[发明专利]智能数据采集和自发电一体化装置及方法

说明书

本发明涉及智能水表技术领域，公开了一种智能数据采集和自发电一体化装置及方法，所述智能数据采集和自发电一体化装置的表壳内设有叶轮盒，叶轮盒内设有叶轮，叶轮盒上设有磁性相反的第一磁体和第二磁体，当水流驱动叶轮转动时，叶轮驱动计数机构对用水量进行计数，同时，线圈绕设在叶轮上，以形成绕制区域，所述绕制区域与叶轮轴的轴线垂直，所述线圈能够随着叶轮转动而切割第一磁体和第二磁体之间的磁感线，以使穿过所述绕制区域的磁通量发生变化，从而产生感应电流，产生的感应电流经过换向片和电刷传输到电源管理模块中进行存储，避免了现有智能水表通过新增外置的发电机导致水压损失过大的问题。

技术领域

本发明涉及智能水表技术领域，特别是涉及一种智能数据采集和自发电一体化装置及方法。

背景技术

随着水务信息化的发展，智慧水务平台在水务市场占的规模会越来越大，水厂自动化会慢慢向智慧水厂发展。智慧水务平台中对用户用水情况的监控是关键的一环，智能水表实现了远程抄表，在线监控数据采集的功能。但智能水表实现信息化的自动采集管控的过程需要电源为其供能，当原表自带储能电源电量用完后需人工进行电池更换，这样不仅维护成本高，同时也对用户的使用造成不方便。在现有技术中，一般通过新增外置微型发动机的方法，通过水流动能转化为电能为储能装置充电，但是，发明人在实施本发明的过程中，发现新增外置的发电机在工作过程中容易造成水表出水口的水压相比进水口的水压损失过大，而当水压损失过大时则无法应用于水表上。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种智能数据采集和自发电一体化装置及方法，其能够避免现有智能水表通过新增外置的发电机导致水压损失过大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种智能数据采集和自发电一体化装置，包括表壳、叶轮、叶轮盒、线圈、电源管理模块、计数机构以及两个换向片，所述表壳上设有进水端和出水端，所述叶轮容置于所述叶轮盒内，所述叶轮盒容置于所述表壳内；其中，所述叶轮能在转动时驱动所述计数机构对用水量进行计数；

所述叶轮包括叶轮轴和多个叶片，多个所述叶片环设于所述叶轮轴的外侧壁上；所述叶轮盒的上方设有第一磁体，所述叶轮盒的下方设有第二磁体，所述第一磁体和所述第二磁体磁性相反，且所述第一磁体和所述第二磁体相对设置；

所述线圈绕设在所述叶轮上，以形成绕制区域，所述绕制区域与所述叶轮轴的轴线垂直，所述线圈用于在所述叶轮转动时切割所述第一磁体和所述第二磁体之间的磁感线，以使穿过所述绕制区域的磁通量发生变化；两个所述换向片分别固定连接在所述叶轮轴上，且两个所述换向片相对设置，所述线圈的第一端连接在其中一个所述换向片上，所述线圈的第二端连接在另一个所述换向片上；两个所述换向片通过电刷与所述电源管理模块电连接。

作为优选方案，所述绕制区域包括第一子区域和第二子区域，所述第一子区域与所述第二子区域对称设置。

作为优选方案，所述第一子区域和所述第二子区域均是圆心角为90°的扇形结构。

作为优选方案，所述第一磁极的横截面形状和所述第二磁极的横截面形状均与所述绕制区域的形状相同。

作为优选方案，至少4个所述叶片的顶部上设有凹槽，所述线圈连接在所述凹槽上。

作为优选方案，两个所述换向片分别固定连接在所述叶轮轴的顶部上；所述电刷的数量为2个，两个所述电刷相对设置在两个所述换向片的外侧，以使在所述叶轮转动时，两个所述电刷与两个所述换向片交替接触。

作为优选方案，所述电源管理模块包括整流电路、稳压电路和充电电路；所述稳压电路包括稳压芯片；

所述整流电路包括第一交流输入端、第二交流输入端、第一输出端和第二输出端，所述第一交流输入端与其中一个所述电刷连接，所述第二交流输入端与另一个所述电刷连接，所述第一输出端与所述稳压芯片的输入端连接，所述稳压芯片的接地端与所述第二输出端连接；