[發明專利]一種驅動發動機活塞無線傳感模塊的無源化裝置

有效

• 申請號: 201911148059.4
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN110868104B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 胡磊;常玲之;余永華;楊建國
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00;G01D11/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉秋芳;張宇

本發明公開了一種驅動發動機活塞無線傳感模塊的無源化裝置，屬于發動機領域，該裝置由溫差發電模塊和電路調理控制模塊組成。溫差發電模塊包括集熱片、高溫端半導體發電片組、低溫端半導體發電片組、散熱片、耐高溫防護層及耐高溫線束組成，電路調理控制模塊包括放大器、穩壓器、電容、輸出電壓調理器和調理盒等組成，本發明提出的驅動發動機活塞無線傳感模塊的無源化裝置利用燃料燃燒釋放的熱量進行高效溫差發電，通過對半導體發電片布置、電路設計和控制，完成對無線傳感模塊的不同需求高效供電，實現發動機活塞各類無線遙測裝置的無源化，同時促進了能源的多級利用。

技術領域

本發明屬于發動機領域，更具體地，涉及一種驅動發動機活塞無線傳感模塊的無源化裝置。

背景技術

隨著發動機智能化程度的不斷提高，智能感知技術和相關MEMS傳感裝置需求越來越受到廣泛關注和應用。活塞作為發動機燃燒室重要部件之一，其熱負荷、結構強度及工作可靠性狀態和性能受到諸多發動機廠家、零部件廠和研發單位重視，測量評估活塞工作狀態不僅可以實時監測其工作狀態，同時也為活塞產品設計、升級改造和智能化發動機發展奠定重要基礎。

發動機活塞為運動件，且其溫度較高，存在油和氣的惡劣環境，對其相關參數測量存在一定的困難，目前使用硬度塞法對其熱負荷、四連桿機構引線測量溫度場和應力場等可靠性測量研究，但在其測量精度、引線方式和測量裝置可靠性方面存在諸多問題。隨著科技和材料的發展，目前以活塞無線測量方法為主，但大部分傳感裝置工作需要供電，此時外部電池提供能量的弊端較為明顯，同時也大大削減了活塞無線測量的便捷性。因此，設計開發一套發動機活塞無線傳感模塊的無源化裝置需求迫切，同時也通過發動機內部能量，實現能源的多級利用。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提出了一種驅動發動機活塞無線傳感模塊的無源化裝置，由此解決現有無線測量技術測量活塞溫度時，需要外部電池提供能量的弊端，同時造成發動機內能量浪費的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種驅動發動機活塞無線傳感模塊的無源化裝置，包括：溫差發電模塊及電路調理控制模塊；

所述溫差發電模塊，用于在活塞工作時，利用燃料燃燒釋放出的熱量產生溫度差，基于所述溫度差產生電壓；

所述電路調理控制模塊，用于對所述電壓進行放大處理得到放大且穩定的目標電壓，以由所述目標電壓驅動無線傳感模塊。

優選地，所述溫差發電模塊包括：集熱片、高溫端半導體發電片組、低溫端半導體發電片組、散熱片、第一防護層、第二防護層及耐高溫線束；

其中，在活塞內腔上端，由緊貼活塞部分向外依次是所述集熱片、所述高溫端半導體發電片組及所述第一防護層；

在活塞裙內壁面下端，由緊貼活塞部分向外依次是所述散熱片、所述低溫端半導體發電片組及所述第二防護層；

所述耐高溫線束連接所述高溫端半導體發電片組及所述低溫端半導體發電片組。

優選地，多個高溫端半導體發電片組成所述高溫端半導體發電片組，多個低溫端半導體發電片組成所述低溫端半導體發電片組；

所述高溫端半導體發電片采用中溫發電材料，所述低溫端半導體發電片采用低溫發電材料，其中，所述中溫發電材料的工作溫度在300-500℃；所述低溫發電材料的工作溫度在100-200℃。

優選地，所述高溫端半導體發電片組對稱固定在所述活塞的內頂上，且遠離冷卻液的地方；所述低溫端半導體發電片組放置于活塞裙內壁面下端，且靠近冷卻液區域。

優選地，所述高溫端半導體發電片組及所述低溫端半導體發電片組采用串聯和/或并聯的方式，以實現所述溫差發電模塊輸出最高電壓和最高功率。