[發(fā)明專利]一種適用于智能傳感器的振動自取電裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011459101.7
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN113364341A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設計）人: 周柯;王曉明;趙繼光;奉斌;田兵;林翔宇;孫宏棣;巫聰云;張煒;郭晨華;宋益
• 申請（專利權）人: 廣西電網有限責任公司電力科學研究院;南方電網數字電網研究院有限公司
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18;G01K1/00;G01D11/00
• 代理公司: 北京國帆知識產權代理事務所(普通合伙) 11334
• 代理人: 劉小哲

本發(fā)明公開了一種適用于智能傳感器的振動自取電裝置，該裝置包括振動自取電主體組件；所述振動自取電主體組件包括主控振動取電單元、若干振動取電單元和剛韌性襯板；所述振動取電單元和所述主控振動取電單元均設置在所述剛韌性襯板上；所述剛韌性襯板設置有內置導線；若干所述振動取電單元分別基于所述內置導線與所述主控振動取電單元連接。通過設置振動自取電主體組件，實現傳感器的無源，可以利用開關柜本身工作過程中，長期存在的工頻振動特點，采集并轉換振動能為電能，而且振動取電單元能量轉化率高，該方式適用于電力開關柜設備，使傳感器的長期在線運行，延長傳感器的壽命，具有廣泛的使用價值。

技術領域

本發(fā)明涉及電力開關柜在線監(jiān)測技術領域，尤其涉及一種適用于智能傳感器的振動自取電裝置。

背景技術

振動是發(fā)聲的根源并能傳播固體聲造成噪聲危害。隨著對綠色能源的開發(fā)和節(jié)能意識的提高，如何利用振動所產生的能量成了一個極具意義的研究課題。《一種振動自發(fā)電控制集成式電池》申請?zhí)?01910951923.8公開了一種振動發(fā)電電池，能將環(huán)境中振動能量持續(xù)收集并轉換為穩(wěn)定電能。

現有技術對開關柜監(jiān)測，在供電方式上有有源和無源之分，有源即常見的電池供電方式，電池使用壽命有限，更換麻煩；無源有電流取電技術、RFID技術、電場取電技術等，而電流取電必須讓設備有負載運行才能工作、RFID技術讀取天線較大，安裝不方便，電場取電技術，需要傳感有較大的體積，并與高壓導體相接觸，實現難度大。

現有技術的缺點：

1、能量轉換率低。例如上述專利中的箱體設備類，采用噪聲發(fā)電，這種方式的能量轉換率低。能量轉換過程：設備做功——設備振動——空氣噪聲——電能片振動——電能，這里每個轉換過程中，都有大量的能量損失，一般的，能量轉換率約為10-30％，經過多次轉換后，發(fā)電效能很低，不足以提供給傳感器工作。

2、響應頻率不集中，難以引起共振。現有的振動或噪聲發(fā)電，多以采集外界環(huán)境或物體為媒介，目標為采集各種頻率的振動和噪聲。發(fā)電片的響應頻率特性不集中，引起共振的頻率點不確定，不能最大效能的采集能量。沒有按照開關柜類柜體的工頻振動特點取設計振動自取電主體組件或取電組件。

3、整塊的發(fā)電片，有內部相位疊加損耗。有的發(fā)電片設計在箱體內采用完整的一塊發(fā)電片，沒有針對開關柜類柜體表面振動強度和相位分布去設計，造成了發(fā)電片內部的損耗，不利于最大的取電效能。

4、現有的振動發(fā)電技術，應用場景不明確。多表述為綠色能源，減震等概念。而實際上，振動或噪聲的發(fā)電能力相對工業(yè)發(fā)電效能非常低，設備的投入和產出比非常低，并不適合于新能源的概念進行大面積的開發(fā)利用。而在某些特定的領域，例如，無法外部供電，不能更換電池，耗能水平很低，長期存在振動的場所等，則適合采取這種方式進行振動自取電供能。例如電力開關柜等設備。

發(fā)明內容

針對上述現有技術的不足，本專利設置了一種適用于智能傳感器的振動自取電裝置，該裝置通過設置振動自取電主體組件，實現傳感器的無源，可以利用開關柜本身工作過程中，長期存在的工頻振動特點，采集并轉換振動能為電能，而且振動取電單元能量轉化率高，該方式適用于電力開關柜設備的使用場景，使傳感器的長期在線運行，延長了測溫傳感器的壽命，具有廣泛的使用價值。

為了實現上述目的，本發(fā)明為一種適用于智能傳感器的振動自取電裝置，所述適用于智能傳感器的振動自取電裝置包括振動自取電主體組件；

所述振動自取電主體組件包括主控振動取電單元、若干振動取電單元和剛韌性襯板；

所述振動取電單元和所述主控振動取電單元均設置在所述剛韌性襯板上；

所述剛韌性襯板設置有內置導線；若干所述振動取電單元分別基于所述內置導線與所述主控振動取電單元連接。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案，所述主控振動取電單元包括傳感器主控模塊和主控共振片組件；