置。可选的，所述备用电源可拆卸的方式包括螺纹连接、卡合连接、粘结连接、卡扣连接中的任意一种或多种的组合。本实施例将备用电源可拆卸地设于所述装置上，方便为装置更换备用电源。

本实施例较佳实施方式中，所述装置还包括储能单元。所述储能单元与所述温差发电单元13连接，用于储存所述温差发电单元13的电能。可选的，所述储能单元包括电池储能单元、电感器储能单元和电容储能单元等中的任一种或多种的组合，本实施例不作限定。

本实施例较佳实施方式中，所述装置还包括：外壳单元，用于容纳所述压力采集单元11、通信单元12和温差发电单元13。可选的，所述外壳单元包括金属外壳、塑料外壳、复合材料外壳等等。外壳单元将装置内部单元和外部环境隔离，可提高装置的防护等级，避免水、粉尘、油脂、碎屑等物质对装置性能和使用寿命的影响，同时还有防冲击的作用，在装置受到外力轻微冲击时防止对装置内部元器件造成损伤。优选的，外壳单元采用金属外壳，不仅具有很好的防冲击效果，而且还有优良的抗干扰效果，防止外界电磁干扰对管道内压数据的测量造成影响。

本实施例较佳实施方式中，所述装置还包括定位芯片，用于装置的定位。通过所述定位芯片可及时准确获取装置的位置信息，方便工作人员及时解决出现的异常或故障。可选的，所述定位芯片包括GPS卫星定位芯片、北斗卫星定位芯片、伽利略卫星定位芯片、格洛纳斯卫星定位芯片中的任意一种或多种的组合，本实施例不作限定。

综上所述，本实用新型提出一种无源物联管道压力采集装置，不仅去除了现有压力采集装置中的压力显示单元，采用低功耗物联网通信单元，并且利用温差发电单元为装置供电，使得装置具有体积小、易安装、制作成本和功耗低以及环保节能等优点。因此，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种无源物联管道压力采集装置，其特征在于，包括：

压力采集单元，设于管道处，用于采集管道内压数据；

通信单元，与所述压力采集单元连接，用于接收所述管道内压数据并向外发送；

温差发电单元，与所述压力采集单元和通信单元连接；所述温差发电单元包括冷端和热端，且所述冷端和热端分别与温度不同的管内位置相接触，且通过温差发电后向所述压力采集单元和通信单元供电；

并且，所述装置不包括压力显示单元。

2.根据权利要求1所述的压力采集装置，其特征在于，所述通信单元包括：

近场通信单元，与所述压力采集单元连接，工作人员通过所述近场通信单元就地读取所述管道内压数据。

3.根据权利要求1所述的压力采集装置，其特征在于，所述通信单元包括：

远场通信单元，与所述压力采集单元远程通信连接，以接收所述管道内压数据。

4.根据权利要求3所述的压力采集装置，其特征在于，所述远场通信单元包括低功耗物联网通信单元；其中，所述低功耗物联网通信单元包括：NB-IoT通信单元、LoRa通信单元和Sigfox通信单元中的任一种或多种的组合。

5.根据权利要求1所述的压力采集装置，其特征在于，所述装置还包括：

备用电源，用于在所述温差发电单元电能不足时为所述压力采集单元和通信单元供电；所述备用电源可拆卸地安装于所述装置。

6.根据权利要求1所述的压力采集装置，其特征在于，所述装置还包括：

储能单元，与所述温差发电单元连接，用于储存所述温差发电单元的电能。

7.根据权利要求1所述的压力采集装置，其特征在于，所述装置还包括：

外壳单元，用于容纳所述压力采集单元、通信单元和温差发电单元。

8.根据权利要求1所述的压力采集装置，其特征在于，所述压力采集单元包括：半导体压阻式、静电容量式、压电式、扩散硅式和蓝宝石式压力传感器中的任一种或多种的组合。

9.根据权利要求1所述的压力采集装置，其特征在于，所述装置还包括定位芯片，用于装置的定位。

10.根据权利要求9所述的压力采集装置，其特征在于，所述定位芯片包括GPS卫星定位芯片、北斗卫星定位芯片、伽利略卫星定位芯片、格洛纳斯卫星定位芯片中的任意一种或多种的组合。

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