分布式傳感器的無線電能傳輸裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明分布式傳感器的無線電能傳輸裝置，是一種共振式無線電能傳輸方法實現(xiàn)多傳感器無線供電的裝置，其步驟是：一個電能發(fā)射線圈和多個電能接收線圈組成一發(fā)送、多接收的無線電能傳輸系統(tǒng)，每個傳感器配置一個接收線圈組成的電能接受電路；具體步驟是，將220V市電經(jīng)整流橋B1整流并經(jīng)濾波電容濾波為直流電，直流電經(jīng)逆變橋轉(zhuǎn)換為高頻交流電壓加載到電能發(fā)射線圈發(fā)射電能，接收線圈使用共振模式接收到的電能經(jīng)整流橋B1整流后使用三端穩(wěn)壓管穩(wěn)壓，給鋰離子電池供電，實現(xiàn)對多傳感器的無線供電。本發(fā)明克服了現(xiàn)有供電方式結(jié)構(gòu)負載、布置不便的缺點，達到“無尾”傳感器的目的。
【專利說明】分布式傳感器的無線電能傳輸裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是使用共振式無線傳能的方法為多傳感器無線供電的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在無損探傷行業(yè)，對于大的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)，需要布置多傳感器實現(xiàn)缺陷的定位或者實時監(jiān)測。傳統(tǒng)的供電方式-電纜電線，在多傳感器布置時、尤其是野外長期檢測時顯得非常不便。目前，傳感器檢測信號的無線傳輸已廣泛應(yīng)用，因而研究如何就地供電并實現(xiàn)“無尾”傳感器顯得十分必要。
[0003]現(xiàn)在技術(shù)中常采用的是太陽能局部供電系統(tǒng)，由一個太陽能電源拖帶多傳感器，實質(zhì)上仍然是電纜連接供電。而每個傳感器均配置一套太陽能電源從成本和可靠性角度均不合適。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:一種多傳感器的電能傳輸裝置提供一種簡便、成本較低的多傳感器無線電能傳輸方式，實現(xiàn)“無尾”傳感器，為多傳感器在不宜拖帶電線的場合提供新穎的電能傳輸方式。
[0005]本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:分布式傳感器的無線電能傳輸裝置，是一種共振式無線電能傳輸方法實現(xiàn)多傳感器無線供電的裝置，其步驟是:一個電能發(fā)射線圈和多個電能接收線圈組成一發(fā)送、多接收的無線電能傳輸系統(tǒng)，每個傳感器配置一個接收線圈組成的電能接收電路；具體步驟是，將220V市電經(jīng)整流橋BI整流并經(jīng)濾波電容濾波為190V直流電，直流電經(jīng)逆變橋轉(zhuǎn)換為高頻交流電壓加載到電能發(fā)射線圈發(fā)射電能，接收線圈使用共振模式接收到的電能經(jīng)整流橋B2整流后使用8105三端穩(wěn)壓管穩(wěn)壓，給鋰離子電池供電，實現(xiàn)對多傳感器的無線供電。
[0006]上述分布式傳感器的無線電能傳輸裝置中，所述電能發(fā)射線圈和電能接收線圈均由一個單匝圓形線圈和一個多匝螺線管線圈組成的。
[0007]上述分布式傳感器的無線電能傳輸裝置中，所述高頻交流電壓為頻率1MHz、電壓輸出時間占工作時間比為10%的間斷脈沖方波。
[0008]上述分布式傳感器的無線電能傳輸裝置中，所述整流橋BI型號為KBPC3510，整流橋B2型號為dbl07，鋰離子電池的電壓為5.0V、容量為lOOOmAh。
[0009]上述分布式傳感器的無線電能傳輸裝置中，所述逆變橋由MOSFET QKMOSFET Q2、二極管D1、二極管D2、一個變壓器和一個諧振電容按下述電路連接構(gòu)成:M0SFET Ql的集電極接190V直流電正極和D2的負極，MOSFET Ql的發(fā)射極接二極管Dl的負極和變壓器同向端1、MOSFET Ql的門極通過信號線接信號產(chǎn)生器的信號輸出端1，MOSFET Q2的集電極接二極管D2的正極和變壓器反向端1，M0SFET Q2的發(fā)射極接190V直流電負極和Dl的正極，MOSFET Q2的門極通過信號線接信號產(chǎn)生器的信號輸出端2，變壓器反向端2接諧振電容一端，變壓器同向端2接電能發(fā)射線圈一端，諧振電容另一端接電能發(fā)射線圈另一端由此組成回路。
[0010]上述分布式傳感器的無線電能傳輸裝置中，所述逆變橋中的MOSFET型號為SPP11N60CFD, 二極管型號為2CN3M，變壓器為用0.1mm漆包線繞制的40匝線圈和以Philips的TX36 / 23 / 15為磁芯的1:1變壓器，諧振電容的額定電壓為400V和容量為2.2uF0
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明分布式傳感器的無線電能傳輸裝置中的突出實質(zhì)性特點:利用共振式無線電能傳輸實現(xiàn)對傳感器的供電，達到“無尾”傳感器的目的。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明分布式傳感器的無線電能傳輸裝置的顯著進步是，①裝置結(jié)構(gòu)簡單可靠；②檢測現(xiàn)場傳感器布置方便靈活間斷脈沖工作模式有效地解決了工作中逆變器容易過熱的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0015]圖1是本發(fā)明分布式傳感器的無線電能傳輸裝置的操作流程示意框圖。
[0016]圖2是本發(fā)明分布式傳感器的無線電能傳輸裝置的構(gòu)成示意框圖。
[0017]圖3是本發(fā)明分布式傳感器的無線電能傳輸裝置的逆變橋的電路原理圖。
[0018]圖4是本發(fā)明分布式傳感器的無線電能傳輸裝置的電能發(fā)射線圈和電能就收線圈的原理圖。
【具體實施方式】
[0019]圖1所示實施例表明，本發(fā)明分布式傳感器的無線電能傳輸裝置的操作流程是:將220V市電經(jīng)整流橋BI整流并經(jīng)濾波電容濾波為190V直流電，直流電經(jīng)逆變橋轉(zhuǎn)換為高頻交流電壓加載到電能發(fā)射線圈發(fā)射電能，接收線圈使用共振模式接收到的電能經(jīng)整流橋B2整流后使用8105三端穩(wěn)壓管穩(wěn)壓，給鋰離子電池供電，實現(xiàn)對多傳感器的無線供電。
[0020]圖2所示實施例表明，本發(fā)明分布式傳感器的無線電能傳輸裝置由逆變橋、電能發(fā)射線圈、電能接收線圈和鋰離子電池構(gòu)成。
[0021]圖3所示實施例表明，本發(fā)明分布式傳感器的無線電能傳輸裝置的逆變橋由信號產(chǎn)生器、功率放大裝置和激勵線圈構(gòu)成，其中功率放大器由MOSFET QU MOSFET Q2、二極管D1、二極管D2、一個變壓器和一個諧振電容按下述電路連接構(gòu)成:M0SFET Ql的集電極接190V直流電正極和D2的負極，MOSFET Ql的發(fā)射極接二極管Dl的負極和變壓器同向端1、MOSFET Ql的門極通過信號線接信號產(chǎn)生器的信號輸出端1，M0SFET Q2的集電極接二極管D2的正極和變壓器反向端1，M0SFET Q2的發(fā)射極接190V直流電負極和Dl的正極，MOSFETQ2的門極通過信號線接信號產(chǎn)生器的信號輸出端2，變壓器反向端2接諧振電容一端，變壓器同向端2接電能接收線圈一端，諧振電容另一端接電能接收線圈另一端由此組成回路。
[0022]圖4所示實施例表明，本發(fā)明一種中小功率的無線電能傳輸裝置的電能發(fā)射線圈和電能接收線圈均由一個單匝圓形線圈和一個多匝螺旋管線圈組成的，其中電能發(fā)射線圈的單匝線圈接逆變橋和諧振電容，電能接受線圈的單匝線圈接整流橋B2，多匝螺旋管線圈組成諧振系統(tǒng)實現(xiàn)電能的無線傳輸。[0023]上述分布式傳感器的無線電能傳輸裝置中，所述逆變橋中的MOSFET型號為SPP11N60CFD, 二極管型號為2CN3M，變壓器為用0.1mm漆包線繞制的40匝線圈和以Philips的TX36 / 23 / 15為磁芯的1:1變壓器，諧振電容的額定電壓為400V和容量為
2.2uF。
[0024]下列所有實施例中的一種金屬薄板的電磁聲發(fā)射無損檢測方法所用的裝置是用如上述圖2和圖3所述的部件和元器件所構(gòu)成，所述逆變橋中，MOSFET Ql和MOSFET Q2的型號為SPP11N60CFD，二極管Dl和二極管D2的型號為2CN3M，變壓器為用0.1mm漆包線繞制的40匝線圈和以Philips的TX36 / 23 / 15為磁芯的1:1變壓器，諧振電容的額定電壓為400V和容量為2.2uF。將220V市電經(jīng)整流橋BI整流并經(jīng)濾波電容濾波為190V直流電，直流電經(jīng)逆變橋轉(zhuǎn)換為高頻交流電壓加載到電能發(fā)射線圈發(fā)射電能，接收線圈使用共振模式接收到的電能經(jīng)整流橋B2整流后使用8105三端穩(wěn)壓管穩(wěn)壓，給鋰離子電池供電，實現(xiàn)對多傳感器的無線供電。
[0025]實施例1
[0026]系統(tǒng)工作時，傳感器為2個，逆變橋輸出的方波電壓為190V，逆變橋方波連續(xù)輸出lms、中斷輸出9ms，交替輸出電能，諧振電容和電能發(fā)射線圈組成諧振器將準(zhǔn)正弦電能發(fā)射到電能接收線圈，電能發(fā)射線圈和電能接收線圈間距為2.5m,電能接收線圈的電感和寄生電容組成接收系統(tǒng)接收電能，接收線圈的單匝線圈的電壓為6.8V、lMHz交流電，經(jīng)整流橋整流和8105三端穩(wěn)壓管穩(wěn)壓后為5V直流電給鋰離子電池供電。
[0027]最終實現(xiàn)對2個傳感器的5V的無線電能傳輸。
[0028]實施例2
[0029]除傳感器數(shù)量為4個，電能發(fā)射線圈和電能接收線圈間距為1.Sm外，其他均同實施例I。
[0030]最終實現(xiàn)對4個傳感器的5V的無線電能傳輸。
【權(quán)利要求】
1.分布式傳感器的無線電能傳輸裝置，其特征在于:是一種共振式無線電能傳輸方法實現(xiàn)多傳感器無線供電的裝置，其步驟是:一個電能發(fā)射線圈和多個電能接收線圈組成一發(fā)送、多接收的無線電能傳輸系統(tǒng)，每個傳感器配置一個接收線圈組成的電能接收電路；具體步驟是，將220V市電經(jīng)整流橋BI整流并經(jīng)濾波電容濾波為190V直流電，直流電經(jīng)逆變橋轉(zhuǎn)換為高頻交流電壓加載到電能發(fā)射線圈發(fā)射電能，接收線圈使用共振模式接收到的電能經(jīng)整流橋B2整流后使用8105三端穩(wěn)壓管穩(wěn)壓，給鋰離子電池供電，實現(xiàn)對多傳感器的無線供電。
2.分布式傳感器的無線電能傳輸裝置，其特征在于:所述電能發(fā)射線圈和電能接收線圈均由一個單匝圓形線圈和一個多匝螺線管線圈組成的。
3.分布式傳感器的無線電能傳輸裝置，其特征在于:所述高頻交流電壓為頻率1MHz、電壓輸出時間占工作時間比為10%的間斷脈沖方波。
4.分布式傳感器的無線電能傳輸裝置，其特征在于:所述逆變橋由MOSFETQUMOSFETQ2、二極管D1、二極管D2、一個變壓器和一個諧振電容按下述電路連接構(gòu)成:M0SFET Ql的集電極接190V直流電正極和D2的負極，MOSFET Ql的發(fā)射極接二極管Dl的負極和變壓器同向端UMOSFET Ql的門極通過信號線接信號產(chǎn)生器的信號輸出端1，M0SFET Q2的集電極接二極管D2的正極和變壓器反向端1，MOSFET Q2的發(fā)射極接190V直流電負極和Dl的正極，MOSFET Q2的門極通過信號線接信號產(chǎn)生器的信號輸出端2，變壓器反向端2接諧振電容一端，變壓器同向端2接電能發(fā)射線圈一端，諧振電容另一端接電能發(fā)射線圈另一端由此組成回路。
5.分布式傳感器的無線電能傳輸裝置，其特征在于:所述逆變橋中的MOSFET型號為SPP11N60CFD，二極管型號為2CN3M，變壓器為用0.1mm漆包線繞制的40匝線圈和以Philips的TX36 / 23 / 15為磁芯的1:1變壓器，諧振電容的額定電壓為400V和容量為`2.2uF0
【文檔編號】H02J7/02GK103560574SQ201310585924
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】金亮, 楊慶新, 張獻, 李陽, 李勁松 申請人:天津工業(yè)大學(xué)