РАСХОДОМЕР (ВАРИАНТЫ)

Заявленная полезная модель относится к области измерения расхода жидкости и может быть использована при измерении расхода воды в системах водоснабжения.
Известен, выбранный в качестве ближайшего аналога, расходомер, содержащий генератор электрической энергии соединенный с, соединенными между собой, преобразователем параметров характеризующих расход жидкости в электрический сигнал и с преобразователем параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости (патент на изобретение США №2221943, Кл. МПК G01F 1/08, опубл. 19.11.1940 г.)
Недостатком данного расходомера является то, что в нем невозможно дистанционно регистрировать показания индикаторных устройств (датчиков расхода), это особенно неудобно при регистрации показаний приборов каждой квартиры многоквартирного дома. Таким образом, основным недостатком известного расходомера является отсутствие централизованного контроля за расходом жидкости.
Техническим результатом, который может быть получен в заявленной полезной модели, является создание расходомера, в котором предусмотрен централизованный контроль за расходом жидкости.
Технический результат достигается тем, что в расходомере содержащем генератор электрической энергии, преобразователь параметров характеризующих расход жидкости в электрический сигнал соединенный с преобразователем параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости, введен накопитель электрической энергии соединенный с преобразователем характеризующих расход жидкости в электрический сигнал, преобразователем параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости и беспроводным приемопередатчиком, взаимодействующим при помощи беспроводного канала связи с беспроводным приемопередатчиком, установленным на приемном пункте, при этом либо генератор электрической энергии, либо накопитель электрической энергии снабжен блоком стабилизации напряжения, кроме того, преобразователь параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости может быть снабжен запоминающим устройством и часами реального времени.
А также тем, что в расходомере содержащем генератор электрической энергии, соединенный с преобразователем параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости, введен накопитель электрической энергии соединенный с преобразователем параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости и беспроводным приемопередатчиком, взаимодействующим при помощи беспроводного канала связи с беспроводным приемопередатчиком, установленным на приемном пункте, при этом либо генератор электрической энергии, либо накопитель электрической энергии снабжен блоком стабилизации напряжения, кроме того, преобразователь параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости может быть снабжен запоминающим устройством и часами реального времени.
Заявленная полезная модель поясняется при помощи схем приведенных на фиг.1, 2, 3. На фиг.1 представлен первый вариант исполнения расходомера, соответствующий настоящей полезной модели, на фиг.2 представлен второй вариант исполнения расходомера, соответствующий настоящей полезной модели, на фиг.3 и 4 представлены примеры реализации первого и второго вариантов расходомера, соответственно.
На фиг.1 и 2 приняты следующие обозначения:
- генератор 1 электрической энергии;
- накопитель 2 электрической энергии;
- преобразователь 3 параметров характеризующих расход жидкости в электрический сигнал;
- преобразователь 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости;
- беспроводной приемопередатчик 5;
- беспроводной приемопередатчик 6, установленный на приемном пункте;
- трубопровод 7;
- лопатки 8 генератора 1 электрической энергии;
- контакт 9, установленный на одной из лопаток 8;
- контакт 10, установленный на внутренней поверхности трубопровода 7;
- микроконтроллер 11.
Заявленный расходомер, соответствующий первому варианту исполнения полезной модели и представленный на фиг.1, состоит из генератора 1 электрической энергии соединенного с накопителем 2 электрической энергии, а также из последовательно соединенных преобразователя 3 параметров характеризующих расход жидкости в электрический сигнал, преобразователя 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости и беспроводного приемопередатчика 5. Преобразователь 3 параметров характеризующих расход жидкости в электрический сигнал, преобразователь 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости и беспроводной приемопередатчик 5 соединены с накопителем 2 электрической энергии для получения от него электрического питания.
Заявленный расходомер, соответствующий второму варианту исполнения полезной модели и представленный на фиг.2, состоит из генератора 1 электрической энергии соединенного с накопителем 2 электрической энергии и с преобразователем 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости, а также из беспроводного приемопередатчика 5, соединенного с с накопителем 2 электрической энергии и с преобразователем 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости, которые соединены между собой.
Генератор 1 электрической энергии может состоять из статора и ротора, снабженного средством, способным совершать механические колебания под воздействием движущегося потока жидкости, в качестве которого может быть использована турбина, выполненная из набора лопаток установленных на валу. В качестве накопителя 2 электрической энергии может быть использован, например, аккумулятор или конденсатор. В качестве преобразователя 3 параметров характеризующих расход жидкости в электрический сигнал, используется устройство измеряющее какую-либо характеристику потока, например, количество оборотов совершаемых одной лопаткой, установленной на валу ротора, в единицу времени.
В качестве преобразователя 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости, может быть использован блок производящий расчеты на основании информации, полученной от преобразователя 3 параметров характеризующих расход жидкости в электрический сигнал (например, информации о количество оборотов совершаемых одной лопаткой, установленной на валу ротора, в единицу времени) или полученной от генератора 1 электрической энергии (например, информации о частоте вращения ротора генератора 1 электрической энергии), и получающий числовое значение какого-либо параметра характеризующего расход, например, объем жидкости в единицу времени (скорость потока в трубопроводе). Беспроводной приемопередатчик 5 может взаимодействовать с приемопередатчиком 6, установленным на приемном пункте, посредством беспроводного канала связи. Беспроводной канал связи может быть радиочастотным каналом связи, оптическим каналом связи, или любым иным электромагнитным, беспроводным каналом связи.
Для осуществления стабилизации напряжения генератор 1 электрической энергии или накопитель 2 электрической энергии снабжен блоком стабилизации напряжения (на фиг.1-4 не показан).
Преобразователь 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости снабжен запоминающим устройством и часами реального времени (на фиг.1-4 не показаны).
На фиг.3 представлен пример конкретной реализации расходомера, соответствующего первому варианту исполнения полезной модели.
В этом устройстве расходомера генератор 1 электрической энергии размещен внутри трубопровода 7, на валу ротора генератора 1, установлены лопатки 8. Вал ротора генератора 1 электрической энергии расположен вдоль движения потока в трубопроводе 7 и совпадает с осью трубопровода 7, а плоскость вращения лопаток будет перпендикулярна направлению движения потока в трубопроводе 7. Генератор 1 электрической энергии соединен с накопителем 2 электрической энергии, размещенным за пределами трубопровода 7, однако накопитель 2 электрической энергии может быть размещен внутри трубопровода 7, в общем корпусе с генератором 1 электрической энергии. Преобразователь 3 параметров характеризующих расход жидкости в электрический сигнал выполнен в виде контакта 9, установленного на одной из лопаток 8, установленных на валу ротора генератора 1 электрической энергии, и, соединенного с микроконтроллером 11, контакта 10, установленного на внутренней поверхности трубопровода 7. Преобразователь 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости расположен за пределами трубопровода и соединен с микроконтроллером 11 и беспроводным приемопередатчиком 5, который может взаимодействовать с приемопередатчиком 6, установленным на приемном пункте.
Расходомер, соответствующий первому варианту исполнения, работает следующим образом.
Находясь в потоке жидкости и под его воздействием лопатки 8 вращаются вместе с валом ротора генератора 1 электрической энергии, при этом в генераторе 1 вырабатывается электрическая энергия, напряжение которой стабилизируется блоком стабилизации напряжения, расположенном на выходе из генератора 1 электрической энергии. Вырабатываемая генератором 1 электрическая энергия накапливается в накопителе 2 электрической энергии.
В тоже время, контакт 9, установленный на одной из лопаток 8, также как и лопатки 8 вращается вокруг оси трубопровода 7. Доходя до контакта 10, неподвижно установленного на внутренней поверхности трубопровода 7, контакт 9 вступает в контактное взаимодействие с контактом 10, при этом микроконтроллер 11 вырабатывает и передает на преобразователь 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости один электрический импульс. Преобразователь 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости, снабженный часами реального времени, фиксирует время поступления электрического импульса.
Через некоторый промежуток времени контакт 9 снова вступает в контактное взаимодействие с контактом 10, при этом микроконтроллер 11 вырабатывает и передает на преобразователь 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости следующий электрический импульс. Преобразователь 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости фиксирует время поступления следующего электрического импульса и рассчитывает значение временного интервала между приходом двух импульсов. Затем преобразователь 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости на основании значения временного интервала между приходом двух импульсов рассчитывает скорость вращения контакта 9 вокруг оси трубопровода и определяет скорость движения потока жидкости в трубопроводе 7 во временном интервале между приходом двух импульсов. Далее, на основании скорости движения потока жидкости в трубопроводе 7 и площади поперечного сечения трубопровода 7, которая известна и введена в программу расчетов преобразователя 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости, преобразователь 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости определяет объем жидкости прошедшей по трубопроводу 7 за временной интервал между приходом двух импульсов. Данные о расходе жидкости в каждом временном интервале между приходом двух соседних импульсов вносятся в запоминающее устройство преобразователя 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости.
При выполнении контроля за расходом жидкости, через беспроводной приемопередатчик 6, установленный на приемном пункте, направляют запрос на беспроводной приемопередатчик 5 о текущем расходе жидкости в виде радиочастотного сигнала. Беспроводной приемопередатчик 5 передает полученный запрос преобразователю 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости. Преобразователь 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости направляет информацию из запоминающего устройства о текущем расходе жидкости на беспроводной приемопередатчик 5, который передает полученную информацию на беспроводной приемопередатчик 6, установленный на приемном пункте, в виде радиочастотного сигнала.
На фиг.4 представлен пример конкретной реализации расходомера, соответствующего второму варианту исполнения полезной модели.
В этом устройстве расходомера генератор 1 электрической энергии размещен внутри трубопровода 7, на валу ротора генератора 1, установлены лопатки 8. Вал ротора генератора 1 электрической энергии расположен вдоль движения потока в трубопроводе 7 и совпадает с осью трубопровода 7, а плоскость вращения лопаток будет перпендикулярна направлению движения потока в трубопроводе 7. Генератор 1 электрической энергии соединен с накопителем 2 электрической энергии, размещенным за пределами трубопровода 7, однако накопитель 2 электрической энергии может быть размещен внутри трубопровода 7, в общем корпусе с генератором 1 электрической энергии. Преобразователь 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости расположен за пределами трубопровода и соединен с генератором 1 электрической энергии и беспроводным приемопередатчиком 5, который может взаимодействовать с приемопередатчиком 6, установленным на приемном пункте.
Расходомер, соответствующий второму варианту исполнения, работает следующим образом.
Находясь в потоке жидкости и под его воздействием лопатки 8 вращаются вместе с валом ротора генератора 1 электрической энергии, при этом в генераторе 1 вырабатывается электрическая энергия, которая накапливается в накопителе 2 электрической энергии, а ее напряжение стабилизируется блоком стабилизации напряжения, расположенном в накопителе 2 электрической энергии.
В тоже время, информация о частоте вращения ротора генератора 1 электрической энергии поступает на преобразователь 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости. На основании полученной информации о частоте вращении ротора генератора 1 электрической энергии, преобразователь 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости рассчитывает скорость вращения лопаток 8 вокруг оси трубопровода и определяет скорость движения потока жидкости в трубопроводе 7 в единицу времени. Далее, на основании скорости движения потока жидкости в трубопроводе 7 и площади поперечного сечения трубопровода 7, которая известна и введена в программу расчетов преобразователя 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости, преобразователь 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости определяет объем жидкости прошедшей по трубопроводу 7 за ту же единицу времени. Данные о расходе жидкости в каждую единицу времени вносятся в запоминающее устройство преобразователя 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости.
При выполнении контроля за расходом жидкости, через беспроводной приемопередатчик 6, установленный на приемном пункте, направляют запрос на беспроводной приемопередатчик 5 о текущем расходе жидкости в виде электромагнитного сигнала. Беспроводной приемопередатчик 5 передает полученный запрос преобразователю 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости. Преобразователь 4 параметров электрического сигнала в значение расхода жидкости направляет информацию из запоминающего устройства о текущем расходе жидкости на беспроводной приемопередатчик 5, который передает полученную информацию на беспроводной приемопередатчик 6, установленный на приемном пункте, в виде электромагнитного (например, оптического) сигнала.
Таким образом за счет введения в расходомер накопителя электрической энергии и беспроводного приемопередатчика, возникает возможность осуществления централизованного контроля за расходом жидкости.