[发明专利]一种卫浴用流量检测装置及流量检测方法

权利要求书

1.一种卫浴用流量检测装置，设置在卫浴用品的管道内且与卫浴用品管道内的发电机(1)相连接，其特征在于：包括控制器(2)、供电电路(3)、流量检测电路(4)，所述供电电路(3)分别与所述发电机(1)、控制器(2)相连接以将发电机(1)产生的电能供给控制器(2)，所述流量检测电路(4)包括用于采集发电机转动的频率信号的频率信号采集电路(41)、用于采集发电机输出电压信号的电压信号采集电路(42)，所述频率信号采集电路(41)、电压信号采集电路(42)均连接在所述供电电路(3)的信号采集端和控制器(2)的信号输入端之间，所述流量检测电路(4)将获取发电机(1)转动的频率信号、电压信号并传送至控制器(2)内以供所述控制器(2)计算获取水流流量数据。

2.根据权利要求1所述的卫浴用流量检测装置，其特征在于：所述频率信号采集电路(41)包括一阶低通滤波电路(411)和能将连续模拟信号转换为频率信号的三极管(Q2)，所述一阶低通滤波电路(411)的输入端连接在供电电路(3)的信号采集端，一阶低通滤波电路(411)的输出端与三极管(Q2)的基极相连接，三极管(Q2)的发射极接地；

所述电压信号采集电路(42)采用分压电路，分压电路的电压输入端与三极管(Q2)的集电极相连接。

3.根据权利要求2所述的卫浴用流量检测装置，其特征在于：所述分压电路上还并联连接有齐纳稳压二极管(DZ2)以对分压电路的输出电压进行钳位。

4.根据权利要求2所述的卫浴用流量检测装置，其特征在于：所述分压电路上并联连接有电容。

5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的卫浴用流量检测装置，其特征在于：所述供电电路(3)包括储能电路(31)、整流滤波电路(32)和低压差线性稳压器(DZ1)，所述整流滤波电路(32)分别与所述发电机(1)的电能输出端、储能电路(31)的输入端相连接，所述低压差线性稳压器(DZ1)分别与储能电路(31)的输出端、控制器(2)的电源输入端相连接。

6.根据权利要求5所述的卫浴用流量检测装置，其特征在于：所述频率信号采集电路(41)、电压信号采集电路(42)的输入端均连接在整流滤波电路(32)中滤波电路的前端。

7.一种应用如权利要求5所述的卫浴用流量检测装置的流量检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、初始化；

步骤二、控制器(2)获取频率信号采集电路(41)采集的脉冲频率信号，进而判断是否有水流；

如果判断有水流则进入步骤三；

如果判断无水流则储能电路(31)供电给控制器(2)，以短时间保存控制器(2)内存中的流量数据，进而返回步骤二；

步骤三、控制器(2)读取内存中的水流流量值，同时控制器(2)接收频率信号采集电路(41)采集的发电机转动的频率信号、电压信号采集电路(42)采集的发电机输出电压信号，进而根据控制器(2)中存储的水流流量与发电机转动的频率数据、发电机输出电压数据的计算关系公式，累加计算水流流量，进而获取当前洗浴过程中的水流总流量；

步骤四、返回步骤二，直至控制器(2)内存中的水流流量丢失。

8.根据权利要求7所述的流量检测方法，其特征在于：所述步骤二中，设置脉冲频率阈值；

如果控制器(2)获取频率信号采集电路(41)采集的脉冲频率信号大于设置脉冲频率阈值，则判断有水流；

如果控制器(2)获取频率信号采集电路(41)采集的脉冲频率信号大于0且小于脉冲频率阈值，则判断卫浴用品处于非正常使用状态，控制器(2)发出提示信号，同时进入步骤三；

如果控制器(2)获取频率信号采集电路(41)采集的脉冲频率信号小于0，则判断无水流。

9.根据权利要求7所述的流量检测方法，其特征在于：所述控制器(2)内水流流量与发电机转动的频率数据、发电机输出电压数据的计算关系公式的获取过程为：

步骤3.1、在水源和卫浴用品的水管之间连接高精度水表，通过水表读取水流的流速，进而根据流速计算获取水流的流量；

步骤3.2、在利用高精度水表读取水流流速的同时，利用示波器连接频率信号采集电路(41)、电压信号采集电路(42)的信号输出端，进而读取相应的频率数据和电压数据；

步骤3.3、利用拟合算法获取水流流速的计算公式

v＝f(x,y)＝P₀₀+P₀₁x+P₀₂y；

其中v为水流流速，x为频率信号采集电路(41)输出的发电机转动的频率数据，y为电压信号采集电路(42)输出的发电机的输出电压数据，P₀₀、P₀₁、P₀₂均为拟合系数；

步骤3.4、根据水流流速计算水流的流量；

F＝∑v_i*t_i；

其中i为自然数，v_i表示第i个水流流速值，t_i表示采样间隔时间。