[實用新型]列車運行監測的自發電振動沖擊無線傳感器

有效

• 申請號: 202222294722.5
• 申請日: 2022-08-30
• 公開（公告）號: CN218330236U
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 黃采倫;方虎威;梁寧寧;張磊;趙延明;唐博;陳曉犇;張一涵
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: G01H1/00
• 分類號: G01H1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種列車運行監測的自發電振動沖擊無線傳感器，包括外封裝總成、敏感元件組件、自發電組件、信號調理與發射組件四個部分，傳感器內部結構形成多重屏蔽，在對設備進行振動監測的同時還可將振動能轉換為電能，無需外部供電就能實現監測信號的無線傳輸；其特征是：由敏感元件組件、自發電組件、信號調理與發射組件組成的內部組件安裝在傳感器基座與傳感器中殼形成的腔體內，并經環氧灌封Ⅰ固封后由傳感器上殼密封；傳感器通過傳感器安裝螺紋旋接安裝在列車運行關鍵部件的監測部位，敏感元件組件、自發電組件、信號調理與發射組件的負極由金屬圓柱體連通，敏感元件組件、自發電組件的正極分別經導線連接至信號調理與發射組件，自發電組件為信號調理與發射組件提供工作電源，敏感元件組件拾取列車運行關鍵部件的振動沖擊信號經信號調理與發射組件調理后以無線方式發射到無線信號采集裝置，實現了對列車運行關鍵部件振動的無源無線監測。

2.根據權利要求1所述的自發電振動沖擊無線傳感器，其特征是：所述的外封裝總成包括傳感器基座、傳感器中殼、傳感器上殼、環氧灌封Ⅰ、外絕緣墊、傳感器安裝螺紋，傳感器通過傳感器安裝螺紋旋接安裝在列車運行關鍵部件的監測部位，傳感器基座采用金屬材料加工成外六角形狀以便于安裝，傳感器中殼采用金屬材料加工成空心圓筒，形成較大的內部空間還能起到一重屏蔽作用，傳感器上殼采用非金屬材料制作，保證信號調理與發射組件的無線信號能正常傳輸出去，與傳感器中殼通過螺紋旋接構成傳感器外殼，內部組件在可機加工陶瓷制作的外絕緣墊上放置好后用環氧灌封Ⅰ對內部組件進行整體固化，將內部組件可靠固定以保證傳感器正常穩定工作；敏感元件組件安裝在由金屬圓柱體機加工而成、由底蓋壓接密封的下腔體內，自發電組件安裝在由金屬圓柱體機加工而成、由頂蓋旋接密封的上腔體內，金屬圓柱體的上腔體、下腔體之間設置具有灌膠孔的腔體隔板，上腔體的左壁上設置有自發電組件過線孔，下腔體的右壁上設置有傳感信號過線孔Ⅱ，敏感元件組件、自發電組件安裝完成后在金屬圓柱體外加套外熱縮管并置于外絕緣墊上。

3.根據權利要求1所述的自發電振動沖擊無線傳感器，其特征是：所述的自發電組件包括自發電組件絕緣墊、自發電組件正極接觸片、下柔性電極、PVDF堆疊組、上柔性電極、自發電組件負極接觸片，用于將振動能轉換成電能為傳感器供電的PVDF堆疊組由一排列圓形PVDF壓電薄膜片以旋轉層壓方式并聯堆疊而成，通過下柔性電極和上柔性電極提取PVDF堆疊組上產生的電荷，自發電組件正極接觸片緊密壓接在下柔性電極下方作為電源正極，自發電組件負極接觸片緊密壓接在上柔性電極的上方作為電源負極，頂蓋與自發電組件負極接觸片緊密接觸，頂蓋與金屬圓柱體之間通過卡接方式來施加壓力使得電極接觸片和柔性電極之間可靠電連接，并以此方式使整個PVDF堆疊組固定于自發電組件絕緣墊上并整體置于腔體隔板中心位置，金屬圓柱體外包裹用于絕緣的PE材質外熱縮管后便組成了自發電組件；PVDF薄膜片是厚度28微米的柔性壓電薄膜片，在PVDF薄膜片雙面鍍上銀電極且在上側單面涂有環氧膠作為堆疊時每層薄膜片之間的絕緣層，上柔性電極、下柔性電極是導電硅膠片，自發電組件正極接觸片、自發電組件負極接觸片是薄銅片，頂蓋和金屬圓柱體均由金屬材料加工而成，電源負極通過頂蓋引出經金屬螺釘連接到信號調理與發射組件，電源正極通過自發電組件正極接觸片引出經金屬圓柱體上的自發電組件過線孔后到信號調理與發射組件，實現傳感器在振動監測過程中的自發電。