[實用新型]安全監(jiān)測數(shù)據(jù)自動采集裝置及其供電裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120033484.1
• 申請日: 2011-01-30
• 公開（公告）號: CN201956757U
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江修;沈省三
• 申請（專利權(quán)）人: 基康儀器（北京）有限公司
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00;E02D1/00;G08C17/02;G08C19/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 張濤

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及巖土工程的健康監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種巖土工程安全監(jiān)測數(shù)據(jù)自動采集裝置及其供電裝置。

背景技術(shù)

在巖土工程安全監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域中，通常采用數(shù)據(jù)自動采集裝置(Data?Auto-acquisitionUnit，參見電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T1134-2009)實現(xiàn)監(jiān)測儀(Monitoring?Instrument，參見電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T5211-2005)的自動信號測量、轉(zhuǎn)換、處理和存儲功能。

目前安全監(jiān)測領(lǐng)域使用的數(shù)據(jù)自動采集裝置，是通過后備電池、有線供電、太陽能電池等設(shè)備供電，這些供電設(shè)備均存在一定的局限性。其中：①后備電池方式供電，由于受電池儲電容量限制，需要定期的更換電池來維持數(shù)據(jù)自動采集裝置的正常供電需求；②有線供電，需要布線施工和可靠的電源，在有些工程場合不太容易實現(xiàn)；③太陽能電池供電，需要增加太陽能電池板、蓄能電池、充電管理模塊等設(shè)備，增加了工程實施的成本和難度，同時由于太陽能電池板降低了系統(tǒng)的可靠性，增加了系統(tǒng)維護工作量。

實用新型內(nèi)容

本實用新型針對巖土工程安全監(jiān)測領(lǐng)域使用的數(shù)據(jù)自動采集裝置現(xiàn)有的多種供電設(shè)備存在的局限性，提供一種新的供電裝置，該供電裝置采用了無線供電技術(shù)，實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)自動采集裝置的數(shù)據(jù)采集終端的無線供電。本實用新型還涉及采用該供電裝置的巖土工程安全監(jiān)測數(shù)據(jù)自動采集裝置。

本實用新型的技術(shù)方案如下：

一種巖土工程安全監(jiān)測數(shù)據(jù)自動采集裝置的供電裝置，所述巖土工程安全監(jiān)測數(shù)據(jù)自動采集裝置包括數(shù)據(jù)采集主機和數(shù)據(jù)采集終端，其特征在于，包括在數(shù)據(jù)采集主機內(nèi)設(shè)置的與數(shù)據(jù)采集主機內(nèi)的直流供電電路相連的無線能量發(fā)射模塊，以及在數(shù)據(jù)采集終端內(nèi)設(shè)置的無線能量接收模塊；所述無線能量發(fā)射模塊包括振蕩電路、功率放大電路和無線發(fā)射電路，所述振蕩電路的輸入端連接至數(shù)據(jù)采集主機的直流供電電路輸出端，所述功率放大電路的輸入端連接至振蕩電路的輸出端，所述無線發(fā)射電路的輸入端連接至功率放大電路的輸出端，直流供電電路輸出端的直流電通過振蕩電路產(chǎn)生無線發(fā)射的主頻信號，功率放大電路將該主頻信號進行功率放大，然后通過無線發(fā)射電路將能量以發(fā)射電磁波的形式傳輸至數(shù)據(jù)采集終端，所述無線能量接收模塊接收該電磁波，并將其電磁能轉(zhuǎn)化為直流電能，以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集終端的供電。

所述無線能量接收模塊包括耦合諧振電路、交直流轉(zhuǎn)換電路和功率檢測電路，所述耦合諧振電路的輸入端接收無線能量發(fā)射模塊中的無線發(fā)射電路發(fā)射的電磁波，所述交直流轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接至耦合諧振電路的輸出端，所述功率檢測電路的輸入端連接至交直流轉(zhuǎn)換電路的輸出端；耦合諧振電路接收無線發(fā)射電路發(fā)射的電磁波，并輸出交變的電流信號，所述交直流轉(zhuǎn)換電路將所述交變的電流信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號輸出至功率檢測電路，功率檢測電路進行功率檢測使得獲得的直流電壓的幅值符合數(shù)據(jù)采集終端供電要求的直流電壓值。

所述無線能量發(fā)射模塊還包括幅度調(diào)節(jié)電路，所述振蕩電路通過幅度調(diào)節(jié)電路與功率放大電路相連，所述幅度調(diào)節(jié)電路的輸入端連接至振蕩電路的輸出端，功率放大電路的輸入端連接至幅度調(diào)節(jié)電路的輸出端；所述幅度調(diào)節(jié)電路接收振蕩電路產(chǎn)生無線發(fā)射的主頻信號，并調(diào)節(jié)主頻信號的峰峰值以進行無線發(fā)射輸出功率的調(diào)節(jié)，再將調(diào)節(jié)后的主頻信號輸出至功率放大電路。

所述無線發(fā)射電路包括并聯(lián)的發(fā)射線圈和第一電容，所述第一電容的選取滿足：其中，l為發(fā)射線圈的電感值，c為第一電容的容值，f為振蕩電路產(chǎn)生無線發(fā)射的主頻。

所述功率檢測電路包括單刀雙擲開關(guān)、功率檢測電阻和數(shù)字電壓表，所述單刀雙擲開關(guān)進行功率檢測和供電的切換，所述功率檢測電阻通過單刀雙擲開關(guān)連接至交直流轉(zhuǎn)換電路輸出的直流電壓兩端進行功率檢測，所述數(shù)字電壓表并接在功率檢測電阻兩端，在功率檢測后，由單刀雙擲開關(guān)進行供電切換，將交直流轉(zhuǎn)換電路輸出的直流電壓作為數(shù)據(jù)采集終端供電要求的直流電壓值；所述耦合諧振電路包括并聯(lián)的接收線圈和可調(diào)電容，在可調(diào)電容的調(diào)節(jié)下，數(shù)字電壓表的讀數(shù)應(yīng)等于或大于數(shù)據(jù)采集終端供電要求的直流電壓值，功率檢測電阻的阻值滿足：其中，R為功率檢測電阻的阻值，V_S為數(shù)據(jù)采集終端供電要求的直流電壓值，I_S為數(shù)據(jù)采集終端最大消耗電流。

所述供電裝置還包括穩(wěn)壓電路，所述交直流轉(zhuǎn)換電路通過穩(wěn)壓電路與功率檢測電路相連，所述穩(wěn)壓電路的輸入端連接至交直流轉(zhuǎn)換電路的輸出端，功率檢測電路的輸入端連接至穩(wěn)壓電路的輸出端。