[發(fā)明專利]基于自取能RFID傳感器的輸電線路下方橋梁狀態(tài)檢測(cè)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310558708.8
• 申請(qǐng)日: 2023-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN116295811A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧芳明;汪濤;何怡剛;李兵;沈陽;盧金勤;周雙喜;程海根;聶吉利;揭保如;喻盛球
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01H17/00
• 分類號(hào): G01H17/00;H02J50/10;G06K19/07;G06K17/00;G01P15/18
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 季永杰

本發(fā)明提供一種基于自取能RFID傳感器的輸電線路下方橋梁狀態(tài)檢測(cè)裝置，包括依次電性連接的電暈?zāi)芰坎杉b置、穩(wěn)壓整流裝置和RFID傳感器；所述電暈?zāi)芰坎杉b置用于捕獲輸電線路電暈?zāi)芰浚?duì)電暈中的正負(fù)電荷進(jìn)行采集處理，得到交變電；所述穩(wěn)壓整流裝置用于將交變電轉(zhuǎn)化為直流電，通過直流電為所述RFID傳感器供電；所述RFID傳感器用于對(duì)橋梁的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行采集，并通過無線方式傳輸?shù)竭h(yuǎn)端處理中心。本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有的有源RFID在供能時(shí)，需頻繁更換電池，且穩(wěn)定性不好的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及公路設(shè)施檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于自取能RFID傳感器的輸電線路下方橋梁狀態(tài)檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)

橋梁是現(xiàn)代交通運(yùn)輸體系中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)之一，其健康狀態(tài)對(duì)社會(huì)生產(chǎn)生活有著至關(guān)重要的作用。目前對(duì)橋梁的狀態(tài)檢測(cè)方法主要依靠人工外觀檢查以及定期現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，這些方法都屬于傳統(tǒng)的檢測(cè)與試驗(yàn)，是一種事后分析的監(jiān)測(cè)方法，對(duì)于潛在性故障無法及時(shí)識(shí)別，已不能滿足現(xiàn)在狀態(tài)檢修的發(fā)展趨勢(shì)。此外，輸電線路下方橋梁受線路安全距離制約，限制了部分常規(guī)檢測(cè)手段的使用，進(jìn)一步增加了對(duì)橋梁進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)的難度。而射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)與橋梁監(jiān)測(cè)相結(jié)合，一方面解決了無法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的問題，另一方面也降低了整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的維修成本。

RFID技術(shù)是利用射頻信號(hào)通過空間耦合實(shí)現(xiàn)非接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)，是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在無線電技術(shù)方面的具體應(yīng)用和發(fā)展。一般來說，RFID系統(tǒng)可以分為有源和無源兩類。由于有源RFID標(biāo)簽內(nèi)置電池，相對(duì)于無源RFID標(biāo)簽，有源標(biāo)簽可以始終處于喚醒狀態(tài)，具有很高的實(shí)時(shí)性與較快的響應(yīng)速率。而在變電設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)當(dāng)中，對(duì)于實(shí)時(shí)性以及響應(yīng)速率的要求較高，所以有源RFID標(biāo)簽更符合實(shí)際的電網(wǎng)應(yīng)用需求，但是現(xiàn)有有源RFID在供能時(shí)，需頻繁更換電池，且穩(wěn)定性不好。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于自取能RFID傳感器的輸電線路下方橋梁狀態(tài)檢測(cè)裝置，以解決現(xiàn)有的有源RFID在供能時(shí)，需頻繁更換電池，且穩(wěn)定性不好的問題。

一種基于自取能RFID傳感器的輸電線路下方橋梁狀態(tài)檢測(cè)裝置，包括依次電性連接的電暈?zāi)芰坎杉b置、穩(wěn)壓整流裝置和RFID傳感器；

所述電暈?zāi)芰坎杉b置用于捕獲輸電線路電暈?zāi)芰浚?duì)電暈中的正負(fù)電荷進(jìn)行采集處理，得到交變電；

所述穩(wěn)壓整流裝置用于將交變電轉(zhuǎn)化為直流電，通過直流電為所述RFID傳感器供電；

所述RFID傳感器用于對(duì)橋梁的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行采集，并通過無線方式傳輸?shù)竭h(yuǎn)端處理中心；

所述電暈?zāi)芰坎杉b置包括探針和采集裝置殼體，所述探針外置于所述采集裝置殼體上，所述采集裝置殼體內(nèi)設(shè)有能量收集電路，所述能量收集電路包括第一二極管、第二二極管、第一電容、線圈以及負(fù)載，所述線圈包括原線圈和副線圈，所述原線圈的匝數(shù)a與所述副線圈的匝數(shù)b滿足：a/b=N，其中，N為大于1的正整數(shù)；

所述第一二極管的正極、所述第二二極管的正極、第一電容的第一端、所述原線圈的第一端分別與所述探針連接，所述第一二極管的負(fù)極、所述第二二極管的負(fù)極、第一電容的第二端分別與所述原線圈的第二端連接；

所述副線圈的兩端分別與所述負(fù)載的兩端連接；

所述穩(wěn)壓整流裝置的兩端與所述負(fù)載的兩端連接，所述穩(wěn)壓整流裝置至少包括儲(chǔ)能電容；

所述電暈?zāi)芰坎杉b置的能量收集功率P滿足以下條件式：

P=I_s²×t/C_s；

P＜P_up；

P_up=I_c×（U_HVdc-U_con）