自供電的傳感網(wǎng)流量計的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自供電的傳感網(wǎng)流量計，特別是涉及應用于石油、天然氣、液化氣、給排水等長距離輸送或者工況條件差的液體渦輪流量計，包括葉輪和控制室，蓄電池分別與顯示器和射頻模塊電連接并給顯示器和射頻模塊供電，射頻模塊通過發(fā)射天線發(fā)射無線信號，控制室通過接收天線接受射頻模塊發(fā)射出的無線信號對整個傳感網(wǎng)流量計的數(shù)據(jù)進行采集和監(jiān)控。本發(fā)明的自供電的傳感網(wǎng)流量計通過由WIFI無線模塊和3G通信模塊組成的射頻模塊和給用于給流量計提供電能的蓄電池，實現(xiàn)遠距離實時在線檢測、報警聯(lián)動等管理、服務和自供電的功能。
【專利說明】自供電的傳感網(wǎng)流量計
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自供電的傳感網(wǎng)流量計，特別是涉及應用于石油、天然氣、液化氣、給排水等長距離輸送或者工況條件差的液體渦輪流量計。
【背景技術】
[0002]渦輪流量計是一種非常成熟技術，在測量充滿封閉管道、連續(xù)流動的液體流量時等到了廣泛的應用。目前流量計的數(shù)據(jù)采集通常是通過工業(yè)控制計算機內(nèi)置板卡實現(xiàn)，由于流量計常常分布在各個區(qū)域，尤其是在偏遠的地方流量計，設備的監(jiān)控和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計是非常不便和困難的，而且目前的流量計的顯示儀主要是依靠內(nèi)置電池或外接電源作為供電方式，存在著定期更換電池或設立外接電源不便的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術問題是:本發(fā)明針對遠距離偏遠或者工況很差的地帶的石油、天然氣、煤氣等流體的輸送中各個流量計的數(shù)據(jù)采集的不便，提出在渦輪流量計的轉(zhuǎn)換顯示儀處，連接一個無線發(fā)射模塊，通過無線的長距離通訊網(wǎng)絡實現(xiàn)互聯(lián)互通，在互聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境下，將顯示儀上的數(shù)據(jù)包括:瞬時流量、日累積流量、總累積流量、溫度、壓力、時間、日期、電池電量等進行傳輸，實現(xiàn)遠距離實時在線檢測、報警聯(lián)動等管理和服務功能，針對目前所使用的各個流量計通常是使用電池或外接電源供電，這樣就存在著定期更換電池或設立和連接外接電源的不便，尤其是在遠距離偏遠地帶的石油、天然氣、煤氣的連續(xù)輸送中的流量計，提出通過渦輪流量計葉輪在流體的沖擊力作用下快速旋轉(zhuǎn)，類似于水輪發(fā)電機的工作原理，旋轉(zhuǎn)葉輪的輸出軸上經(jīng)齒輪變速器連接發(fā)電機轉(zhuǎn)軸，進行發(fā)電，并將電能儲存在蓄電池內(nèi)，解決了遠距離數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控的問題，及通過自發(fā)電、電能存儲解決電池更換或外接電源的搭建的問題。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種自供電的傳感網(wǎng)流量計，包括葉輪和控制室，葉輪與發(fā)電機的傳動軸固定連接，發(fā)電機傳動軸上固定連接有與葉輪同軸的齒輪變速器，發(fā)電機的輸出端與蓄電池的輸入端固定連接，葉輪上方設置有感應線圈和永動磁鐵，感應線圈的信號輸出端與控制電路板輸入端固定連接，控制電路板輸出端與顯示器和射頻模塊的輸入端固定連接，蓄電池分別與顯示器和射頻模塊電連接并給顯示器和射頻模塊供電，射頻模塊通過發(fā)射天線發(fā)射無線信號，控制室通過接收天線接受射頻模塊發(fā)射出的無線信號對整個傳感網(wǎng)流量計的數(shù)據(jù)進行采集和監(jiān)控。
[0005]射頻模塊由WIFI無線模塊和3G通信模塊組成，，將把測量數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)關發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)遠距離監(jiān)控?？紤]到無線信號輻射范圍和設備所處的工況，把發(fā)射天線與主體分離，將天線安裝在信號好的地方，采用間隙式發(fā)送信號。間隙式啟動3G通信模塊，可以降低耗電量。采集到的流量數(shù)據(jù)暫存在本地，壓縮數(shù)據(jù)，然后間隙地通過無線網(wǎng)關發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)，涉及到的數(shù)據(jù)分為兩路:上行數(shù)據(jù)和下行數(shù)據(jù)。上行數(shù)據(jù)是把采集數(shù)據(jù)發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)，下行數(shù)據(jù)是從互聯(lián)網(wǎng)上獲得控制中心的控制指令。[0006]將渦輪流量計的葉輪旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機發(fā)電，將機械能轉(zhuǎn)化成電能儲存在蓄電池內(nèi)，用以支撐流量計的顯示儀表和無線模塊的用電。
[0007]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的自供電的傳感網(wǎng)流量計通過由WIFI無線模塊和3G通信模塊組成的射頻模塊和給用于給流量計提供電能的蓄電池，實現(xiàn)遠距離實時在線檢測、報警聯(lián)動等管理、服務和自供電的功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0009]圖1是本發(fā)明工作流程示意圖。
【具體實施方式】
[0010]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構，因此其僅顯示與本發(fā)明有關的構成。
[0011]如圖1所示的一種自供電的傳感網(wǎng)流量計，包括葉輪和控制室，葉輪與發(fā)電機的傳動軸固定連接，發(fā)電機傳動軸上固定連接有與葉輪同軸的齒輪變速器，發(fā)電機的輸出端與蓄電池的輸入端固定連接，葉輪上方設置有感應線圈和永動磁鐵，感應線圈的信號輸出端與控制電路板輸入端固定連接，控制電路板輸出端與顯示器和射頻模塊的輸入端固定連接，蓄電池分別與顯示器和射頻模塊電連接并給顯示器和射頻模塊供電，射頻模塊通過發(fā)射天線發(fā)射無線信號，控制室通過接收天線接受射頻模塊發(fā)射出的無線信號對整個傳感網(wǎng)流量計的數(shù)據(jù)進行采集和監(jiān)控。
[0012]用戶可以通過控制室設定發(fā)送信號的時間間隔，可以調(diào)節(jié)上行和下行數(shù)據(jù)的時間間隔，用戶還可以自定義正常運行數(shù)據(jù)范圍，不在范圍的采集數(shù)據(jù)為異常數(shù)據(jù)。正常數(shù)據(jù)將遵循固定間隔發(fā)送到控制中心；異常數(shù)據(jù)采用即時發(fā)送，不受時間間隔限制。
[0013]射頻模塊由WIFI無線模塊和3G通信模塊組成，，將把測量數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)關發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)遠距離監(jiān)控。考慮到無線信號輻射范圍和設備所處的工況，把發(fā)射天線與主體分離，將天線安裝在信號好的地方，采用間隙式發(fā)送信號。間隙式啟動3G通信模塊，可以降低耗電量。采集到的流量數(shù)據(jù)暫存在本地，壓縮數(shù)據(jù)，然后間隙地通過無線網(wǎng)關發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)，涉及到的數(shù)據(jù)分為兩路:上行數(shù)據(jù)和下行數(shù)據(jù)。上行數(shù)據(jù)是把采集數(shù)據(jù)發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)，下行數(shù)據(jù)是從互聯(lián)網(wǎng)上獲得控制中心的控制指令，通過無線網(wǎng)關與互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換，支持身份安全驗證。
[0014]無線射頻模塊的引入是用來將線圈兩端感應出電脈沖信號，此信號經(jīng)放大器的放大整形，形成有一定幅度的連續(xù)的矩形波，顯示流體的體積流量或總量等信息，通過無線發(fā)射的技術，可遠傳至控制室進行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控等行為
[0015]將渦輪流量計的葉輪旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機發(fā)電，利用相似于水輪機發(fā)電原理，利用渦輪流量計的旋轉(zhuǎn)葉輪帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)軸將機械能轉(zhuǎn)化成電能儲存在蓄電池內(nèi)，用以支撐流量計的顯示儀表和無線模塊的用電。
[0016]“自供電”是設備自己能產(chǎn)生電能維持設備系統(tǒng)運行，不需要外接電源和附加電池。
[0017]“傳感網(wǎng)”(The Internet of Things)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)的革命性發(fā)展，是新一代信息技術的結(jié)果。顧名思義，“傳感網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，包括兩個基本的內(nèi)容:第一，互聯(lián)網(wǎng)是傳感網(wǎng)的基礎，是必要條件，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上的延伸和擴展的網(wǎng)絡；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。傳感網(wǎng)的定義是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。
[0018]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權利要求范圍來確定其技術性范圍。
【權利要求】
1.一種自供電的傳感網(wǎng)流量計，包括葉輪和控制室，其特征是:所述的葉輪與發(fā)電機的傳動軸固定連接，所述的發(fā)電機傳動軸上固定連接有與葉輪同軸的齒輪變速器，發(fā)電機的輸出端與蓄電池的輸入端固定連接，所述的葉輪上方設置有感應線圈和永動磁鐵，所述的感應線圈的信號輸出端與控制電路板輸入端固定連接，所述的控制電路板輸出端與顯示器和射頻模塊的輸入端固定連接，所述的蓄電池分別與顯示器和射頻模塊電連接并給顯示器和射頻模塊供電，所述的射頻模塊通過發(fā)射天線發(fā)射無線信號，所述的控制室通過接收天線接受射頻模塊發(fā)射出的無線信號對整個傳感網(wǎng)流量計的數(shù)據(jù)進行采集和監(jiān)控。
2.根據(jù)權利要求1所述的自供電的傳感網(wǎng)流量計，其特征是:所述的射頻模塊由WIFI無線模塊和3G通信模塊組成。
【文檔編號】G08C17/02GK103557892SQ201310511755
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權日:2013年10月25日
【發(fā)明者】王紅, 王樹立, 王小兵, 李恩田 申請人:常州大學