[實用新型]一種超聲波無線輸電系統

有效

• 申請號: 201420483595.6
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN204334128U
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 季翼鵬;姚文賢
• 申請（專利權）人: 蘇州市職業大學
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00
• 代理公司: 蘇州銘浩知識產權代理事務所(普通合伙) 32246
• 代理人: 王軍

技術領域

本實用新型涉及一種超聲波無線輸電系統，尤其是一種用于特殊環境下向物聯網智能節點供電的超聲波無線輸電系統。

背景技術

無源物聯網是一種新興的技術，它是能量采集、無線通信和低功耗技術的一個有機的結合，無源無線物聯網的智能節點常常采用因地制宜的辦法從周圍的環境中采集能量，包括太陽能、風能、溫差、振動、等等，由于不需要改變周圍環境，所以在智能家居、工業測控的方面應用正迅速崛起；然而在有些特殊的應用場合，如密封或者半密封的液體環境，如城市供水管道、核電站廢水存貯裝置、污水處理廠，為了監測其中的溫度、水壓、流速、酸堿度、或者某種化學成分、或者放射物質的含量，常常需要安裝無源的物理網智能節點，周圍環境中的能量采集特別困難、采集效率極低，或者不方便采集，使得物聯網智能節點能采用電池供電的方式，即使再大的電池容量也有被耗盡的時候，當電池能量被耗盡后，就需要更換，增加了這些物聯網智能節點的維護成本、使用成本。

實用新型內容

本實用新型目的是為了克服現有技術的不足而提供一種用于特殊環境下，借助固體或者液體介質實現超聲波能量向物聯網智能節點供電傳輸的超聲波無線輸電系統。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種超聲波無線輸電系統，包括超聲波能量發生器；所述超聲波能量發生器產生的超聲波傳輸給第一超聲能量分配器；所述第一超聲能量分配器將接收到的超聲波傳輸給第二超聲能量分配器或智能節點；所述第二超聲能量分配器將將接收到的超聲波傳輸給第三超聲能量分配器或智能節點；使用時，電能通過超聲波能量發生器轉換為機械能，首先通過管道壁內的固體介質向第一超聲能量分配器傳遞；第一超聲能量分配器將一部分能量提供給智能節點，另一部分能量通過液體介質的耦合傳送給第二超聲能量分配器，然后，按照這種方式將能量在管道逐級傳遞。

優選的，所述超聲能量發生器包括整流和濾波電路、全橋逆變電路、匹配電路、超聲波發射換能器、具有最大功率跟蹤功能的控制電路；所述整流和濾波電路將輸入的不穩定的交流電改變為穩定直流電；所述全橋逆變電路的作用是將電能變送到下一級超聲能量分配器；所述匹配電路將輸入電流整合成與超聲波發射換能器相適合的電流；所述具有最大功率跟蹤功能的控制電路控制及跟蹤輸出電流。

優選的，所述超聲能量分配器包括超聲波接收換能器、整流濾波電路、穩壓充電電路、全橋逆變電路、匹配電路、超聲波發射換能器；所述超聲波接收換能器用于接收上一級發射出的超聲波；所述整流濾波電路不僅向穩壓充電電路提供電源還向全橋逆變電路提供電源，充電穩壓電路向本級的物聯網智能節點供電，而全橋逆變電路的作用是將電能變送到下一級超聲能量分配器；所述匹配電路將輸入電流整合成與超聲波發射換能器相適合的電流；所述超聲波發射換能器將經過全橋逆變電路整合后的電能轉化成超聲波向下一級超聲能量分配器發射。

由于上述技術方案的運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點：

本實用新型方案的一種超聲波無線輸電系統，將電能通過超聲波能量發生器轉換為機械能，首先通過管道壁內的固體介質向超聲波能量分配器傳遞；超聲能量分配器將一部分能量提供給智能節點，另一部分能量通過液體介質的耦合傳送給下一個超聲能量分配器，然后，按照這種方式將能量在管道逐級傳遞，能夠在特殊環境下向物聯網智能節點供電，借助固體或者液體介質實現超聲波能量傳輸，有效地提高超聲波的作用距離，提高了超聲波能量傳輸的發射功率和效率。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型技術方案作進一步說明：

附圖1為本實用新型的一種超聲波無線輸電系統的原理框圖；

附圖2為本實用新型的一種超聲波無線輸電系統在應用環境中安裝位置示意圖；

附圖3為本實用新型的一種超聲波無線輸電系統的能量分配圖；

其中：1、超聲波能量發生器；101、整流和濾波電路；102、全橋逆變電路；103、匹配電路；104、超聲波發射換能器；105、具有最大功率跟蹤功能的控制電路；2、3、4、超聲能量分配器；201、301、401、收超聲波換能器；202、302、402、整流濾波電路；203、303、403、穩壓充電電路；204、304、404、全橋逆變電路；205、305、405、匹配電路；206、306、406、超聲波發射換能器；207、307、407、智能節點。

具體實施方式????

下面結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。