一种自供能液体流速计制造技术

本发明专利技术公开了一种自供能液体流速计，其包括：壳体、涡轮、传动轴、摩擦纳米发电机构、储能机构、数字显示屏以及管路系统；其中所述壳体为圆柱形空腔结构，所述空腔结构分成上腔室、中腔室和下腔室；所述上腔室内固定安装有储能机构及集成电路结构，所述储能机构通过设置于隔离板上的线孔与摩擦纳米发电机构电连接，所述集成电路结构用于数据转换并与内嵌安装于壳体上表面的数字显示屏连接；所述中腔室内设置有摩擦纳米发电机构，所述摩擦纳米发电机构包括同轴设置的尺寸相同的上摩擦片和下摩擦片；所述下摩擦片通过传动轴与涡轮轴连接随涡轮做同步旋转运动；所述下腔式内安装有涡轮，且腔室侧壁连接管路系统，所述管路系统包括进液管路和出液管路。

【技术实现步骤摘要】
一种自供能液体流速计
本专利技术涉及仪器仪表领域，具体说涉及一种自供能液体流量计。
技术介绍
随着现代工业和信息行业的迅速发展，流速计、液体压力、温度表等常用工业仪表的需求连年攀升，传统的检测仪表多依靠电池供电，电池类产品的大量使用不仅消耗大量能源，废弃电池的后续处理也成了环境保护领域的一项亟待解决的难题。为了减少环境能源消耗，设计研究仪器仪表的新型功能方案成为国内外学者的重点研究方向。摩擦纳米发电机(TENG)是美国佐治亚理工学院的王中林教授研究组在2012年研制出的一种新型发电机。TENG是一种利用纳米材料摩擦起电和静电感应耦合效应将机械能转换成电能的装置，其工作方式与现有技术中已知的各种发电技术均不同。这项技术利用铝膜和聚酰亚胺(PTFE)表面上的纳米结构发生接触摩擦，使两接触表面分别带有不同的电荷，通过电荷的转移形成电流。目前常用的液体流量计一般有涡轮式、激光式、超声波式和电磁式流量计等，这些已有的流量计需要大量电能以保证其工作效果，特别是涡轮式流量计在工作过程中会产生巨大压降。纳米摩擦发电机具有结构简单，发电电压高、成本低、寿命长等优点。其与用电器相结合可有效缓解全球能源危机和全球环境污染等问题，具有广泛的推广意义。
技术实现思路
鉴于已有技术存在的不足，本专利技术的目的是要提供一种新型多用途自供能液体流速计，除了能够测量液体流速外还可以做智能液体表，并且克服了以上技术问题。为了实现上述目的，本专利技术技术方案如下：一种自供能液体流速计，其特征在于，其包括：壳体、涡轮、传动轴、摩擦纳米发电机构、储能机构、数字显示屏以及管路系统；其中所述壳体为圆柱形空腔结构，所述空腔结构被从上至下依次设置的隔离板和密封板分成上腔室、中腔室和下腔室；所述上腔室内固定安装有所述储能机构及集成电路结构，所述储能机构通过设置于隔离板上的线孔与所述摩擦纳米发电机构电连接，所述集成电路结构用于数据转换与内嵌安装于壳体上表面的数字显示屏连接；所述中腔室内设置有摩擦纳米发电机构，所述摩擦纳米发电机构包括同轴设置的尺寸相同的上摩擦片和下摩擦片；所述下摩擦片通过随涡轮轴与涡轮做同步旋转运动；所述下腔式内安装有涡轮，且腔室侧壁连接管路系统，所述管路系统包括进液管路和出液管路。进一步地，所述摩擦纳米发电机构的上摩擦片附着有两片尺寸相同的扇叶形电极膜且两扇形电极膜角平分线处于一条直线；所述摩擦纳米发电机构的下摩擦片附着有一尺寸与上述扇叶型电极膜相同的扇叶形绝缘膜。进一步地，所述密封板中心位置设置有密封孔，所述密封孔尺寸与所述传动轴紧密配合，所述传动轴穿过所述密封板与涡轮轴栓接。进一步地，所述储能机构还包括变压电路、整流电路以及蓄电池；所述集成电路模块将摩擦纳米发电机构的输出电压频率转化为液体流速数据传输给数字显示屏显示；所述蓄电池给所述数字显示屏供电。进一步地，所述集成电路模块还包括压力转换电路和温度转换电路。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：(1)本专利技术应用了摩擦纳米发电技术，当液体流过流速计时带动内部涡轮旋转，涡轮轴带动摩擦纳米发电机构发电，通过其产生交变电压的频率即可以确定涡轮转速从而确定液体流速。本专利技术不需要外部电源供电，即可将液体流速、压力、温度等信息传输到显示屏上显示。(2)在本专利技术基础上，通过添加温度传感器、压力传感器等组件，即得到多用途、高集成度的液体检测仪表，满足工业现场的各种检测需求。(3)本专利技术公开的流速计可以广泛结合计算机技术、物联网技术及大数据技术并采用可视化方式有机整合水务管理部门与供排水设施，以形成“城市水务物联网”，并可将海量水务信息进行及时分析与处理，以更加高效准确的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程，从而成为“智慧城市”管理体系的重要组成部分。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术自供能液体流速计基本结构分解示意图；图2是本专利技术自供能液体流速计整体结构示意图；图3是本专利技术纳米摩擦发电机构工作流程示意图；图4是本专利技术纳米摩擦发电机构结构示意图；图5是本专利技术纳米摩擦发电机构发电原理图；图6是本专利技术自供能液体流速计内部等效电路示意图；图7是实施例3中数据采集系统原理图；图8是实施例3中分布式数据采集系统原理图；图9是本专利技术涡轮叶片结构示意图。附图标号说明：1、壳体上盖，2、数字显示屏，3、电路腔室，4、隔离板，5、线孔，6、上摩擦片，7、摩擦片中心孔，8、电极膜，9、绝缘膜；10、下摩擦片，11、密封板，12、密封孔，13、涡轮，14、涡轮轴，15、壳体，16、进液管路，17、出液管路，18、下腔室，19、储能机构，20、摩擦纳米发电机构，21、变压器电路，22、整流器电路，23、发电端开关，24、充电电源Ⅰ，25、充电电源Ⅱ，26、发电电路开关Ⅰ、27发电电路开关Ⅱ，28、电路模块。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本专利技术设计了一种自供能液体流量计，下面结合附图以及具体实施例进一步说明本专利技术的技术方案：图1所示为本专利技术自供能液体流速计基本结构分解示意图,图2为本专利技术自供能液体流速计整体结构示意图。流速计包括：壳体15、涡轮13、传动轴14、摩擦纳米发电机构20、储能机构19、数字显示屏2以及管路系统；其中壳体15为圆柱形空腔结构，空腔结构被从上至下依次设置的隔离板4和密封板11分成上腔室、中腔室和下腔室18；上腔室内固定安装有所述储能机构19及集成电路结构，集成电路结构安放在电路腔室3内，储能机构19为蓄电池，其通过设置于隔离板4上的线孔5与摩擦纳米发电机构20电连接，给所述数字显示屏供电。集成电路结构用于数据转换与内嵌安装于壳体上盖1的数字显示屏2连接。集成电路模块将摩擦纳米发电机构的输出电压频率转化为液体流速数据传输给数字显示屏显示，其包括变压电路、整流电路，此外集成电路模块还包括压力转换电路和温度转换电路。所述中腔室内设置有摩擦纳米发电机构19。摩擦纳米发电机构包括同轴设置的尺寸相同的上摩擦片6和下摩擦片10；所述下摩擦片10通过涡轮轴14连接涡轮13做同步旋转运动；密封板中心位置设置有密封孔，密封孔尺寸与传动轴紧密配合，传动轴穿过所述密封板与涡轮轴14栓接。如图2所示，下腔室18内安装有涡轮13，且腔室侧壁连接管路系统，述管路系统包括进液管路16和出液管路17。本流速计中通过改善涡轮结构，设计符合流体流动特性的涡轮叶片，降低涡轮对液体流速的阻力，涡轮叶片机构如图9所示。摩擦纳米发电机构20的上摩擦片6附着有两片尺寸相同的扇叶形电极膜且两扇形电极膜角平分线处于一条直线；所述摩擦纳米发电机构的下摩擦片10附着有一尺寸与上述扇叶型电极膜相同的扇叶形绝缘膜。通过电极膜表面的图案化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自供能液体流速计，其特征在于，其包括：壳体、涡轮、传动轴、摩擦纳米发电机构、储能机构、数字显示屏以及管路系统；其中，所述壳体为圆柱形空腔结构，所述空腔结构被从上至下依次设置的隔离板和密封板分成上腔室、中腔室和下腔室；所述上腔室内固定安装有所述储能机构及集成电路结构，所述储能机构通过设置于隔离板上的线孔与所述摩擦纳米发电机构电连接，所述集成电路结构用于数据转换与内嵌安装于壳体上表面的数字显示屏连接；所述中腔室内设置有摩擦纳米发电机构，所述摩擦纳米发电机构包括同轴设置的尺寸相同的上摩擦片和下摩擦片；所述下摩擦片通过随涡轮轴与涡轮做同步旋转运动；所述下腔式内安装有涡轮，且腔室侧壁连接管路系统，所述管路系统包括进液管路和出液管路。

【技术特征摘要】
1.一种自供能液体流速计，其特征在于，其包括：壳体、涡轮、传动轴、摩擦纳米发电机构、储能机构、数字显示屏以及管路系统；其中，所述壳体为圆柱形空腔结构，所述空腔结构被从上至下依次设置的隔离板和密封板分成上腔室、中腔室和下腔室；所述上腔室内固定安装有所述储能机构及集成电路结构，所述储能机构通过设置于隔离板上的线孔与所述摩擦纳米发电机构电连接，所述集成电路结构用于数据转换与内嵌安装于壳体上表面的数字显示屏连接；所述中腔室内设置有摩擦纳米发电机构，所述摩擦纳米发电机构包括同轴设置的尺寸相同的上摩擦片和下摩擦片；所述下摩擦片通过随涡轮轴与涡轮做同步旋转运动；所述下腔式内安装有涡轮，且腔室侧壁连接管路系统，所述管路系统包括进液管路和出液管路。2.根据权利要求1所述的自供能液体流速计，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐敏义，张向前，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21