流体剪切驱动自供电装置和自供电智能监控系统

技术领域

本发明涉及智能监控技术领域，特别涉及一种流体剪切驱动自供电装置和一种自供电智能监控系统。

背景技术

随着物联网的广泛应用，越来越多的传感器、执行器使用在各种监控网络中，通过远传电控设备(也称为监控装置)采集传感数据发送到服务器，并执行来自服务器或本地的控制指令。这些传感器、执行器和远传电控设备都需要电源供电。现行的供电方式主要以蓄电池、太阳能、风能、流体动能的能量采集形式，为市电无法覆盖的应用场景下使用的机电设备供电。

而蓄电池需要不定期更换电池，且电池容量易受温度影响，单组电池寿命受数据采集、控制的频度影响，综合成本高。而市电无法覆盖到所有地方，需要和第三方部门协调安装，并需要电力安装专业人员实施，易受市电供应影响，并且产生电费；太阳能需要第三方部分协调安装，并且需要土木工程专业人员实施，太阳能电池发电量受多种因素影响：日照时间、太阳能板被灰尘遮挡等，且太阳能电池板立柱本身也需要维护；风能发电目前主要适用于风速为3～25m/s的范围内使用，且风力发电设备投入成本较高；目前水流发电主要是利用流体冲力直接推动涡轮桨叶旋转，从而带动发电机进行发电，但过程中流体及其所含微粒会对桨叶直接撞击和破坏，容易产生穴蚀现象，需要周期性的进行维护，增加了工作量以及维护成本；此外，传统桨叶式涡轮不适用于低水头、低流速的场景；而且，传统的发电电机一般为径向电机，安装在管道的轴向，电机整个浸没在流体中，电机输出与电源管理模块连接防水工艺要求比较高，也增加了关键的故障点。

随着我国流体输送比如输水系统、输油、输气系统日益复杂，信息化程度逐渐升级，需要在输水系统、输油、输气系统管道上安装传感器和执行器，通过远传电控设备采集传感数据发送到服务器，并执行来自服务器或本地的控制指令。而这些传感器、执行器和远传电控设备都需要电源供电。基于目前的蓄电池和其他方式的电源供应存在的问题，流体输送系统的调节和监控的电力来源，是急需解决的问题。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足和缺陷，本发明提供了一种流体剪切驱动自供电装置和一种应用于流体输送系统的自供电智能监控系统，“就地取材”实现流体监控装置的自供电功能，省去了第三方单位和专业人员的安装实施，也省去了昂贵的发电设备，使用方便，成本低，故障率低，也提升了对目标流体的利用率。

一方面，本发明实施例提供的一种流体剪切驱动自供电装置，例如包括：第一腔体，内部设置有第一容置腔，所述第一腔体上还设置有流体入口、流体出口和转轴孔，所述第一容置腔连通所述流体入口、所述流体出口和所述转轴孔；转轴，穿设在所述第一腔体上、且可相对于所述第一腔体转动，所述转轴包括输出端，所述输出端通过所述转轴孔延伸出所述第一容置腔；流体剪切驱动盘组，位于所述第一容置腔内，所述流体剪切驱动盘组设置在所述转轴上；所述流体剪切驱动盘组包括多个圆形剪切驱动盘和多个圆形驱动盘垫片，所述圆形剪切驱动盘的外径大于所述圆形驱动盘垫片的外径；所述多个圆形剪切驱动盘和所述多个圆形驱动盘垫片分别连接在所述转轴上、且沿所述转轴的轴线方向排布；所述多个圆形驱动盘垫片分布在所述多个圆形剪切驱动盘之间，任意相邻两个所述圆形剪切驱动盘之间设置有一个所述圆形驱动盘垫片，任意相邻两个所述圆形驱动盘垫片之间设置有一个所述圆形剪切驱动盘；所述多个圆形剪切驱动盘对应所述流体入口设置、且位于所述流体入口和所述流体出口之间；转子，包括转子主体和多个磁性件，所述转子主体固定在所述输出端，所述多个磁性件分别设置在所述转子主体内、且相互间隔排布；第二腔体，连接至所述第一腔体内部、且覆盖所述转子；所述第二腔体邻近所述转子的一端设置有多个线圈；所述多个线圈与所述多个磁性件对应且间隔设置；以及发电控制单元，电连接所述多个线圈。

另一方面，本发明实施例提出的一种流体剪切驱动自供电装置，例如包括：第一腔体，内部设置有第一容置腔，所述第一腔体上还设置有流体入口、流体出口和转轴孔，所述第一容置腔连通所述流体入口、所述流体出口和所述转轴孔；转轴，穿设在所述第一腔体上、且可相对于所述第一腔体转动，所述转轴包括输出端，所述输出端通过所述转轴孔延伸出所述第一容置腔；流体剪切驱动盘组，位于所述第一容置腔内，所述流体剪切驱动盘组设置在所述转轴上；所述流体剪切驱动盘组包括多个剪切驱动盘，所述多个剪切驱动盘分别连接在所述转轴上、且沿所述转轴的轴线方向依次相互间隔排布，所述多个剪切驱动盘对应所述流体入口设置、且位于所述流体入口和所述流体出口之间；转子，包括转子主体和磁性件，所述转子主体固定在所述转轴的输出端，所述磁性件设置在所述转子主体内；第二腔体，连接至所述第一腔体、且覆盖所述转子；所述第二腔体邻近所述转子的一端设置有线圈；所述线圈与所述磁性件对应且间隔设置；发电控制单元，设置在所述第二腔体内、且电连接所述多个线圈。

在本发明的一个实施例中，所述多个剪切驱动盘分别为圆形剪切驱动盘，所述多个圆形剪切驱动盘的圆心在所述转轴的中心轴上，所述多个圆形剪切驱动盘上分别设置有扇形流体过孔，所述扇形流体过孔的外径与所述圆形剪切驱动盘的外径的比值范围为：0.3～0.4。

在本发明的一个实施例中，所述圆形剪切驱动盘的厚度与任意相邻两个所述圆形剪切驱动盘之间的圆盘间距的比值范围为：0.1～0.5；所述圆形剪切驱动盘的半径与所述圆盘间距的比值范围为：50～200。

在本发明的一个实施例中，所述流体剪切驱动盘组还包括多个驱动盘垫片，所述多个圆形剪切驱动盘和所述多个驱动盘垫片分别连接在所述转轴上、且沿所述转轴的轴线方向交替排布；所述多个驱动盘垫片也分别为圆形，任意相邻两个所述圆形剪切驱动盘之间设置有一个所述圆形驱动盘垫片，任意相邻两个所述圆形驱动盘垫片之间设置有一个所述圆形剪切驱动盘；所述圆盘间距满足如下公式：b>2δ；

上形成的边界层的厚度；v为所述目标流体的运动粘度，r

在本发明的一个实施例中，所述流体入口的中心线方向与所述圆形剪切驱动盘的外圆周面的切线方向之间的夹角范围为：12～16度。

在本发明的一个实施例中，所述线圈和所述磁性件之间的距离小于等于5毫米；所述第二腔体内还设置有隔磁件，所述隔磁件位于所述线圈和所述发电控制单元之间。

在本发明的一个实施例中，所述流体剪切驱动自供电装置包括第一管接头，所述第一管接头上设置有第一流体通道，所述第一流体通道包括入口段、出口段和增压段，所述增压段连接在所述入口段和所述出口段之间，所述第一管接头邻近所述入口段一端的外圆周面上设置有连接外螺纹；所述第一管接头连接所述第一腔体，所述第一管接头邻近所述出口段的一端插设于所述流体入口内。

在本发明的一个实施例中，所述入口段的截面尺寸大于所述出口段的截面尺寸，且所述增压段的截面尺寸沿从所述入口段到所述出口段的方向逐渐减小。

又一方面，本发明实施例提供的一种自供电智能监控系统，应用于一种流体输送系统，所述流体输送系统包括用于输送目标流体的流体输送管，所述自供电智能监控系统例如包括：流体监控装置，连接在所述流体输送管上以用于采集所述目标流体的状态数据；以及如前述任意一项所述的流体剪切驱动自供电装置，其所述流体入口和所述流体出口连通所述流体输送管，所述流体剪切驱动自供电装置的所述发电控制单元电连接所述流体监控装置。

上述的一个或多个技术方案至少具有如下优点或有益效果：通过设置借助目标流体比如水流的剪切力驱动自身产生电能的流体剪切驱动自供电装置，解决了现有技术中的供电设备存在的使用不方便且成本高，并且故障率也比较高的问题，实现了通过利用被监控的目标流体产生的剪切力驱动发电机来发电，“就地取材”，实现流体监控装置的自供电功能，省去了第三方单位和专业人员的安装实施，也省去了昂贵的发电设备，使用方便，成本低，故障率低，也提升了对目标流体的利用率。本发明实施例通过这样的设置，解决了现有技术中采用蓄电池或者第三方供电装置进行供电的技术偏见，采用了流体输送系统输送的目标流体自身的能量进行发电，对整个行业的发展具有较大的意义和价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种自供电智能监控系统的结构示意图。

图2为图1示出的流体监控装置的结构示意图。

图3为图1示出的流体剪切驱动自供电装置的立体结构示意图。

图4a为图3示出的流体剪切驱动自供电装置的俯视示意图。

图4b为图4a中A-A截面的剖视示意图。

图4c为图4a中B-B截面的剖视示意图。

图4d为图4b中C-C截面的剖视示意图。

图5为图4b中示出的流体剪切驱动盘组的分解结构示意图。

图6a为图4b中示出的转子的结构示意图。

图6b为图6a中示出的转子的俯视示意图。

图6c为图6b中D-D截面的剖视示意图。

图7为图4b中示出的第一腔体及其内部组件的剖视示意图。

图8a为图5中示出的流体剪切驱动盘组的俯视示意图。

图8b为图8a中示出的流体剪切驱动盘组的另一视角的结构示意图。

图9为流体剪切驱动盘组与第一腔体上的流体入口的相对位置关系的结构示意图。

图10为图4b中示出的第二腔体及其内部组件的剖视示意图。

图11为图1示出的另一种流体剪切驱动自供电装置的立体结构示意图。

图12a为图11示出的流体剪切驱动自供电装置的俯视示意图。

图12b为图12a中E-E截面的剖视示意图。

图12c为图12a中F-F截面的剖视示意图。

图12d为图12b中G-G截面的剖视示意图。

图13为图12c中示出的第一腔体及其内部组件的剖视示意图。

图14为本发明实施例提供的另一种自供电智能监控系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”和“一端”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排它的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、产品或设备固有的其他步骤或单元。

如图1所示，本发明实施例提供了一种自供电智能监控系统10。自供电智能监控系统10例如应用于一种流体输送系统。典型地，流体输送系统例如包括输水系统、输油系统、输气系统等。输水系统、输油系统、输气系统等流体输送系统通常包括流体输送管300，用于输送目标流体例如为水、油、气等。自供电智能监控系统10例如包括流体监控装置200和流体剪切驱动自供电装置100。其中，流体监控装置200连接在流体输送管300上，用于监控目标流体。比如流体监控装置200连通流体输送管300，并监控目标流体的输送状态。流体剪切驱动自供电装置100连通所述流体输送管300，所述流体剪切驱动自供电装置100电连接所述流体监控装置200，以向流体监控装置200供电。此处的流体剪切驱动自供电装置100例如为借助目标流体比如水流的剪切力驱动自身产生电能的供电装置。

现有技术中，由于流体输送系统所处的环境比较恶劣，而且很多时候是远距离输送，因此流体监控装置200的供电虽然可以采用蓄电池等方式实现，但是蓄电池需要不定期更换，且电池容量和寿命也很容易受到恶劣环境的影响，导致蓄电池的更换变得非常频繁和不方便。此外，市电、太阳能发电、风能发电需要协调第三方单位和专业人员安装实施，使用不方便且维护成本高，并且故障率也比较高。

而本发明实施例提供的自供电智能监控系统10，通过设置借助目标流体比如水流的剪切力驱动自身产生电能的流体剪切驱动自供电装置100，解决了现有技术中的供电设备存在的使用不方便且成本高，并且故障率也比较高的问题，实现了通过利用被监控的目标流体产生的剪切力驱动发电机来发电，“就地取材”，实现流体监控装置200的自供电功能，省去了第三方单位和专业人员的安装实施，也省去了昂贵的发电设备，使用方便，成本低，故障率低，也提升了对目标流体的利用率。本发明实施例通过这样的设置，解决了现有技术中采用蓄电池或者第三方供电装置进行供电的技术偏见，采用了流体输送系统输送的目标流体自身的能量进行发电，对整个行业具有较大的意义和价值。

具体地，如图2所示，流体监控装置200例如包括微处理器210、数据采集模块220和数据传输模块230，以及其他辅助模块比如存储模块240。其中，微处理器210分别电连接数据采集模块220、数据传输模块230和存储模块240。

承上述，微处理器210例如是由一片或少数几片大规模集成电路组成的中央处理器。这些电路执行控制部件和算术逻辑部件的功能。微处理器210能完成取指令、执行指令，以及与存储模块240和逻辑部件交换信息等操作。

数据采集模块220例如包括传感器，比如温度传感器用于采集目标流体的温度数据，压力传感器用于采集目标流体的压力数据等。传感器的类型和数量根据目标流体的实际需要和情况设置，此处不限制。

数据传输模块230例如用于将数据传输至其他设备。数据传输模块230例如可以为蓝牙模块，WiFi模块，移动通信模块，网络传输模块等。传输方式可以包括有线方式或无线方式。

存储模块240例如包括易失性存储器和/或非易失性存储器。存储模块240电连接微处理器210，用于缓存微处理器210在工作时产生的数据。易失性存储器例如包括动态RAM和静态RAM。非易失性存储器例如为FLASH闪存。

在流体剪切驱动自供电装置100接入流体输送管300后，流体输送管300内的流体通过剪切力驱动流体剪切驱动自供电装置100发电，以向流体监控装置200的微处理器210、数据采集模块220、数据传输模块230以及存储模块240供电。数据采集模块220采集目标流体的状态数据比如温度数据、压力数据等，微处理器210从数据采集模块220获取相应的状态数据，并将所述状态数据通过数据传输模块230传输至外部设备上以供使用，比如对状态数据进行处理和分析，比如显示在显示屏上等。当然，微处理器210也可以根据所述状态数据产生相应的控制指令，并通过数据传输模块230传输至外部设备以控制所述外部设备进行相关操作，从而实现根据状态数据进行自动控制的功能，最终实现流体输送系统的实时监控。当然，流体监控装置200还例如可以包括定时模块、电源以及复位模块等。

此外，如图3、图4a、图4b、图4c和图4d所示，流体剪切驱动自供电装置100例如包括：第一腔体110、第二腔体120、转轴130、流体剪切驱动盘组140、转子150、发电控制单元160等。

具体地，第一腔体110例如为一内部中空零部件。第一腔体110用于为第二腔体120、转轴130、流体剪切驱动盘组140、转子150等提供安装和支撑。如图4b所示，第一腔体110的内部设置有第一容置腔SP1。如图3和图4a所示，所述第一腔体110上还设置有流体入口111、流体出口112和转轴孔113，所述第一腔体110连通所述流体入口111、所述流体出口112和所述转轴孔113。更具体地，第一腔体110例如为一个方形零部件；流体入口111、所述流体出口112分别设置在所述第一腔体110的相邻两个侧面，所述流体出口112分别设置在所述第一腔体110的相对的两个侧面上。流体入口111用于接入到流体输送管300，使得目标流体通过流体入口111进入到第一容置腔SP1内。流体出口112用于接入流体输送管300，使得目标流体通过流体出口112进入流体输送管300。典型地，流体入口111位于流体输送管300流体输送的上游，流体出口112位于流体输送管300流体输送的下游。

转轴130穿设在所述第一腔体110上。转轴130可相对于所述第一腔体110转动。所述转轴130包括输出端131，所述输出端131通过所述转轴孔113延伸出所述第一容置腔SP1。

如图4b和图5所示，流体剪切驱动盘组140位于所述第一腔体110的第一容置腔SP1内，所述流体剪切驱动盘组140设置在所述转轴130上。所述流体剪切驱动盘组140包括多个剪切驱动盘141，所述多个剪切驱动盘141分别连接在所述转轴130上、且沿所述转轴130的轴线方向依次排布，并且多个剪切驱动盘141相互间隔设置。所述多个剪切驱动盘141对应所述流体入口111设置、且位于所述流体入口111和所述流体出口112之间。通过流体入口111进入到第一容置腔SP1内的目标流体，利用剪切力驱动流体剪切驱动盘组140带动转轴130转动。之后，目标流体从流体出口112流回流体输送管300。此外，通过设置多个剪切驱动盘141、且多个剪切驱动盘141依次排布且相互间隔设置，可以使得更多的目标流体在剪切驱动盘141上形成的边界层，从而可以获得更大的剪切驱动力，提升了发电效果。

如图6a、图6b和图6c所示，转子150例如包括转子主体151和磁性件152。所述转子主体151连接在所述连接在所述输出端131。具体地，转子主体151例如为圆盘类零件，其中部例如设置有连接孔，通过轴端挡圈和螺钉的方式固定，比如螺钉穿过轴端挡圈并紧固在转轴130的输出端131的端部上。所述磁性件152设置在所述转子主体151内。磁性件152例如N52钕铁硼磁铁，当然也可以为其它磁性件。转子主体151上远离输出端131的一侧设置有容置槽，磁性件152通过胶粘方式设置在容置槽内，并用0.2mm的碳纤维用胶装密封。更具体地，容置槽的数量为多个，多个容置槽相互间隔地均匀分布在转子主体151上，且环绕转轴130的输出端131的中心设置。相应地，磁性件152的数量也为多个，多个磁性件152一一对应设置在多个容置槽内，因此，多个磁性件152相互间隔且均匀排布在转子主体151内。

如图4b所示，第二腔体120连接至所述第一腔体110上设置有转子150的一侧，并且第二腔体120覆盖所述转子150。所述第二腔体120邻近所述转子150的一端设置有线圈121。线圈121所述线圈121与所述磁性件152对应且间隔设置。当目标流体通过剪切力驱动流体剪切驱动盘组140带动转轴130、转子150转动时，磁性件152也随之转动，由于磁性件152和线圈121的相对设置、且线圈121固定不动，因此磁性件152相对线圈121转动，因此线圈121切割磁性件152产生的磁感线从而产生交流电，实现发电功能。优选地，线圈121的数量可以与磁性件152对应。

发电控制单元160设置在所述第二腔体120上、且电连接所述线圈121。具体地，发电控制单元160例如包括整流器、电流转换电路、控制电路等，用于对线圈121产生的电流进行处理、并传输到用电设备，比如本发明实施例中的流体监控装置200，以为流体监控装置200供电。

本发明实施例通过设置特殊结构的流体剪切驱动自供电装置100，从而避免了额外架设供电设备和电源等设备，简化了供电线路和设备，降低了成本，提升了方便性，就地取材发电供应电能，只要使用就可源源不断的提供电能，节能环保。

进一步地，如图4b和图4d所示，所述第一腔体110包括：第一下腔体114、第一上腔体115。其中，第一下腔体114设置有第一轴孔116，所述流体出口112设置在所述第一下腔体114上。第一上腔体115，连接所述第一下腔体114，所述第一上腔体115和所述第一下腔体114共同围成有所述第一容置腔SP1和所述流体入口111。所述转轴孔113设置在所述第一上腔体115上、且与所述第一轴孔116对应设置；更具体地，转轴孔113和第一轴孔116同轴设置。其中，所述转轴130的所述输出端131穿设于所述转轴孔113内、并延伸出所述第一容置腔SP1；所述转轴130包括与所述输出端131相对的封闭端132，所述封闭端132穿设于所述第一轴孔116内。

在本发明的其它实施例中，如图4b和图7所示，所述第一下腔体114包括第一下腔体主体1141、第一下腔体端盖1142和第一滚动轴承1143，所述第一下腔体端盖1142连接在所述第一下腔体主体1141上。所述第一上腔体115例如包括第一上腔体主体1151、第一上腔体端盖1152和第二滚动轴承1153，所述第一上腔体端盖1152连接在所述第一上腔体主体1151上。其中，所述第一下腔体主体1141与所述第一上腔体主体1151同围成有所述第一容置腔SP1和所述流体入口111。所述转轴孔113设置在所述第一上腔体上1151；所述第一轴孔116设置在所述第一下腔体主体1141上，所述流体出口112贯穿所述第一下腔体主体1141和所述第一下腔体端盖1142。进一步地，所述流体出口112围绕所述第一轴孔116设置。更进一步地，流体出口112包括两部分，两部分流体出口相互间隔设置、且位于所述第一轴孔116的相对两侧。所述第一滚动轴承1143设置在所述转轴130的所述封闭端132、且所述封闭端132穿设于所述第一滚动轴承1143的内圈内。典型地，所述封闭端132上设置有第一轴肩，第一滚动轴承1143的内圈套设在所述封闭端132上、且抵靠所述第一轴肩。所述第一滚动轴承1143的外圈穿设于所述第一轴孔116内。所述第一下腔体端盖1142抵靠在所述第一滚动轴承1143的外圈远离所述输出端131的一侧。典型地，所述第一下腔体端盖1142邻近所述第一下腔体主体1141的一侧设置有第一凸起，所述第一凸起抵靠所述第一滚动轴承1143的外圈。

所述第二滚动轴承1153位于所述流体剪切驱动盘组140远离所述第一滚动轴承1143的一端；所述输出端131穿设于所述第二滚动轴承1153的内圈内，所述第二滚动轴承1153的外圈穿设于所述转轴孔内。典型地，所述输出端131上设置有第二轴肩，第二滚动轴承1153的内圈套设在所述输出端131上、且抵靠所述第二轴肩。所述第一上腔体端盖1152还抵靠在所述第二滚动轴承1153远离所述第一滚动轴承1143的一侧。典型地，所述第一上腔体端盖1152邻近所述第一上腔体主体1151的一侧设置有第二凸起，所述第二凸起抵靠所述第二滚动轴承1153的外圈。如此设置，可以减小转轴130的转动摩擦力，使得发电功能更加顺畅。此处的第一滚动轴承1143和第二滚动轴承1153例如分别为端面密封的陶瓷深沟球滚动轴承。其中，第一下腔体端盖1142和第一上腔体端盖1152的材料例如分别为不锈钢。

在本发明的一个具体实施方式中，如图8a所示，所述剪切驱动盘141例如为圆形剪切驱动盘，所述多个圆形剪切驱动盘141的圆心在所述转轴130的中心轴上，所述多个圆形剪切驱动盘141上分别设置有扇形流体过孔1411。进一步地，多个圆形剪切驱动盘141上的扇形流体过孔1411对齐设置。进入到第一容置腔SP1内的目标流体，通过所述扇形流体过孔流向所述流体出口112。所述扇形流体过孔1411的外径D3与所述圆形剪切驱动盘141的外径r1的比值范围为：0.3～0.4。这样一来，既可以保证圆形剪切驱动盘的强度，也可以使得有足够多的目标流体流过圆形剪切驱动盘的表面，提供足够的粘滞力，提高圆形剪切驱动盘的工作效率。

承上述，如图8a和图8b所示，流体剪切驱动盘组140例如还包括多个驱动盘垫片142。典型地，驱动盘垫片142和剪切驱动盘141的材料例如为碳纤维材料，质量更轻，强度高，发电效率越高。所述多个剪切驱动盘141的外形尺寸大于所述驱动盘垫片142的外形尺寸。典型地，驱动盘垫片142也可以是圆形驱动盘垫片。因此，圆形剪切驱动盘141的外径D1大于圆形驱动盘垫片142的外径D2。优选地，圆形驱动盘垫片142的外径D2小于所述扇形流体过孔1411的内径D4。如图4b所示，所述多个剪切驱动盘141和所述多个驱动盘垫片142分别连接在所述转轴130上、且沿所述转轴130的轴线方向交替排布，所述多个驱动盘垫片142分布在所述多个剪切驱动盘141之间，也即任意相邻两个所述剪切驱动盘141之间设置有所述驱动盘垫片142，任意相邻两个所述驱动盘垫片142之间设置有所述剪切驱动盘141。更具体地，如图4d所示，转轴130上设置有第一轴向定位件133和第二轴向定位件134，第一轴向定位件133和第二轴向定位件134分别位于流体剪切驱动盘组140两端，以对流体剪切驱动盘组140进行轴向定位。具体地，转轴130上、且位于流体剪切驱动盘组140两端的位置分别设置有外螺纹；第一轴向定位件133和第二轴向定位件134上分别设置有内螺纹，第一轴向定位件133和第二轴向定位件134通过所述内螺纹和外螺纹连接在转轴130上，以从流体剪切驱动盘组140的两端进行限位。第一轴向定位件133和第二轴向定位件134可例如为螺母、不锈钢圆形单孔固定环。

此外，如图8a和图8b所示，所述圆形剪切驱动盘141的厚度h与任意相邻两个所述圆形剪切驱动盘141之间的圆盘间距b的比值范围为：0.1～0.5，也即最小值为0.1，最大值为0.5。其中h值越小越好，也即圆形剪切驱动盘141越薄越好，可减少圆形剪切驱动盘141上形成边界层，降低功率损失。此外，所述圆形剪切驱动盘141的半径r1与所述圆盘间距b的比值范围为：50～200，也即最小值为50，最大值为200。这样设置，可以降低功率损失，提高工作效率。优选地，r1/b＝114。其中，直径D1＝2r1。

另外，圆盘间距与目标流体在圆形剪切驱动盘141之间形成的边界层的厚度有关。如图8b所示，所述圆盘间距b满足如下公式：

b>2δ；(1)

其中，δ为目标流体在所述圆形剪切驱动盘141上形成的边界层301的厚度；v为目标流体的运动粘度，r1为所述圆形剪切驱动盘141的半径，r2为所述圆形驱动盘垫片的半径，U为目标流体在所述流体入口111处的流速。

在本发明实施例的一个实施例中，如图9所示，所述流体入口111的中心线方向与所述圆形剪切驱动盘141的外圆周面的切线方向之间的夹角θ为：12～16度，也即最小值为12度，最大值为16度。如此一来，可以保证目标流体的切向速度与圆盘的圆周速度之比大于1，可以获得较高的发电效率。

再者，如图9所示，第一容置腔SP1的截面形状也可以为圆形，且与所述圆形剪切驱动盘141同心。所述圆形剪切驱动盘141的外圆周面到第一容置腔SP1的内壁的距离例如为0.5mm，这样可以确保因转速和制造不准确引起的偏心转动碰到第一腔体110的内壁，同时也可以减少目标流体在第一腔体110内的速度损失。此外，如图7所示，流体剪切驱动盘组140距离第二腔体120最近的一个圆形剪切驱动盘141，与第一容置腔SP1的内壁的距离也为0.5mm，也可以防止距离太大会影响圆形剪切驱动盘141与第一容置腔SP1之间的间隙内的质量流(也称目标流体)分散。

此外，如图8a所示，所述圆形剪切驱动盘141的中部设置有连接孔1412，转轴130套设在所述连接孔1412内。具体的连接孔1412例如为花键孔，比如为具有4个花键齿槽的花键孔。对应的，转轴130上与花键孔连接之处为花键齿，花键齿与花键孔对应并匹配，用于将流体剪切驱动盘组140上的动力传递到转轴130上。优选地，转轴130的材料例如为碳纤维材料，质量更轻，放电效率越高。当然，流体剪切驱动盘组140也可以采用其他方式连接并驱动转轴130，比如流体剪切驱动盘组140的圆形剪切驱动盘141焊接在转轴130上或其他可拆卸式的连接方式。

在本发明实施例的一个实施例中，如图9所示，所述线圈121和所述磁性件152之间的距离小于等于5毫米。如此设置，可以保证更多磁感线穿过线圈121，可以获得更大的感应电动势，提高发电效率。

在本发明实施例的一个实施例中，如图4d和图10所示，第二腔体120例如包括第二下腔体122和第二上腔体123。第二下腔体122例如通过螺纹连接方式连接第一上腔体115远离所述第一下腔体114的一侧。第二上腔体123连接在第二下腔体122远离第一上腔体115的一侧。第二上腔体123和第二下腔体122共同围成第二容置腔SP2。多个线圈121设置在第二容置腔SP2邻近第一上腔体115的一端。发电控制单元160也设置在第二容置腔SP2内。典型地，发电控制单元160例如包括PWM整流器、直流-直流转换器和控制电路。控制电路电连接PWM整流器、直流-直流转换器。其中，PWM整流器将线圈121产生的交流电流转换成相应电压的直流电，直流-直流转换器将直流电进行转换后输出到后端用电设备，比如流体监控装置200。当然，发电控制单元160例如还可以包括蓄电池，蓄电池电连接控制电路和直流-直流转换器。直流-直流转换器转换输出的直流电可以接入蓄电池进行充电。然后蓄电池连接到后端用电设备，比如流体监控装置200的电源，为其供电。其中，蓄电池例如锂电池。

另外，如图10所示，所述第二腔体120内还设置有隔磁件124，所述隔磁件124位于所述线圈121和所述发电控制单元160之间。隔磁件124用于对发电控制单元160隔磁。隔磁件124例如为铁板。

在本发明的一个具体实施例中，如图11、图12a、图12b、图12c和图12d所示，所述流体剪切驱动自供电装置100包括第一管接头170。第一管接头170用于连接流体剪切驱动自供电装置100的流体入口111，并接入流体输送管300。

具体地，如图13所示，所述第一管接头170上设置有第一流体通道171，所述第一流体通道171例如包括入口段1711、出口段1713和增压段1712，所述增压段1712连接在所述入口段1711和所述出口段1713之间。所述第一管接头170邻近所述入口段1711一端的外圆周面上设置有连接外螺纹172。所述第一管接头170例如通过螺纹紧固件连接所述第一腔体110。所述第一管接头170邻近所述出口段1713的一端插设于所述流体入口111内，以连接所述第一腔体110。连接外螺纹172用于连接流体输送管300。此外，第一流体通道171的截面尺寸需要根据所述流体剪切驱动自供电装置100的输出功率和流体力学的流场计算得到，也即，通过减少流体从第一流体通道171的入口段1711进入到第一容置腔SP1的阻力和流体分析，来设计合适的过渡曲面。

进一步地，如图13所示，所述入口段1711的截面尺寸大于所述出口段1713的截面尺寸。这样一来，目标流体在出口段1713的压力大于目标流体在入口段1711中的压力。更进一步地，所述增压段1712的截面尺寸沿从所述入口段1711到所述出口段1713的方向逐渐减小。如此一来，目标流体在增压段1712中的压力逐渐增大，使得目标流体在入口段1711中的低压压力逐渐过渡到目标流体在出口段1713的高压压力，提升了装置的工作稳定性。

再者，所述第一管接头170的数量可以为多个，比如2、4、8个，数量越多越好，发电效率越高。

另外，如图11、图12b和图13所示，流体剪切驱动自供电装置100还例如包括第二管接头180。第二管接头180例如通过螺纹连接件连接第一腔体110的第一下腔体114。第二管接头180设置有第二通道181，第二通道181连通流体出口112。第二管接头180用于接入流体输送管300，通过流体剪切驱动自供电装置100的流体出口112，将目标流体输送回流体输送管300内。

在本发明其他的一个实施例中，如图14所示，自供电智能监控系统10还可以用户终端设备400。用户终端设备400例如为流体输送系统的监控中心，用于根据所有的流体监控装置传输的状态数据集中实时监控流体输送系统的输送状态。监控中心例如包括上位机和显示屏，其中上位机用于对状态数据进行处理并得到处理结果和数据，显示屏用于将处理结果和数据进行可视化显示，直观明了。用户终端设备400也可以为用户的智能移动终端设备，比如智能手机或笔记本电脑等，可以实时了解监控流体输送系统的输送状态。用户终端设备400可例如通过有线或无线连接方式连接流体监控装置。这样一来，用户可以对流体输送系统进行实时监控。更进一步地，用户终端设备400还可以具有控制功能，比如，用户终端设备400的上位机还可以电连接流体输送系统中的执行元件比如控制阀，当流体监控装置200发送的压力数据与预设的压力数据不一致时，表明流体输送系统中的压力异常，那么上位机产生相应的控制指令并发送到控制阀，以改变控制阀的开口大小，从而调整流体输送系统的压力，使其与预设压力数据一致。

此外，可以理解的是，前述实施例仅为本发明的示例性说明，在技术特征不冲突、固定不矛盾、不违背本发明的目的前提下，各个实施例的技术方案可以任意组合、搭配使用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。