[發(fā)明專利]用于振動采集傳感器的電力管理方案

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011240280.5
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112787371A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱利安·弗蘭基蒂;馬克·羅德斯
• 申請（專利權(quán)）人: 斯凱孚公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;G01D21/02
• 代理公司: 北京智沃律師事務所 11620
• 代理人: 梁晨

提供一種用于管理針對安裝在鐵道機車車輛上的遠程無線狀態(tài)監(jiān)測傳感器的傳感器電力的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)提供：能量采集器，派生出無線傳感器電力；可再充電電池，連接到所述能量采集器以使所述能量采集器向所述可再充電電池供應能量，并且為所述系統(tǒng)供電；天線，用于基于測得的振動和加速度數(shù)據(jù)向遠程數(shù)據(jù)庫發(fā)送信號；中央處理單元，具有存儲器、算術(shù)邏輯單元和用于控制所述系統(tǒng)的功能的控制單元。通過按照所述中央處理單元指示、基于電池電壓和可用能量容量進入專用操作模式，所述遠程無線狀態(tài)監(jiān)測傳感器被保護免受潛在致命過電壓和欠電壓狀況的影響并且操作壽命被延長。此外，提供一種用于執(zhí)行所述系統(tǒng)的功能的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種安裝在鐵道機車車輛(/鐵路車輛)(railway rolling stock)上的遠程無線狀態(tài)監(jiān)測傳感器。無線傳感器電力從將能量供應到可再充電電池中的能量采集器(energy harvester)派生。本發(fā)明特別涉及通過基于電池電壓和可用能量容量(energycapacity)進入專用操作模式來保護傳感器并延長操作(/運行)壽命。

背景技術(shù)

通常，可以附接有遠程狀態(tài)監(jiān)測裝置的鐵道機車車輛在其壽命期間會經(jīng)歷若干維修(/維護)事件和翻新(/整修)(refurbishment)。在這種場景下，由于設(shè)備是靜止的，因此不會采集到電力，并且傳感器裝置不斷地消耗來自內(nèi)部可再充電電池的電力。

在一些鋰可再充電電池的情況下，如果電池放電到一定水平(/電平)(level)以下，則可能導致不可逆的損壞。此外，如果電池耗盡，則遠程狀態(tài)監(jiān)測裝置可能無法恢復，因為其需要能量來運行電力電子器件以使得能夠從采集器提取能量。這是一種典型的啟用采集技術(shù)需要一定程度的存儲電力才能夠進行采集的場景。

通常，能量采集技術(shù)安裝在不斷運動的設(shè)備上，并且不會在沒有能量激勵(stimulus)的情況下花費大量時間。軌道(/鐵軌)(rail)環(huán)境是其中裝置由于組件的翻新可能會一次停用數(shù)月的獨特的示例。此外，如果輪副(wheel set)報廢，則傳感器可以被去除并且長時間保持不附接。

在大多數(shù)情況下，現(xiàn)有的遠程狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)包括有線電源，因此不會遭受這種問題的困擾。這些系統(tǒng)的購買和安裝是昂貴的，并且對于裝配在火車車隊上是不切實際的。

其他解決方案包括具有集成的原電池(/一次電池)(primary batteries)的傳感器，所述傳感器可以運行直到電池耗盡，在電池耗盡的情況下，傳感器必須經(jīng)歷維護過程以更換耗盡的電池單元或者更換裝置本身，這兩者都會招致顯著的成本。所提出的發(fā)明相對于電池解決方案的優(yōu)點在于系統(tǒng)硬件是完全可恢復的并且可以無限期地操作。

與本發(fā)明的情況一樣，對于確保產(chǎn)品不會損壞或從沒有產(chǎn)生和存儲電力的長時間(/持續(xù)期)(prolonged period)中恢復，在傳感器內(nèi)實現(xiàn)智能電力管理方案來處理這樣的事件是至關(guān)重要的。

發(fā)明內(nèi)容