CN102315693A - 无线感应供电电源 - Google Patents

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CN102315693A CN2010102154326A CN201010215432A CN102315693A CN 102315693 A CN102315693 A CN 102315693A CN 2010102154326 A CN2010102154326 A CN 2010102154326A CN 201010215432 A CN201010215432 A CN 201010215432A CN 102315693 A CN102315693 A CN 102315693A
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严康平
陈永培
李涛
徐姝菁
李金明
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Abstract

一种无线感应供电电源，主要解决扩大测量转速范围等非接触式技术问题，其采用技术方案是：该供电电源具有一纯正弦波振荡源为信号源，该振荡源连接有前置放大电路供功放所需电流，该前置放大电路连接有功率放大器和隔离耦合变压器组成调谐输出，隔离耦合变压器连接有发射天线实现辐射，该供电电源还具有一接收天线，接收天线连接有接收解调模块经耦合调谐匹配提供转轴扭矩测量所需电源，适用于各式转轴扭矩测量仪器的非接触式供电。

Description

无线感应供电电源
技术领域：
本发明涉及一种用于非接触式测量转矩的仪表的测试及校准，特别是其测试及校准设备的组件。
背景技术：
现有用于旋转轴扭矩测量的供电方式，如采用锂、镍、氢等电池供电，但由于其容量小，使用寿命极短等因素，很难适应实用需求，因而比较广泛的旋转轴扭矩测量的供电方式是滑环/碳刷、集流环等有线接触式供电，这些供电方式的问题是：
1.滑环/碳刷有线供电，其接缝结构的缺陷只能适用于低速旋轴扭矩测量，通常转速不大于500转/分，因而其适用范围较小；
2.碳刷易磨损，因而其工作寿命短，通常不超过2年，使用时需精心维护和定期更换，使用成本明显增加；
3.滑环/碳刷的振动会引起电源传递的接触恶化，极易造成系统供电中断，也会间接引入电源品质的瞬间干扰分量，传输系统需化费大量抗干扰退耦、限幅、滤波等冗余设计，系统设计复杂，可靠性低；
4.滑环/碳刷的体积庞大且重，安装、维护困难；
5.滑环/碳刷在旋转工作时，其平均噪声可能高达90dB以上。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是，提供一种无线感应供电电源，它能扩大测量转速范围，安装、维护方便，大大提高供电系统可靠性，并能实现零噪声。
本发明所要解决上述技术问题的技术方案是：
无线感应供电电源且有一纯正弦波振荡源作为信号源，该纯正弦波振荡源连接有前置放大电路供功放所需驱动电流，该前置放大电路连接有功率放大器和隔离耦合变压器组成调谐输出，隔离耦合变压器连接有发射天线实现辐射，所述无线感应供电电源还具有一接收天线，该接收天线连接有接收解调模块，接收天线接收发射天线的辐射并经接收解调模块耦合调谐匹配提供转轴扭矩测量仪器所需电源。
本发明通过电磁感应谐振原理实现非接触的无线电源供电，突破旋转轴系长期连续工作和高速测量应用的技术瓶颈制约，给旋转轴系的(扭矩)测功技术提供全新的解决方案，克服了传统接触式电源供电的适用范围小、安装维护不方便、供电系统可靠性低和噪声大等缺陷。
附图说明：
图1是本发明无线感应供电电源原理框图。
具体实施方式：
参照图1，无线感应供电电源包括有纯正弦波振荡源1、前置放大电路2、功率放大器3、隔离耦合变压器4、发射天线5、接收天线6和接收解调模块7，其中：
纯正弦波振荡源1，采用简洁的单管软启动纯正弦波振荡源(LC)设计，即采用高效单频纯正弦波传输方式，以成熟电路的高可靠性，应对供电系统频繁切换引入的瞬间干扰，其独特的反馈技术使中心频率稳定而不受电源电压波动干扰，并无需额外加重的稳压保护设计，大大增强供电系统可靠性，纯正弦波振荡源1提供频率、电压幅值均稳定的纯正弦波频率振荡作为信号源；
前置放大电路2，分别连接于纯正弦波振荡源1和功率放大器3，前置放大电路2用以实现对纯正弦的前置放大，由互补对管组成的跟随激励，提供功放所需驱动电流，设计思路源于成熟的音响电路风格；
功率放大器3为互补对管功率放大器，具新颖高效率、高能量储备的调谐工况；
隔离耦合变压器4，分别连接有功率放大器3和发射天线5，隔离耦合变压器4和功率放大器3组成调谐输出至发射天线5；
发射天线5，为一环状天线，可设置在固定支架上，发射天线5的环形中心线和被测量轴中心线同轴线，发射天线5的输入端和隔离耦合变压器4连接，并将功率放大器3和隔离耦合变压器4组成调谐输出至发射天线5辐射；
接收天线6，为一环状天线，可固定设置在被测量轴上，并随该被测量轴旋转而接收来自发射天线5的辐射，发射天线5和接收天线6可按内外环布置方式分别组装在固定支架和被测量轴上，发射天线6位于接收天线6的外侧，二环形天线之间的距离通常不大于10毫米，以接收效果的优劣选定；
接收解调模块7和接收天线6连接，接收天线6接收来自发射天线5的辐射，经接收解调模块7耦合调谐匹配后，高频镇流、滤波调理成转轴扭矩测量仪器所需供电直流各路电源。
本发明的感应电源，利用电磁感应谐振耦合单理，实现非接触的电源传输，使其能直接应于高速扭矩测量，该感应电源可适应旋转轴系的长期连接运转方式而能实现多机械维护工作，该感应电源采用高效单频纯正弦波传输方式，无杂数频谱间干扰，大大增强供电系统可靠性；该感应电源发射部分均是固定设置，接收部分仅天线和接收解调模块，设备轻巧、安装方便，维护也格外简便；该感应电源独特的旋转工作非接触方式，可实现零噪声的极佳条件，该感应电源能作为各式转轴扭矩测量仪器的供电电源，尤其是用于船用环境高速转轴的扭矩测量仪器的非接触式供电。

Claims (3)

1.一种无线感应供电电源，其特征在于：所述无线感应供电电源具有一纯正弦波振荡源(1)作为信号源，该纯正弦波振荡源(1)连接有前置放大电路(2)供功放所需驱动电流，该前置放大电路(2)连接有功率放大器(3)和隔离耦合变压器(4)组成调谐输出，隔离耦合变压器(4)连接有发射天线(5)实现辐射，所述天线感应电源还具有一接收天线(6)，该接收天线(6)连接有接收解调模块(7)，接收天线(6)接发射天线(5)辐射并经接收解调模块(7)耦合调谐匹配提供转轴扭矩测量仪器所需电源。
2.根据权利要求1所述的无线感应供电电源，其特征是发射天线(5)和接收天线(6)为环状天线，发射天线(5)设置在固定支架上，发射天线(5)的环形中心线和被测量轴中心线同轴线，接收天线(6)固设在被测量轴上，接收天线(6)的环形中心线和被测量轴中心线同轴线。
3.根据权利要求1或2所述的无线感应供电电源，其特征是发射天线(5)和接收天线(6)呈内、外环布置，二环之间的距离不大于10毫米。
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Title
胡颖勇等: "应变式扭矩仪测量信号的无线传输技术", 《传感器技术》, vol. 21, no. 12, 31 December 2002 (2002-12-31) *

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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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