一種用于鉆探測量設(shè)備的取電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于鉆探領(lǐng)域的取電裝置，具體涉及一種用于鉆探測量設(shè)備的取電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，鉆探測量設(shè)備由于工作時受使用條件的限制，因此其正常工作時只能利用電池供電，不易取電且沒有專門可用的取電裝置。為了保證鉆探測量設(shè)備正常持續(xù)的工作，當(dāng)電池電量用盡時，工作人員必須首先將電量用完的電池撤離工作場所，去有充電條件的工作環(huán)境中充電或更換檢修，然后重新裝在鉆探測量設(shè)備上使其繼續(xù)工作。這種做法不僅浪費時間、人力和物力，而且現(xiàn)實操作起來非常不便，從而極大的降低勞動效率。因此，解決鉆探測量設(shè)備的持續(xù)供電問題，便成了一大技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種用于鉆探測量設(shè)備的取電裝置。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案:一種用于鉆探測量設(shè)備的取電裝置包括能量獲取模塊、能量轉(zhuǎn)換模塊和能量存儲模塊，所述能量獲取模塊將鉆探設(shè)備工作時產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，并以交流電的形式傳輸至所述能量轉(zhuǎn)換模塊，所述能量轉(zhuǎn)換模塊包括整流電路、穩(wěn)壓電路和電壓轉(zhuǎn)換電路，所述能量轉(zhuǎn)換模塊對接收到的交流電進(jìn)行整流、穩(wěn)壓后轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電，直流電給所述測量設(shè)備提供工作電壓或者通過所述能量存儲模塊進(jìn)行存儲。
[0005]進(jìn)一步地，所述能量獲取模塊采用壓電陶瓷發(fā)電裝置或水流渦輪發(fā)電機(jī)。
[0006]進(jìn)一步地，所述能量轉(zhuǎn)換模塊包括光電耦合器、雙向可控硅、第一電阻、第二電阻、穩(wěn)壓二極管、第一電容、第二電容、理想二極管整流器和穩(wěn)壓器，所述光電耦合器中發(fā)光二極管的正極依次通過所述穩(wěn)壓二極管和第一電阻與所述理想二極管整流器的A端連接，其負(fù)極與所述理想二極管整流器的B端連接，所述光電耦合器中受光三極管的發(fā)射極與所述理想二極管整流器的D端連接，其集電極與所述雙向可控硅的控制極連接，所述雙向可控硅的第一陽極通過所述第二電阻與所述理想二極管整流器的C端連接，其第二陽極與所述理想二極管整流器的D端連接；所述第一電容的一端與所述理想二極管整流器的A端連接，其另一端與所述理想二極管整流器的B端連接；所述穩(wěn)壓器的輸入端與所述理想二極管整流器的A端連接，其輸出端輸出轉(zhuǎn)換后的穩(wěn)定的直流電，所述第二電容并聯(lián)在輸出的直流電源的兩端。
[0007]優(yōu)選地，所述理想二極管整流器采用型號為LT4320的理想二極管橋控制器。
[0008]優(yōu)選地，所述穩(wěn)壓器采用型號為LTC3105的DC/DC轉(zhuǎn)換器。
[0009]進(jìn)一步地，所述能量存儲模塊包括充電電路和蓄電池，所述充電電路與所述蓄電池連接，所述能量轉(zhuǎn)換模塊輸出的直流電壓通過所述充電電路為所述蓄電池充電。
[0010]由于采用以上技術(shù)方案，本實用新型的有益效果為:本實用新型由于采用能量獲取模塊將鉆探設(shè)備工作時產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，并通過能量轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電，因此本實用新型能夠解決鉆探測量設(shè)備取電難題，充分利用鉆探設(shè)備工作時產(chǎn)生的機(jī)械能，為測量設(shè)備提供持續(xù)、穩(wěn)定、可靠的工作電源，從而大大提高工作效率，降低能源損耗，節(jié)能環(huán)保。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型用于鉆探測量設(shè)備的取電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是能量轉(zhuǎn)換模塊的電路原理圖。
[0013]圖中:1、能量獲取模塊；2、能量轉(zhuǎn)換模塊；3、能量存儲模塊；21、整流電路；22、穩(wěn)壓電路；23、電壓轉(zhuǎn)換電路；31、充電電路；32、蓄電池。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0015]本實用新型提到的鉆探測量設(shè)備是指安裝在鉆探設(shè)備上的測量設(shè)備，本實用新型提供了一種用于該測量設(shè)備的取電裝置。
[0016]如圖1所示，本實用新型用于鉆探測量設(shè)備的取電裝置包括能量獲取模塊1、能量轉(zhuǎn)換模塊2和能量存儲模塊3，能量獲取模塊I采用正壓電效應(yīng)原理或電磁感應(yīng)原理將鉆探設(shè)備工作時產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，并以交流電的形式傳輸至能量轉(zhuǎn)換模塊2，能量轉(zhuǎn)換模塊2包括整流電路21、穩(wěn)壓電路22和電壓裝換電路23，能量轉(zhuǎn)換模塊2對接收到的交流電進(jìn)行整流、穩(wěn)壓后轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電，直流電給測量設(shè)備提供工作電壓或者通過能量存儲模塊3進(jìn)行存儲，以備后續(xù)工作中使用。
[0017]在一個優(yōu)選的實施例中，能量獲取模塊I采用壓電陶瓷發(fā)電裝置或水流渦輪發(fā)電機(jī)。
[0018]采用壓電陶瓷發(fā)電裝置時，能量獲取模塊I的工作原理為:利用壓電陶瓷的正壓電效應(yīng)原理，通過鉆探設(shè)備的上下振動給壓電器件施加壓力，使壓電振子產(chǎn)生形變，觸發(fā)正壓電效應(yīng)，從而導(dǎo)致電荷積聚在壓電器件的兩極，產(chǎn)生電壓差。產(chǎn)生的不穩(wěn)定的交流電經(jīng)能量轉(zhuǎn)換模塊2轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電并輸出。
[0019]采用水流渦輪發(fā)電機(jī)時，能量獲取模塊I的工作原理為:鉆探設(shè)備注入的水流沖擊渦輪機(jī)葉片使葉片轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的葉片帶動主軸轉(zhuǎn)動，連接在主軸上的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子跟著轉(zhuǎn)動，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈中通入電流，轉(zhuǎn)子線圈中就會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，磁力線在旋轉(zhuǎn)過程中被定子線圈切割，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，定子線圈中產(chǎn)生電壓，從而將鉆探設(shè)備注入的水流的勢能轉(zhuǎn)換成為電能。能量轉(zhuǎn)換模塊2將產(chǎn)生的不穩(wěn)定的交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電輸出。
[0020]在一個優(yōu)選的實施例中，如圖2所示，能量轉(zhuǎn)換模塊2包括光電耦合器、雙向可控硅、第一電阻Rl、第二電阻R2、第一電容Cl、第二電容C2、穩(wěn)壓二極管ZD、理想二極管整流器和穩(wěn)壓器，其中，光電親合器中發(fā)光二極管的正極依次通過穩(wěn)壓二極管ZD和第一電阻Rl與理想二極管整流器的A端連接，其負(fù)極與理想二極管整流器的B端連接，光電耦合器中受光三極管的發(fā)射極與理想二極管整流器的D端連接，其集電極與雙向可控硅的控制極G連接，雙向可控硅的第一陽極Tl通過第二電阻R2與理想二極管整流器的C端連接，其第二陽極T2與理想二極管整流器的D端連接。第一電容Cl的一端與理想二極管整流器的A端連接，其另一端與理想二極管整流器的B端連接。穩(wěn)壓器的輸入端與理想二極管整流器的A端連接，其輸出端輸出轉(zhuǎn)換后的穩(wěn)定的直流電，第二電容C2并聯(lián)在輸出的直流電源的兩端。通過能量獲取模塊I得到的交流電送至理想二極管整流器中進(jìn)行整流，光電耦合器和雙向可控硅通過檢測理想二極管整流器的輸出電壓，對后續(xù)電路進(jìn)行過壓保護(hù)。穩(wěn)壓器能夠?qū)δ芰揩@取模塊輸出的電壓、電流變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其以更好的匹配方式傳輸電能，從而降低能量獲取模塊1、穩(wěn)壓電路22和電壓轉(zhuǎn)換電路23本身的損耗，實現(xiàn)最佳的功率傳輸。整流后的脈動直流電送至穩(wěn)壓器中進(jìn)行穩(wěn)壓，減少負(fù)載變化的影響，保持輸出電壓的穩(wěn)定。
[0021]優(yōu)選地，理想二極管整流器采用型號為LT4320的理想二極管橋控制器，其采用低損耗N溝道MOSFET替代了全波橋式整流器中的全部4個二極管，以顯著地降低功率耗散并增加可用電壓。由于電源效率的提升免除了笨重的散熱器，因此縮減了電源尺寸。與傳統(tǒng)的替代方案相比，MOSFET橋能夠?qū)崿F(xiàn)具有高空間利用率和電源效率的整流器設(shè)計。
[0022]優(yōu)選地，穩(wěn)壓器采用型號為LTC3105的DC/DC轉(zhuǎn)換器，該器件含有最大功率點控制，并以低至250mV的輸入啟動；輸入電壓范圍寬，為0.2V?5V。
[0023]在一個優(yōu)選的實施例中，能量存儲模塊3包括充電電路31和蓄電池32，充電電路31和蓄電池32連接，能量轉(zhuǎn)換模塊2輸出的穩(wěn)定的直流電壓可以通過充電電路31為蓄電池32充電，以備后續(xù)測量設(shè)備使用。另外，蓄電池32也可以用超級電容代替。
[0024]上述各實施例僅用于說明本實用新型，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本實用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本實用新型的保護(hù)范圍之外。
【主權(quán)項】
1.一種用于鉆探測量設(shè)備的取電裝置，其特征在于:它包括能量獲取模塊、能量轉(zhuǎn)換模塊和能量存儲模塊，所述能量獲取模塊將鉆探設(shè)備工作時產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，并以交流電的形式傳輸至所述能量轉(zhuǎn)換模塊，所述能量轉(zhuǎn)換模塊包括整流電路和穩(wěn)壓電路，所述能量轉(zhuǎn)換模塊對接收到的交流電進(jìn)行整流、穩(wěn)壓后轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電，直流電給所述測量設(shè)備提供工作電壓或者通過所述能量存儲模塊進(jìn)行存儲。2.如權(quán)利要求1所述的一種用于鉆探測量設(shè)備的取電裝置，其特征在于:所述能量獲取模塊采用壓電陶瓷發(fā)電裝置或水流渦輪發(fā)電機(jī)。3.如權(quán)利要求1所述的一種用于鉆探測量設(shè)備的取電裝置，其特征在于:所述能量轉(zhuǎn)換模塊包括光電親合器、雙向可控娃、第一電阻、第二電阻、穩(wěn)壓二極管、第一電容、第二電容、理想二極管整流器和穩(wěn)壓器，所述光電耦合器中發(fā)光二極管的正極依次通過所述穩(wěn)壓二極管和第一電阻與所述理想二極管整流器的A端連接，其負(fù)極與所述理想二極管整流器的B端連接，所述光電耦合器中受光三極管的發(fā)射極與所述理想二極管整流器的D端連接，其集電極與所述雙向可控硅的控制極連接，所述雙向可控硅的第一陽極通過所述第二電阻與所述理想二極管整流器的C端連接，其第二陽極與所述理想二極管整流器的D端連接；所述第一電容的一端與所述理想二極管整流器的A端連接，其另一端與所述理想二極管整流器的B端連接；所述穩(wěn)壓器的輸入端與所述理想二極管整流器的A端連接，其輸出端輸出轉(zhuǎn)換后的穩(wěn)定的直流電，所述第二電容并聯(lián)在輸出的直流電源的兩端。4.如權(quán)利要求3所述的一種用于鉆探測量設(shè)備的取電裝置，其特征在于:所述理想二極管整流器采用型號為LT4320的理想二極管橋控制器。5.如權(quán)利要求3所述的一種用于鉆探測量設(shè)備的取電裝置，其特征在于:所述穩(wěn)壓器采用型號為LTC3105的DC/DC轉(zhuǎn)換器。6.如權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的一種用于鉆探測量設(shè)備的取電裝置，其特征在于:所述能量存儲模塊包括充電電路和蓄電池，所述充電電路與所述蓄電池連接，所述能量轉(zhuǎn)換模塊輸出的直流電壓通過所述充電電路為所述蓄電池充電。
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于鉆探測量設(shè)備的取電裝置，它包括能量獲取模塊、能量轉(zhuǎn)換模塊和能量存儲模塊，所述能量轉(zhuǎn)換模塊包括整流電路、穩(wěn)壓電路和電壓轉(zhuǎn)換電路，所述能量存儲模塊包括充電電路和蓄電池。所述能量獲取模塊將鉆探設(shè)備工作時產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，并以交流電的形式傳輸至所述能量轉(zhuǎn)換模塊，所述能量轉(zhuǎn)換模塊對接收到的交流電進(jìn)行整流、穩(wěn)壓后轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電，直流電通過所述能量存儲模塊進(jìn)行存儲。本實用新型的有益效果為：能夠解決鉆探測量設(shè)備取電難題，為測量設(shè)備提供持續(xù)、穩(wěn)定、可靠的工作電源，從而大大提高工作效率，降低能源損耗，節(jié)能環(huán)保。
【IPC分類】H02J7/14
【公開號】CN204732950
【申請?zhí)枴緾N201520512980
【發(fā)明人】董普松
【申請人】董普松
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年7月15日