[發明專利]一種森林環境監測傳感器供電裝置

有效

• 申請號: 201410257579.X
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN104009673A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 李文彬;張哲;陳明闊
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種森林環境監測傳感器供電裝置，包括散熱氣流管(1)、散熱片(2)、溫差發電片(3)、全玻璃真空太陽能集熱管(4)、導熱片(5)和電能收集模塊(6)，其特征在于：

散熱氣流管(1)埋在土壤深處，呈U型狀態；散熱氣流管(1)兩端均直接露出土壤，與空氣接觸；散熱氣流管(1)左端端口略高于地面(7)；散熱氣流管(1)右端端口略高于凸出地面(7)的錐狀土壤堆頂端，散熱氣流管(1)右端端口位置斜對散熱片(2)；

全玻璃真空太陽能集熱管(4)與地面(7)形成大于或等于30°夾角傾斜放置；全玻璃真空太陽能集熱管(4)一端嵌入貼合導熱片(5)；

導熱片(5)與溫差發電片(3)熱端貼合，溫差發電片(3)的冷端與散熱片(2)貼合；

當光照到全玻璃真空太陽能集熱管(4)，管內外表面溫度升高，向導熱片(5)迅速傳熱；導熱片(5)將熱量傳遞到溫差發電片(3)熱端，溫差發電片(3)熱端溫度上升，熱量從溫差發電片(3)的熱端通過溫差發電片(3)熱電偶臂轉移到溫差發電片(3)冷端；隨著溫差發電片(3)冷端熱量累積，溫差發電片(3)冷端及散熱片(2)溫度升高；

由于散熱氣流管(1)內流出的空氣溫度遠低于散熱片(2)溫度，形成大溫差熱對流，熱對流吹向散熱片(2)，致使溫差發電片(3)冷端溫度下降，溫差發電片(3)兩端有效溫差升高，當溫差發電片(3)產生的溫差電壓達到電能收集模塊(6)啟動電壓，電能收集模塊(6)開始啟動；

電能收集模塊(6)向森林環境監測傳感器供電，通過森林環境監測傳感器采集空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、光照強度和風速等環境數據信息，經過傳感器通信網絡以數字信號的形式傳輸至計算機數據通信端口，最終到達計算機終端，進行數據處理。

2.根據權利要求1所述的森林環境監測傳感器供電裝置，其中散熱氣流管(1)、散熱片(2)材質為易散熱材料，導熱片(5)材質為易導熱材料，導熱片(5)導熱系數高于散熱片(2)導熱系數，散熱氣流管(1)傳熱系數高于散熱片(2)的傳熱系數。

3.根據權利要求2所述的森林環境監測傳感器供電裝置，其中散熱氣流管(1)管口方位豎立向上，保證與散熱片(2)空間位置側向相對。

4.根據權利要求1所述的森林環境監測傳感器供電裝置，其中導熱片(5)貼合安裝于全玻璃真空太陽能集熱管(4)管壁，保證所述導熱片與所述全玻璃真空太陽能集熱管(4)的良好傳熱。

5.根據權利要求1所述的森林環境監測傳感器供電裝置，所述散熱片(2)空間方位處于全玻璃真空太陽能集熱管(4)的軸線方向，保證與空氣介質良好接觸。

6.根據權利要求1所述的森林環境監測傳感器供電裝置，其中所述溫差發電片(3)材質為兩種不同半導體熱電材料；溫差發電片(3)位置固定在與全玻璃真空太陽能集熱管(4)軸線方向，并通過粘性物質與相鄰的導熱片(5)以及散熱片(2)良好貼合。

7.根據權利要求1所述的森林環境監測傳感器供電裝置，所述的電能收集模塊(6)包括LTC3108轉換器、LPR6235-752SML升壓變壓器和外接鋰電池及存儲電容器；電能收集模塊(6)與溫差發電片(3)兩端接線柱相連，整個電能收集模塊(6)固定位置及連線方式不限，保證溫差發電片(3)兩端連接LTC3108轉換器，轉換器連接LPR6235-752SML變壓器，變壓器為外接鋰電池及存儲電容器供電。