一种用于物联网的无源式流量监测仪表制造技术

一种用于物联网的无源式流量监测仪表，包括感应机构、控制机构和发电机构；感应机构包括设置于流体管道内部的流量传感器；控制机构包括固定设置在流体管道外部的控制单元，控制单元包括主板，主板电性连接有显示屏、NB‑IoT模块和采集电路，其中采集电路与流量传感器电性连接；发电机构包括设置在流体管道外部的微型发电机，微型发电机的主动轴伸入到流体管道内，主动轴上固定套设有叶轮，并且在流体的流动方向上叶轮位于流量传感器的前方，微型发电机通过保护电路电性连接有锂电池，锂电池与主板电性连接。本发明专利技术提供借助于物联网技术实现流量数据的快速无线传输，并且能够自行供电，避免了额外布线带来的安装困难和成本高昂的问题。

A Passive Flow Monitoring Instrument for Internet of Things

A passive flow monitoring instrument used in the Internet of Things includes induction mechanism, control mechanism and generator mechanism; induction mechanism includes flow sensor installed inside the fluid pipeline; control mechanism includes control unit fixed outside the fluid pipeline, control unit includes motherboard, motherboard electrically connected with display screen, NB_IoT module and acquisition circuit, in which acquisition power is provided. The circuit is electrically connected with the flow sensor; the generator mechanism includes a micro-generator set outside the fluid pipeline. The main shaft of the micro-generator extends into the fluid pipeline, and the impeller is fixed on the main shaft. In the flow direction of the fluid, the impeller is located in front of the flow sensor. The micro-generator is electrically connected with lithium batteries, lithium batteries and the main board through the protective circuit. Connect. The invention provides fast wireless transmission of flow data by means of Internet of Things technology, and can supply power by itself, avoiding installation difficulties and high cost problems caused by extra wiring.

【技术实现步骤摘要】
一种用于物联网的无源式流量监测仪表
本专利技术涉及流量监测
，具体的说是一种用于物联网的无源式流量监测仪表。
技术介绍
在生产和生活中，对流体的流量进行监测是非常重要的一个环节，例如生活中对自来水用量和天然气用量进行监测，生产中对原料气体流量进行监测和对废水排放量进行监测。对流量的监测过程中，仪表是至关重要的设备。传统的流量监测仪表大多采用纯机械机构，缺点是精度有限，并且需要人工查看，费事费力，并且人工查看过程中也存在误读的可能，导致监测数据不够准确。随着技术的发展，有源式的流量监测仪表逐渐推广起来，有源式流量监测仪表利用电子技术能够获取更加精确的监测数据，并且实现数据的实时传输，从而无需人工查看，大大提高了监测效率。但是传统的有源式流量监测仪表受技术发展的限制，功耗较高，需要单独布线来提供电力和进行数据传输，成本较高，而且有些地方布线困难。
技术实现思路
为了解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种用于物联网的无源式流量监测仪表，借助于物联网技术实现流量数据的快速无线传输，并且能够自行供电，避免了额外布线带来的安装困难和成本高昂的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的具体方案为：一种用于物联网的无源式流量监测仪表，包括感应机构、控制机构和发电机构；所述感应机构包括设置于所述流体管道内部的流量传感器；所述控制机构包括固定设置在所述流体管道外部的控制单元，控制单元包括主板，主板电性连接有显示屏、NB-IoT模块和采集电路，其中采集电路与所述流量传感器电性连接；所述发电机构包括设置在所述流体管道外部的微型发电机，微型发电机的主动轴伸入到流体管道内，主动轴上固定套设有叶轮，并且在流体的流动方向上叶轮位于所述流量传感器的前方，微型发电机通过保护电路电性连接有锂电池，锂电池与所述主板电性连接。作为一种优选方案，所述流体管道上固定设置有第一连通管，第一连通管与流体管道相连通，第一连通管内固定设置有第一固定板，第一固定板固定连接有空心的导柱，导柱伸入到流体管道内，所述流量传感器从导柱中穿过。作为一种优选方案，所述导柱与所述第一连通管之间设置有第一密封圈。作为一种优选方案，所述第一连通管背向所述流体管道的一端固定连接有敞开箱体，敞开箱体与第一连通管相连通，所述主板和所述显示屏均固定设置在敞开箱体内，敞开箱体的敞开端固定设置有用于对显示屏进行保护的保护罩。作为一种优选方案，所述流体管道上固定设置有封闭箱体，封闭箱体与流体管道相连通，并且在流体的流动方向上封闭箱体位于所述敞开箱体的前方，所述微型发电机固定设置在封闭箱体内。作为一种优选方案，所述封闭箱体内固定设置有第二固定板和第三固定板，所述主动轴依次穿过第二固定板和第三固定板，主动轴与第二固定板之间设置有第二密封圈，主动轴与第三固定板之间通过轴承相连接。作为一种优选方案，所述封闭箱体和所述敞开箱体通过第二连通管相连通，所述锂电池设置在第二连通管内。作为一种优选方案，所述第二连通管的外壁上固定设置有发射天线，发射天线与所述NB-IoT模块电性连接。有益效果：1、本专利技术能够实现流量数据的快速和无线传输，从而提高流量监测的效率，并且还能够通过显示屏实时显示流量数据，当网络出现故障的时候仍然能够人工查看流量数据，避免流量数据丢失；2、本专利技术采用无源式结构，即无需额外供电，依靠流体自身的流动驱动叶轮，进而利用叶轮驱动驱动微型发电机，微型发电机产生的电量储存到锂电池内，使锂电池能够持续地为主板、显示屏、NB-IoT模块等耗电元件供电，避免了额外布线带来的安装困难和成本高昂的问题；3、本专利技术的叶轮在流体的流动方向上是位于流量传感器前方的，所以流体驱动叶轮时产生的乱流不会对流量传感器产生干扰，能够保证流量传感器感应到的流量数据的准确性。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是本专利技术的控制单元结构示意图。附图标记：1-流体管道，2-第一连通管，3-流量传感器，4-导柱，5-第一密封圈，6-第一固定板，7-叶轮，8-主动轴，9-第二密封圈，10-第二固定板，11-封闭箱体，12-第三固定板，13-轴承，14-微型发电机，15-第二连通管，16-发射天线，17-敞开箱体，18-保护罩，19-显示屏，20-控制单元。具体实施方式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，所描述的实施例仅仅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做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。请参阅图1和2，一种用于物联网的无源式流量监测仪表，包括感应机构、控制机构和发电机构。感应机构包括设置于流体管道1内部的流量传感器3。控制机构包括固定设置在流体管道1外部的控制单元20，控制单元20包括主板，主板电性连接有显示屏19、NB-IoT模块和采集电路，其中采集电路与流量传感器3电性连接。发电机构包括设置在流体管道1外部的微型发电机14，微型发电机14的主动轴8伸入到流体管道1内，主动轴8上固定套设有叶轮7，并且在流体的流动方向上叶轮7位于流量传感器3的前方，微型发电机14通过保护电路电性连接有锂电池，锂电池与主板电性连接。本专利技术在使用时，通过流量传感器3实时感应流体的流量，然后主板通过采集电路实时采集流量数据，之后主板对流量数据处理之后一方面借助于NB-IoT模块通过NB-IoT技术将流量数据发送到物联网中，实现流量数据的快速和无线传输，另一方面通过显示屏19实时显示流量数据，当网络出现故障的时候仍然能够人工查看流量数据，避免流量数据丢失。流体经过流量传感器3之后流动到叶轮7的位置，推动叶轮7转动，叶轮7再带动主动轴8转动，从而驱动微型发电机14，微型发电机14产生的电量储存到锂电池内，使锂电池能够持续地为主板、显示屏19、NB-IoT模块等耗电元件供电，考虑到锂电池本身的特性，设置保护电路对锂电池进行保护，避免出现过压等情况造成锂电池受损。因为在流体的流动方向上叶轮7是位于流量传感器3前方的，所以流体驱动叶轮7时产生的乱流不会对流量传感器3产生干扰，能够保证流量传感器3感应到的流量数据的准确性。因为NB-IoT技术本身的耗电量很低，并且主板和显示屏19都可以采用低功耗器件，因此在流体持续地驱动下，微型发电机14产生的电量是能够保证整个仪表持续运行的。在本实施例中，主板可以设置为STM32L0系列超低功耗嵌入式主板，显示屏19可以设置为BL12864黑白液晶屏。为了防止流体泄漏，并且对流量传感器3进行保护，在流体管道1上固定设置有第一连通管2，第一连通管2与流体管道1相连通，第一连通管2内固定设置有第一固定板6，第一固定板6固定连接有空心的导柱4，导柱4伸入到流体管道1内，流量传感器3从导柱4中穿过。第一固定板6起到隔断第一连通管2的目的，避免流体通过第一连通管2接触到控制单元20造成控制单元20受损，而导柱4起到对流量传感器3的感应头进行支撑的目的，避免流体流速过快时候流量传感器3的感应头受到过大的挤压力而损坏。为了进一步提升防流体泄漏的性能，导柱4与第一连通管2之间设置有第一密封圈5。控制单元20具体的设置方式为：第一连通管2背向流体管道1的一端固定连接有敞开箱体17，敞开箱体17与第一连通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于物联网的无源式流量监测仪表，其特征在于：包括感应机构、控制机构和发电机构；所述感应机构包括设置于所述流体管道（1）内部的流量传感器（3）；所述控制机构包括固定设置在所述流体管道（1）外部的控制单元（20），控制单元（20）包括主板，主板电性连接有显示屏（19）、NB‑IoT模块和采集电路，其中采集电路与所述流量传感器（3）电性连接；所述发电机构包括设置在所述流体管道（1）外部的微型发电机（14），微型发电机（14）的主动轴（8）伸入到流体管道（1）内，主动轴（8）上固定套设有叶轮（7），并且在流体的流动方向上叶轮（7）位于所述流量传感器（3）的前方，微型发电机（14）通过保护电路电性连接有锂电池，锂电池与所述主板电性连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于物联网的无源式流量监测仪表，其特征在于：包括感应机构、控制机构和发电机构；所述感应机构包括设置于所述流体管道（1）内部的流量传感器（3）；所述控制机构包括固定设置在所述流体管道（1）外部的控制单元（20），控制单元（20）包括主板，主板电性连接有显示屏（19）、NB-IoT模块和采集电路，其中采集电路与所述流量传感器（3）电性连接；所述发电机构包括设置在所述流体管道（1）外部的微型发电机（14），微型发电机（14）的主动轴（8）伸入到流体管道（1）内，主动轴（8）上固定套设有叶轮（7），并且在流体的流动方向上叶轮（7）位于所述流量传感器（3）的前方，微型发电机（14）通过保护电路电性连接有锂电池，锂电池与所述主板电性连接。2.如权利要求1所述的一种用于物联网的无源式流量监测仪表，其特征在于：所述流体管道（1）上固定设置有第一连通管（2），第一连通管（2）与流体管道（1）相连通，第一连通管（2）内固定设置有第一固定板（6），第一固定板（6）固定连接有空心的导柱（4），导柱（4）伸入到流体管道（1）内，所述流量传感器（3）从导柱（4）中穿过。3.如权利要求2所述的一种用于物联网的无源式流量监测仪表，其特征在于：所述导柱（4）与所述第一连通管（2）之间设置有第一密封圈（5）。4.如权利要求2所述的一种用于物联网的无源式流量监测仪表，其特征在于：所述第一连通管（2）背向所...

【专利技术属性】
技术研发人员：于素萍，毛伟伟，董汉磊，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41