本發(fā)明是一種流量計無線抄表儀器的供電方法及裝置。

背景技術(shù)：

由于使用環(huán)境和安全的限制，大多數(shù)的無線抄表儀器采用自帶電池的供電方式，因此電池的更換成了無線抄表儀器維護(hù)工作的主要內(nèi)容，而且造成大量的人力和物力的耗費。因此，研發(fā)一種相應(yīng)的儀器供電技術(shù)加以改進(jìn)具有重在的現(xiàn)實意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明提出一種流量計無線抄表儀器的供電方法及裝置，利用液體產(chǎn)生的軸向推力發(fā)出電力給充電電池充電或者直接供電，以此延長充電電池的更換周期，節(jié)省人力和物力，以此彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本發(fā)明的目的通過如下手段實現(xiàn)。

本發(fā)明提出的這種流量計無線抄表儀器的供電方法，其特征在于：

（1）在流量計無線抄表儀器的相應(yīng)管道上接入裝有水輪驅(qū)動裝置的管段，讓流體推動水輪轉(zhuǎn)動，水輪驅(qū)動裝置包括螺旋葉輪、輪軸、傘齒輪組和輸出軸，輪軸通過軸承安裝在管段內(nèi)，軸承通過輻條固定在管段壁上，傘齒輪組的兩個傘齒輪分別安裝在輪軸和輸出軸上嚙合傳動，輸出軸密封地伸出管段壁；

（2）在管段上安裝供電箱，供電箱內(nèi)裝有充電電池、電壓比較電路、電壓穩(wěn)壓電路、直流發(fā)電機(jī)和變速器，變速器與輸出軸連接傳動，進(jìn)而帶動直流發(fā)電機(jī)工作，直流發(fā)電機(jī)輸出端、充電電池、比較電路和電壓穩(wěn)壓電路之間有電連接；

（3）設(shè)定電壓比較電路參數(shù)，使之自動比較直流發(fā)電機(jī)輸出電壓和充電電池輸出電壓大小并按下列條件導(dǎo)通，對外供電：

當(dāng)直流發(fā)電機(jī)輸出電壓高于充電電池輸出電壓時，直流電機(jī)對充電電池充電，同時通過電壓穩(wěn)壓電路對儀器供電，當(dāng)直流發(fā)電機(jī)輸出電壓低于可充電池輸出電壓時，由充電電池通過電壓穩(wěn)壓電路對儀器供電。

一種流量計無線抄表儀器的供電裝置，它有與流體管道連接的管段，水輪驅(qū)動裝置和供電箱，其特征在于所述水輪驅(qū)動裝置包括螺旋葉輪、輪軸、傘齒輪組和輸出軸，輪軸通過軸承安裝在管段內(nèi)，軸承通過輻條固定在管段壁上，傘齒輪組的兩個傘齒輪分別安裝在輪軸和輸出軸上嚙合傳動，輸出軸密封地伸出管段壁，供電箱安裝在管段上，供電箱內(nèi)裝有充電電池、電壓比較電路、電壓穩(wěn)壓電路、直流發(fā)電機(jī)和變速器，變速器與輸出軸連接傳動，進(jìn)而帶動直流發(fā)電機(jī)工作，直流發(fā)電機(jī)輸出端、充電電池、電壓比較電路和電壓穩(wěn)壓電路之間有電連接，電連接關(guān)系為：

直流發(fā)電機(jī)輸出端接電壓比較電路的輸入端in1、二極管d1正極和三極管q1的集電極；二極管d1負(fù)極接充電電池正極；充電電池正極接電壓比較電路的輸入端in2和三極管q2的發(fā)射極；電壓比較電路的輸出端接三極管q2和q1的基極；三極管q2的集電極接極性電容器c1和c2的正極端，同時接三極管q1的發(fā)射極和穩(wěn)壓器件ams1117的輸入端3；三極管q1的發(fā)射極接極性電容器c1和c2的正極端，以及穩(wěn)壓器件ams1117的輸入端3；極性電容c1和c2的負(fù)極端接穩(wěn)壓器件ams1117的輸出端1；穩(wěn)壓器件ams1117的輸出端2接極性電容器c3和c4的正極端；極性電容器c3和c4的負(fù)極端接穩(wěn)壓器件ams1117的輸出端1；極性電容器c4的正極和負(fù)極端為電壓穩(wěn)壓電路的輸出端；直流發(fā)電機(jī)負(fù)極充電電池負(fù)極、電壓比較電路負(fù)極和極性電容器c4負(fù)極端均接地。

所述直流發(fā)電機(jī)是空心杯直流發(fā)電機(jī)。

供電箱與管段之間有密封材料，以防止液體泄漏。

所述變速器為變速齒輪組，以提高直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

三極管q1為npn型三極管。

三極管q2為pnp型三極管。

本發(fā)明的工作原理如下：

將本發(fā)明的裝置接入流量計所在的管道中，讓流體推動水輪轉(zhuǎn)動。當(dāng)流體從本裝置的管段流入端流入，流體的定向運動帶動水輪旋轉(zhuǎn)，通過齒輪組將水輪的旋轉(zhuǎn)改變方向后傳動到變速器，變速器將轉(zhuǎn)速提高帶動連接其上的直流發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電，從而產(chǎn)生電能，直流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能，通過電壓比較電路對直流發(fā)電機(jī)的輸出電壓和充電電池電壓進(jìn)行比較，最終確定是使用充電電池還是直流發(fā)電機(jī)向電壓穩(wěn)壓電路輸電，將電壓穩(wěn)壓電路的輸出與外部的流量計無線抄表儀器連接，實現(xiàn)對流量計無線抄表儀器的供電。

本發(fā)明的方法構(gòu)思巧妙，步驟簡短，容易推廣實施，裝置結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)合理，工作穩(wěn)定可靠，性能優(yōu)良對于氣體類和液體類流體流量計的無線抄表儀器可以直接供電，或?qū)Τ潆婋姵剡M(jìn)行自動充電，延長充電電池的更換周期和使用壽命，為流體物料供應(yīng)商或者用戶節(jié)約成本，提高效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的電路圖。

圖1中各部分的標(biāo)號如下：

1-充電電池；2-密封材料；3-水輪驅(qū)動裝置；4-流體入端；5-供電引出端；6-電壓穩(wěn)壓電路；7-電壓比較電路；8-直流發(fā)電機(jī)；9-變速器；10-傘齒輪組；11-流體出端；12-輸出軸；13-供電箱；14-輻條；15-軸承；16-螺旋葉輪；17-管段；18-輪軸。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實例進(jìn)一步說明本發(fā)明。

如圖1-2示，螺旋葉輪16、輪軸18、傘齒輪組10和輸出軸12構(gòu)成水輪驅(qū)動裝置3。輪軸通過軸承15和輻條14安裝在管段17內(nèi)，傘齒輪組將輪軸的軸向轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成輸出軸的徑向轉(zhuǎn)動，通過供電箱13內(nèi)的變速器9變成驅(qū)動直流電機(jī)8的動力。

供電箱一般是與管段連接固定為一體，兩者間用密封材料2進(jìn)行動態(tài)密封。以避免輸出軸與管段間縫隙滲漏液液體或氣體。

充電電池1、電壓比較電路7和電壓穩(wěn)壓電路6均采用現(xiàn)成的市售商品，直流發(fā)電機(jī)8為空心杯直流電機(jī)，它們之間的電連接關(guān)系，如圖2所示。供電箱的供電引出端5與流量計無線抄表儀器直接連接供電。

管段一般是用與安裝流量計的管子大小一致的管子做成。以便接入時管徑一致，方便連接。管段的流體入端4讓流體進(jìn)入，而流體出端11為流體流出端，這樣才能保證螺旋葉輪為正向轉(zhuǎn)動。

按照圖2所示的電路結(jié)構(gòu)，其工作的過程是：in1+是空心杯直流發(fā)電機(jī)的電壓輸出端，若二極管d1的1端比2端電壓高，則二極管導(dǎo)通后向電池充電，反之則不會進(jìn)行充電；電壓比較器的in1+為發(fā)電機(jī)的輸出端和in2+為電池的輸出端，若in1+的電壓大于in2+的電壓，則電壓比較器輸出高電平，使得pnp型三極管q2關(guān)斷，npn型三極管q1導(dǎo)通，從而發(fā)電機(jī)的輸出通過q1連接到穩(wěn)壓器件ams1117的輸入端3，從而實現(xiàn)發(fā)電機(jī)對外部進(jìn)行供電，若in1+的電壓小于in2+的電壓，則電壓比較器輸出低電平，使得pnp型三極管q2導(dǎo)通，npn型三極管q1關(guān)斷，電池的輸出通過q2連接到穩(wěn)壓器件ams1117的輸入端3，從而實現(xiàn)電池對外部進(jìn)行供電。

通常情況下，充電電池電壓為5伏，水或煤氣等流體從流入端流入，帶動水輪旋轉(zhuǎn)，傘齒輪組將旋轉(zhuǎn)運動改變方向后傳動到變速齒輪組，將轉(zhuǎn)速提高后使空心杯直流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能：

（1）空心杯直流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓為6伏，則d1導(dǎo)通，發(fā)電機(jī)向電池充電，電壓比較器的輸入端in1+電壓6伏高于in2+電壓5伏，其輸出端產(chǎn)生高電平，使得q2截至和q1導(dǎo)通，從而空心杯直流發(fā)電機(jī)的輸出接入到穩(wěn)壓電路的輸入，最后通過外部端口，實現(xiàn)發(fā)電機(jī)向流量計無線抄表儀器供電；

（2）空心杯直流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓為3伏，則d1截至，發(fā)電機(jī)不能向電池充電，電壓比較器的輸入端in1+電壓3伏低于in2+電壓5伏，其輸出端產(chǎn)生低電平，使得q1截至和q2導(dǎo)通，從而電池的輸出接入到穩(wěn)壓電路的輸入，最后通過外部端口，實現(xiàn)電池向流量計無線抄表儀器供電。

本發(fā)明經(jīng)單位實際制作實物在自來水、煤氣及天然氣的供用管線系統(tǒng)中試用，效果很好，流量計無線抄表的使用壽命平均一倍以上。得到供應(yīng)商和用戶的普遍歡迎。