一种基于压电陶瓷自供电的智能水表.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108091060A(43)申请公布日2018.05.29(21)申请号201810082902.2(22)申请日2018.01.29(71)申请人福建天蕊光电有限公司地址350000福建省福州市仓山区盖山镇高仕路7号B座4楼(72)发明人陈辉龙(74)专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司35100代理人蔡学俊(51)Int.Cl.G07F15/06(2006.01)G01F15/06(2006.01)G01F15/075(2006.01)H02N2/18(2006.01)H02J7/32(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图6页(54)发明名称一种基于压电陶瓷自供电的智能水表(57)摘要本发明提出一种基于压电陶瓷自供电的智能水表，包括控制电路、贮电电池、压电陶瓷发电模块、水量计数器；所述压电陶瓷发电模块包括设于水表水路内的弹性条带；所述弹性条带的一端固定于发电模块安装座处，另一端悬空于水表水路中，弹性条带长边与水流方向成角度设置，弹性条带的表面设有压电陶瓷薄层，压电陶瓷薄层的电输出端与贮电电池相连；当弹性条带在水流冲力下形变时，压电陶瓷薄层产生的电能输出至贮电电池进行存贮；贮电电池对控制电路供电；水量计数器与水表叶轮相连，当水压推动叶轮旋转时，水量计数器计量用水量；本发明能够有效解决智能水表的长期监测控制供电问题，且具有结构简单、安装方便、绿色环保、经济实用等优点。CN108091060ACN108091060A权利要求书1/2页1.一种基于压电陶瓷自供电的智能水表，其特征在于：所述智能水表包括控制电路（6）、贮电电池（3）、压电陶瓷发电模块、水量计数器（5）；所述压电陶瓷发电模块包括设于水表水路内的弹性条带（1）；所述弹性条带（1）的一端固定于发电模块安装座处，另一端悬空于水表水路中，所述弹性条带（1）长边与水流方向成角度设置，弹性条带的表面设有压电陶瓷薄层（4），压电陶瓷薄层的电输出端与贮电电池（3）相连；当所述弹性条带（1）在水流冲力下形变时，压电陶瓷薄层（4）产生的电能输出至贮电电池进行存贮；所述贮电电池对控制电路供电；所述水量计数器与控制电路的模数转换接口相连；水量计数器以计数机构与水表叶轮相连，当水表水路的水压推动叶轮旋转时，水量计数器的计数机构被叶轮驱动以计量用水量。2.根据权利要求1所述的一种基于压电陶瓷自供电的智能水表，其特征在于：所述水量计数器的计数机构以非易失性数据存贮结构存贮用水量计数值；所述非易失性数据存贮结构包括电阻阻值位置计数结构、磁条位置计数结构或光栅位置计数结构中的一种。3.根据权利要求2所述的一种基于压电陶瓷自供电的智能水表，其特征在于：当所述水量计数器的非易失性数据存贮结构为电阻阻值位置计数结构时，计数器以电阻接口与控制电路的模数转换接口相连；所述电阻接口包括计数圆片和带缺口的电阻环；所述电阻环与计数圆片外周相邻，控制电路的模数转换接口以第一触点与计数圆片相连；模数转换接口经导线以第二触点与电阻环相连；所述计数圆片与叶轮相连；当计数圆片在叶轮驱动下旋转时，第二触点在电阻环处滑移使电阻接口阻值发生变化，控制电路按水量计数器的电阻接口阻值来判定当前已用水量。4.根据权利要求1所述的一种基于压电陶瓷自供电的智能水表，其特征在于：所述弹性条带为金属弹性薄片或弹性塑料片；当弹性条带为金属弹性薄片时，弹性条带表面层为以防水处理成型的表面层。5.根据权利要求1所述的一种基于压电陶瓷自供电的智能水表，其特征在于：所述发电模块包括固定环和横贯于固定环内的固定横杆，所述固定环以螺旋结构固定于水表出水口处；所述固定横杆处设有弹性条带固定孔；当弹性条带固定于弹性条带固定孔时，弹性条带与水流方向成一角度范围在0~30°间的夹角。6.根据权利要求5所述的一种基于压电陶瓷自供电的智能水表，其特征在于：所述压电陶瓷薄层设于弹性条带的上表面和/或下表面，当水表内水体流动时冲击弹性条带使之周期性弯曲变形，使至少一个压电陶瓷薄层受压形变而产生电能；所述压电陶瓷薄层表面覆以防水材料。7.根据权利要求1所述的一种基于压电陶瓷自供电的智能水表，其特征在于：所述智能水表还包括设于水表进水口处的电磁阀，所述电磁阀与控制电路相连以根据控制指令打开或切断水路。8.根据权利要求7所述的一种基于压电陶瓷自供电的智能水表，其特征在于：所述控制电路内置微处理器；控制电路包括读卡电路和通信电路。9.根据权利要求8所述的一种基于压电陶瓷自供电的智能水表，其特征在于：当所述智能水表以读取水费卡来控制用户用水，且电磁阀为常开型电磁阀时，其工作流程依次包括以下步骤；2CN108091060A权利要求书2/2页A1、用户打开水龙头，使水表水路内形成水流，发电模块以水流进