傳統(tǒng)的智能水表,在控制水閥開啟和關(guān)斷時(shí),普遍采用的方法是內(nèi)裝鋰電池.鋰電池的優(yōu)點(diǎn)在于重量輕、能量大、自放電率低等.雖然如此,由于智能水表都沒有設(shè)計(jì)再充電電路,鋰電池使用到一定時(shí)間后,將無法為控制電路提供能量,不得不更換電池.上門為用戶更換電池或水表,這對(duì)于水表生產(chǎn)廠家和自來水公司來說都是一件繁瑣的事.更危險(xiǎn)的是,電池電量不足的情況出現(xiàn)是隨機(jī)的,如果不精確和及時(shí)的監(jiān)測(cè)電池電量,將無法可靠的關(guān)斷水閥,造成無法計(jì)費(fèi)、逃水現(xiàn)象等情況出現(xiàn).這是內(nèi)部安裝了鋰電池的智能水表的致命缺點(diǎn),直接影響到它的推廣和使用.為了解決這一制約智能水表發(fā)展的瓶頸問題,可以用超級(jí)電容代替鋰電池應(yīng)用于智能水表.超級(jí)電容是一種無源器件,介于電池與普通電容之間,具有電容的大電流快速充放電特性,同時(shí)也有電池的儲(chǔ)能特性,并且重復(fù)使用壽命長,放電時(shí)利用移動(dòng)導(dǎo)體間的電子(而不依靠化學(xué)反應(yīng))釋放電流,從而為設(shè)備提供電源.這種方案是用超級(jí)電容替換鋰電池,封裝在水表中,同時(shí)外接干電池供電.平時(shí)干電池提供水表電路所需能量和對(duì)超級(jí)電容充電,在需要開啟水閥時(shí),先檢測(cè)超級(jí)電容是否存儲(chǔ)足夠能量,如果沒有存儲(chǔ)足夠能量,將不開啟水閥,當(dāng)檢測(cè)它存儲(chǔ)足夠能量時(shí),由外接干電池提供能量將水閥開啟;在需要關(guān)斷水閥時(shí),如果外接電池不能提供能量將水閥關(guān)斷,那么超級(jí)電容將在此刻提供能量來關(guān)斷水閥.如同一個(gè)儲(chǔ)水箱,平時(shí)將水存儲(chǔ)起來,在停水時(shí)提供必要的水.
圖2是應(yīng)用示意圖.正常情況下,電池通過電阻R、二級(jí)管D1向負(fù)載和超級(jí)電容充電.電阻R的作用是限制電流過大,因?yàn)槌?jí)電容內(nèi)阻很小,充電時(shí)電流較大可能造成電池?fù)p壞.二級(jí)管D1防止反向電流.當(dāng)電池電壓過低,或突然斷電時(shí)(如取下電池),由超級(jí)電容繼續(xù)為電路提供電源,同時(shí),超級(jí)電容存儲(chǔ)的能量足以關(guān)斷閥門.
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