一種自發(fā)電智能水表的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種自發(fā)電智能水表，包括：智能水表表體、內(nèi)嵌于智能水表表體的充電電路，充電電路通過USB充電接口連接外接電子設(shè)備電池；充電電路包括：電流電壓檢測電路、開關(guān)控制邏輯電路、水表充電開關(guān)電路、電子設(shè)備充電開關(guān)電路、水表發(fā)電機(jī)，水表充電開關(guān)電路、電子設(shè)備充電開關(guān)電路分別與水表發(fā)電機(jī)并聯(lián)。本實用新型的自發(fā)電智能水表，除了可以對自身蓄電池進(jìn)行充電，還能夠?qū)⒍嘤嗟碾娏抗┙o其它電子設(shè)備，充分利用了流水產(chǎn)生的電量，節(jié)約了家庭用電。而且適合多種電子設(shè)備充電，如移動電源、手機(jī)、音樂播放器等，可用性強(qiáng)，且不需要額外附加蓄電池，降低了產(chǎn)品成本。
【專利說明】一種自發(fā)電智能水表

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及智能水表、電池充電以及自動控制等【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種可為電子設(shè)備充電的自發(fā)電智能水表。

【背景技術(shù)】
[0002]智能水表隨著功能的不斷增強(qiáng)，對自身耗電的需求也越來越大，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定智能水表內(nèi)裝電池使用壽命應(yīng)大于五年。因此，為了滿足自身用電需求，自發(fā)電成為智能水表的一個重要功能，自發(fā)電式智能水表將自來水發(fā)電和具有集成管理功能的智能水表相結(jié)合，利用自來水的機(jī)械能驅(qū)動水輪機(jī)產(chǎn)生電能，滿足了水表自身用電需求，從而實現(xiàn)了對自來水的綜合利用。單純的自發(fā)電式水表雖然解決了水表自身的用電問題，但是其發(fā)出的電能遠(yuǎn)多于自身用電需求量，所以如何充分利用自發(fā)電水表發(fā)出的電能是一個重要的研究課題。目前，市場上也出現(xiàn)了一種供給LED燈照明的自發(fā)電式水表，但是該產(chǎn)品需要額外的蓄電池，且應(yīng)用場景受到了限制。
[0003]申請?zhí)枮?00310109712.9的發(fā)明專利公布了一種自發(fā)電式流體度量表，利用流體度量表工作時流水為動力發(fā)電，解決了流體度量表自身的供電問題，減小了電池的體積，節(jié)約了能源，延長了流體度量表內(nèi)部電池壽命，但是該發(fā)明未能將流水產(chǎn)生的電量充分利用。
[0004]目前市場上還有一種自發(fā)電式水表由微型水流機(jī)、遠(yuǎn)傳水表和蓄電池構(gòu)成。利用微型水流機(jī)將水管內(nèi)高壓水流的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，再?jīng)整流器儲存在蓄電池中。蓄電池中的一部分電量輸出到遠(yuǎn)傳水表，另一部分電量用于家庭LED燈照明。該產(chǎn)品需要附加蓄電池，增加了產(chǎn)品成本，且該產(chǎn)品只能用于LED燈照明，電能利用形式單一，應(yīng)用場景受到了限制。
實用新型內(nèi)容
[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中智能水表產(chǎn)生的電量不能充分合理利用的問題，本實用新型提出了一種自發(fā)電智能水表。
[0006]本實用新型的自發(fā)電智能水表，包括:
[0007]智能水表表體、內(nèi)嵌于智能水表表體的充電電路，充電電路通過USB充電接口連接外接電子設(shè)備電池；
[0008]充電電路包括:電流電壓檢測電路、開關(guān)控制邏輯電路、水表充電開關(guān)電路、電子設(shè)備充電開關(guān)電路、水表發(fā)電機(jī)；水表充電開關(guān)電路、電子設(shè)備充電開關(guān)電路分別與水表發(fā)電機(jī)并聯(lián)；
[0009]水表充電開關(guān)電路包括水表電池、水表充電繼電器，水表電池與水表充電繼電器串聯(lián)，水表充電繼電器通過開關(guān)控制邏輯電路與電流電壓檢測電路相連；
[0010]電子設(shè)備充電開關(guān)電路包括:USB充電接口、電子設(shè)備充電繼電器，USB充電接口與電子設(shè)備充電繼電器串聯(lián)，電子設(shè)備充電繼電器通過開關(guān)控制邏輯電路與電流電壓檢測電路相連；
[0011]當(dāng)水表充電繼電器閉合時，電子設(shè)備充電繼電器斷開；當(dāng)電子設(shè)備充電繼電器閉合時，水表充電繼電器斷開。
[0012]在上述技術(shù)方案中，電流電壓檢測電路包括:電流監(jiān)測器、電壓監(jiān)測器、輔助電路。
[0013]在上述技術(shù)方案中，USB充電接口為通用USB接口。
[0014]在上述技術(shù)方案中，USB充電接口連接外接電子設(shè)備電池，所述外接電子設(shè)備電池與所述電子設(shè)備充電繼電器串聯(lián)。
[0015]本實用新型的自發(fā)電智能水表，除了可以對自身蓄電池進(jìn)行充電，還能夠?qū)⒍嘤嗟碾娏抗┙o其它電子設(shè)備，充分利用了流水產(chǎn)生的電量，節(jié)約了家庭用電。而且適合多種電子設(shè)備充電，如移動電源、手機(jī)、音樂播放器等，可用性強(qiáng)，且不需要額外附加蓄電池，降低了產(chǎn)品成本。按照優(yōu)先級別先對水表內(nèi)部電池充電，再對外部連接的電子設(shè)備充電，二者均充電完成后自動斷開充電電路，并使發(fā)電機(jī)處于空載運(yùn)行狀態(tài)。在充電過程中，對充電電流進(jìn)行檢測，充電電流大于安全電流則斷開充電電路，使發(fā)電機(jī)處于空載運(yùn)行狀態(tài)，保證了水表電池及電子設(shè)備電池安全。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型一種自發(fā)電智能水表的充電電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實用新型一種自發(fā)電智能水表的工作流程圖。

【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖，對本實用新型的幾個【具體實施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本實用新型的保護(hù)范圍并不受【具體實施方式】的限制。
[0019]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中智能水表產(chǎn)生的電量不能充分合理利用的問題，本實用新型提出了一種自發(fā)電智能水表。
[0020]本實用新型的自發(fā)電智能水表，包括:智能水表表體、內(nèi)嵌于水表的充電電路，其中充電電路通過USB充電接口與外接電子設(shè)備電池連接，便于各種電子設(shè)備(如移動電源、手機(jī)、音樂播放器等)接入充電，在滿足智能水表自身用電需求的同時，也解決了日常使用的電子設(shè)備的用電問題，從而實現(xiàn)對自來水的綜合利用。
[0021]如圖1所示為充電電路的結(jié)構(gòu)示意圖，智能水表為外接電子設(shè)備充電主要由充電電路實現(xiàn)，該充電電路包括水表發(fā)電機(jī)10、電流電壓檢測電路20、開關(guān)控制邏輯電路30、水表充電開關(guān)電路(圖1中未不出)、電子設(shè)備充電開關(guān)電路(圖1中未不出)，水表充電開關(guān)電路包括水表充電繼電器40(圖1中以Kl示出)、水表電池60，水表充電繼電器40與水表電池60串聯(lián)；電子設(shè)備充電開關(guān)電路包括電子設(shè)備充電繼電器50(圖1中以K2示出)、USB充電接口 70，電子設(shè)備充電繼電器50與USB充電接口 70串聯(lián)。
[0022]水表充電開關(guān)電路、電子設(shè)備充電開關(guān)電路分別通過開關(guān)控制邏輯電路30與電流電壓檢測電路20相連；水表充電開關(guān)電路、電子設(shè)備充電開關(guān)電路還分別與水表發(fā)電機(jī)10并聯(lián)。
[0023]水表充電繼電器40、電子設(shè)備充電繼電器50分別通過開關(guān)控制邏輯電路30與電流電壓檢測電路20相連；USB充電接口 70連接外接電子設(shè)備電池，外接電子設(shè)備電池與電子設(shè)備充電繼電器50串聯(lián)，外接電子設(shè)備電池成為電子設(shè)備充電開關(guān)電路的一部分，電子設(shè)備充電開關(guān)電路還與水表發(fā)電機(jī)10并聯(lián)。
[0024]電流電壓檢測電路20與開關(guān)控制邏輯電路30相連，用于檢測水表發(fā)電機(jī)10流出的電流(即充電電路的電流)、水表發(fā)電機(jī)10兩端的電壓、水表電池60以及外接電子設(shè)備電池兩端的電壓檢測值，電流電壓檢測電路20輸入上述各電流、電壓的檢測值，輸出電流電壓檢測器的判定結(jié)果。
[0025]電流電壓檢測電路20檢測的充電電路的電流、水表發(fā)電機(jī)10兩端電壓以及水表電池60、外接電子設(shè)備電池的電壓大小，用于為開關(guān)控制邏輯電路30如何動作提供依據(jù)。電流電壓檢測電路20由電流檢測器、電壓檢測器以及輔助電路構(gòu)成。
[0026]水表發(fā)電機(jī)10流出的電流用于判斷充電電流是否大于安全電流，保護(hù)水表及外接電子設(shè)備電池安全；水表發(fā)電機(jī)10兩端的電壓用于判定水表是否開始發(fā)電,水表電池60及外接電子設(shè)備電池電壓分別用于檢測各自電池是否充電完成；開關(guān)控制邏輯電路30分別與電流電壓檢測電路20和水表充電繼電器40、電子設(shè)備充電繼電器50相連，輸入為電流電壓檢測電路20的檢測結(jié)果，輸出為水表充電繼電器40、電子設(shè)備充電繼電器50的通斷命令。開關(guān)控制邏輯電路30通過電流電壓檢測電路20檢測結(jié)果輸出水表充電繼電器40、電子設(shè)備充電繼電器50的通斷命令，從而完成水表電池60以及外接電子設(shè)備電池的充電、保護(hù)工作。
[0027]具體的，當(dāng)水表充電繼電器40閉合時，充電電路對水表電池60進(jìn)行充電，此時電子設(shè)備充電繼電器50斷開；當(dāng)水表電池60充滿電后，水表充電繼電器40斷開，電子設(shè)備充電繼電器50閉合，此時充電電路通過USB充電接口 70對外接電子設(shè)備電池進(jìn)行充電。
[0028]水表發(fā)電機(jī)10的輸出端分別與水表電池60、USB充電接口 70連接(正負(fù)極對應(yīng))，當(dāng)水流經(jīng)過智能水表，帶動水表發(fā)電機(jī)10轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生電動勢，如果電路接通則產(chǎn)生充電電流，如果電流大于安全電流或者充電完成發(fā)電機(jī)則進(jìn)入空載運(yùn)行狀態(tài)。
[0029]USB充電接口 70采用通用的USB接口，適合移動電源、手機(jī)、音樂播放器等多種USB接口的電子設(shè)備接入，為需要充電的外接電子設(shè)備提供充電接口。
[0030]本實用新型的自發(fā)電智能水表，除了可以對自身蓄電池進(jìn)行充電，還能夠?qū)⒍嘤嗟碾娏抗┙o其它電子設(shè)備，充分利用了流水產(chǎn)生的電量，節(jié)約了家庭用電。而且適合多種電子設(shè)備充電，如移動電源、手機(jī)、音樂播放器等，可用性強(qiáng)，且不需要額外附加蓄電池，降低了產(chǎn)品成本。按照優(yōu)先級別先對水表內(nèi)部電池充電，再對外部連接的電子設(shè)備充電，二者均充電完成后自動斷開充電電路，并使發(fā)電機(jī)處于空載運(yùn)行狀態(tài)。在充電過程中，對充電電流進(jìn)行檢測，充電電流大于安全電流則斷開充電電路，使發(fā)電機(jī)處于空載運(yùn)行狀態(tài)，保證了水表電池及電子設(shè)備電池安全。
[0031]如圖2所示，對本實用新型的自發(fā)電智能水表的工作流程進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0032]步驟S201:當(dāng)電壓檢測電路20采集到水表發(fā)電機(jī)10兩端產(chǎn)生電動勢時，進(jìn)入充電工作狀態(tài)；
[0033]步驟S202:檢測主回路充電電流，如果充電電流大于安全電流則不進(jìn)行充電工作，發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行，繼續(xù)步驟S201 ；
[0034]如果充電電流在安全電流范圍內(nèi)，則可以進(jìn)行充電工作，進(jìn)入步驟S203 ；
[0035]步驟S203:檢測水表電池60的電壓是否低于滿電量電壓，如果是，則閉合水表充電繼電器40，對水表電池60進(jìn)行充電，重復(fù)步驟S201-S203直到水表電池60的電壓高于滿電量電壓時，進(jìn)入步驟S204 ；
[0036]步驟S204:當(dāng)水表電池60電壓高于滿電量電壓，說明水表電池60充電完成，斷開水表充電繼電器40，通過USB充電接口 70連接外接電子設(shè)備，為外接電子設(shè)備充電，進(jìn)入步驟 S205 ；
[0037]步驟S205:檢測USB充電接口 70是否接入電子設(shè)備，如果否，水表發(fā)電機(jī)10進(jìn)入空載狀態(tài)運(yùn)行，重新進(jìn)入步驟S201 ；
[0038]如果USB充電接口 70接入電子設(shè)備，則準(zhǔn)備為外接電子設(shè)備電池充電，進(jìn)入步驟S206 ；
[0039]步驟S206:檢測外接電子設(shè)備電池電壓是否低于滿電量電壓，如果是，則閉合電子設(shè)備充電繼電器50，對外接電子設(shè)備電池繼續(xù)進(jìn)行充電，重復(fù)步驟S201-S205，直至電子設(shè)備電壓高于滿電量電壓時，進(jìn)入步驟S207 ；
[0040]步驟S207:檢測外接電子設(shè)備電池電壓是否高于滿電量電壓，如果是，則說明外接電子設(shè)備充電完成，斷開外接電子設(shè)備充電繼電器50,水表發(fā)電機(jī)10進(jìn)入空載狀態(tài)運(yùn)行，重新進(jìn)入步驟S201。
[0041]本實用新型的自發(fā)電智能水表，除了可以對自身蓄電池進(jìn)行充電，還能夠?qū)⒍嘤嗟碾娏抗┙o其它電子設(shè)備，充分利用了流水產(chǎn)生的電量，節(jié)約了家庭用電。而且適合多種電子設(shè)備充電，如移動電源、手機(jī)、音樂播放器等，可用性強(qiáng)，且不需要額外附加蓄電池，降低了產(chǎn)品成本。按照優(yōu)先級別先對水表內(nèi)部電池充電，再對外部連接的電子設(shè)備充電，二者均充電完成后自動斷開充電電路，并使發(fā)電機(jī)處于空載運(yùn)行狀態(tài)。在充電過程中，對充電電流進(jìn)行檢測，充電電流大于安全電流則斷開充電電路，使發(fā)電機(jī)處于空載運(yùn)行狀態(tài)，保證了水表電池及電子設(shè)備電池安全。
[0042]以上公開的僅為本實用新型的幾個具體實施例，但是，本實用新型并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種自發(fā)電智能水表，其特征在于，包括:智能水表表體、內(nèi)嵌于所述智能水表表體的充電電路，所述充電電路通過USB充電接口連接外接電子設(shè)備電池； 所述充電電路包括:電流電壓檢測電路、開關(guān)控制邏輯電路、水表充電開關(guān)電路、電子設(shè)備充電開關(guān)電路、水表發(fā)電機(jī)，所述水表充電開關(guān)電路、所述電子設(shè)備充電開關(guān)電路分別與所述水表發(fā)電機(jī)并聯(lián)； 所述水表充電開關(guān)電路包括水表電池、水表充電繼電器，所述水表電池與所述水表充電繼電器串聯(lián)，所述水表充電繼電器通過所述開關(guān)控制邏輯電路與所述電流電壓檢測電路相連；所述電子設(shè)備充電開關(guān)電路包括:USB充電接口、電子設(shè)備充電繼電器，所述USB充電接口與所述電子設(shè)備充電繼電器串聯(lián)，所述電子設(shè)備充電繼電器通過所述開關(guān)控制邏輯電路與所述電流電壓檢測電路相連； 當(dāng)所述水表充電繼電器閉合時，所述電子設(shè)備充電繼電器斷開；當(dāng)所述電子設(shè)備充電繼電器閉合時，所述水表充電繼電器斷開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自發(fā)電智能水表，其特征在于，所述電流電壓檢測電路包括:電流監(jiān)測器、電壓監(jiān)測器、輔助電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自發(fā)電智能水表，其特征在于，所述USB充電接口為通用USB接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自發(fā)電智能水表，其特征在于，所述USB充電接口連接外接電子設(shè)備電池，所述外接電子設(shè)備電池與所述電子設(shè)備充電繼電器串聯(lián)。
【文檔編號】H02J7/00GK204068389SQ201420550560
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】殷樹剛, 高麗萍, 李濤, 劉瑞, 劉磊, 亓學(xué)慶 申請人:國家電網(wǎng)公司, 北京南瑞智芯微電子科技有限公司