CN102900634A - 一种利用载荷变化而实现的传感器供电装置 - Google Patents

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一种利用载荷变化而实现的传感器供电装置，利用大刚度弹簧，通过加载于承压板的载荷变化产生直线位移，直线位移经齿轮齿条啮合之后产生旋转运动，旋转运动再经由行星齿轮组放大后驱动微型永磁发电机发电，并将获得的电能存储进超级电容，进而将电能提供给传感器；本发明采用开口式低矮结构，在杆件结构上使用时不需卸开承载杆件，安装便捷。通过更换不同刚度的弹簧，使得本发明适用于不同的载荷环境。

Description

一种利用载荷变化而实现的传感器供电装置
技术领域
本发明涉及一种供电装置，具体涉及一种利用载荷变化而实现的传感器供电装置。
背景技术
工业现场测量和试验技术中需要使用传感器来获得所需的数据，其中传感器的供电通常采用电缆供电和电池供电的方式。当传感器处于不断运动的工作状态时，采用电缆供电的方式会使电缆不断摇摆，极易出现问题。当传感器需要长时间工作时，采用电池供电不能满足能耗需求，需要定期更换电池，从而带来不便。世界各国油田的抽油机井正是上述所说的工业现场，载荷传感器和惯性式位移传感器安装于抽油机悬绳器部位，与地面具有一定高度，且处于不断运动之中。为了保证传感器的正常工作，从而实现高效采油和油井信息化监控，改进现有传感器的供电方式成为一个亟需解决的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种利用载荷变化而实现的传感器供电装置，解决了现有传感器的供电采用电缆供电和电池供电存在的不便；在杆件结构上使用时不需卸开承载杆件，安装便捷；通过更换不同刚度的弹簧，使得本发明适用于不同的载荷环境。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种利用载荷变化而实现的传感器供电装置，包括下开口式承压板12，下开口式承压板12上固定有三个相同的分别内置有相同大刚度弹簧的下限位套筒9和两个微型电机固定座10，两个微型电机6分别安装于微型电机固定座10上，微型电机6接行星齿轮组7，行星齿轮组7轴上安装有微型齿轮8，在下开口式承压板12两侧开有四个运动导孔11，橡胶密封圈5粘接于下开口式承压板12外边缘；上开口式承压板1和下开口式承压板12的形状相适配，使下开口式承压板12能够套入上开口式承压板1内，上开口式承压板1上固定有三个相同的上限位套筒2和两个相同的侧面固定有齿条的凸块4，所述上限位套筒2和下限位套筒9同轴，所述凸块4上的齿条与微型齿轮8相啮合，在上开口式承压板1两侧开有四个装有沉头螺钉的沉头螺纹孔3，当下开口式承压板12套入上开口式承压板1内时，四个沉头螺纹孔3和四个运动导孔11同轴，且运动导孔11的孔径大于沉头螺纹孔3的孔径。
所述供电装置采取开口式低矮结构。
所述上限位套筒2的内径和下限位套筒9的外径相同。
所述电能存储电路为：两个微型电机6的输出端分别接电能存储电路的IN1端口和IN2端口，IN1端口接第一低压降肖特基二极管VD1正端和第二低压降肖特基二极管VD2负端，IN2端口接第三低压降肖特基二极管VD3正端和第四低压降肖特基二极管VD4负端，第一低压降肖特基二极管VD1负端与第三低压降肖特基二极管VD3负端相连接后接入超级电容C1一端，第二低压降肖特基二极管VD2正端与第四低压降肖特基二极管VD4正端相连接后接入超级电容C1另一端。
本发明利用大刚度弹簧，通过加载于承压板的载荷变化产生直线位移，直线位移经齿轮齿条啮合之后产生旋转运动，旋转运动再经由行星齿轮组放大后驱动微型电机发电，并将获得的电能存储进超级电容，进而将电能提供给传感器。本发明采用开口式低矮结构，在杆件结构上使用时不需卸开承载杆件，安装便捷。通过更换不同刚度的弹簧，使得本发明适用于不同的载荷环境。
附图说明
图1为本发明传感器供电装置的机械结构图。
图2为本发明传感器供电装置的储能电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明工作原理和结构原理作进一步详细说明。
如图1所示，本发明一种利用载荷变化而实现的传感器供电装置，包括下开口式承压板12，下开口式承压板12上固定有三个相同的分别内置有相同大刚度弹簧的下限位套筒9和两个微型电机固定座10，两个微型电机6分别安装于微型电机固定座10上，微型电机6接行星齿轮组7，行星齿轮组7轴上安装有微型齿轮8，在下开口式承压板12两侧开有四个运动导孔11，橡胶密封圈5粘接于下开口式承压板12外边缘；上开口式承压板1和下开口式承压板12的形状相适配，使下开口式承压板12能够套入上开口式承压板1内，上开口式承压板1上固定有三个相同的上限位套筒2和两个相同的侧面固定有齿条的凸块4，所述上限位套筒2和下限位套筒9同轴，所述凸块4上的齿条与微型齿轮8相啮合，在上开口式承压板1两侧开有四个装有沉头螺钉的沉头螺纹孔3，当下开口式承压板12套入上开口式承压板1内时，四个沉头螺纹孔3和四个运动导孔11同轴，且运动导孔11的孔径大于沉头螺纹孔3的孔径。
所述供电装置采取开口式低矮结构。
所述上限位套筒2的内径和下限位套筒9的外径相同。
如图2所示，电能存储电路为：两个微型电机6的输出端分别接电能存储电路的IN1端口和IN2端口，IN1端口接第一低压降肖特基二极管VD1正端和第二低压降肖特基二极管VD2负端，IN2端口接第三低压降肖特基二极管VD3正端和第四低压降肖特基二极管VD4负端，第一低压降肖特基二极管VD1负端与第三低压降肖特基二极管VD3负端相连接后接入超级电容C1一端，第二低压降肖特基二极管VD2正端与第四低压降肖特基二极管VD4正端相连接后接入超级电容C1另一端。
本发明的安装过程为：将三个大刚度弹簧分别置于三个下限位套筒9中，前接有行星齿轮组7的两个微型电机6分别安装于微型电机固定座10上，初始安装时将上限位套筒2和下限位套筒9轴心对齐安装，并对上开口式承压板1施加初始压力，使弹簧处于压缩状态，下限位套筒9的上端也装配入上限位套筒2中，保证微型齿轮8与凸块4上的齿条相啮合，调节初始压力使得四个沉头螺纹孔3与四个运动导孔11对齐，将四个沉头螺钉装入沉头螺纹孔3中，此时撤去初始压力，大刚度弹簧伸长使得沉头螺钉顶住运动导孔11上端，使得上开口式承压板1与下开口式承压板12安装为一体，同时橡胶密封圈5处于压缩状态，保证上开口式承压板1与下开口式承压板12之间的密封。
本发明的工作过程为：对于测量杆件拉-拉载荷的传感器供电，例如抽油机的地面光杆载荷测量传感器供电，承载杆件穿过本发明开口处，杆件载荷施加与上开口式承压板1上，使得弹簧收缩，从而在上开口式承压板1和下开口式承压板12之间产生直线位移，直线位移经微型齿轮8和固定于凸块4的齿条啮合之后产生旋转运动，旋转运动再经由行星齿轮组7放大后驱动微型永磁发电机6发电，并将获得的电能通过电能存储电路存储入超级电容，进而将电能提供给传感器。

Claims (4)

1.一种利用载荷变化而实现的传感器供电装置，其特征在于：包括下开口式承压板（12），下开口式承压板（12）上固定有三个相同的分别内置有相同大刚度弹簧的下限位套筒（9）和两个微型电机固定座（10），两个微型电机（6）分别安装于微型电机固定座（10）上，微型电机（6）接行星齿轮组（7），行星齿轮组（7）轴上安装有微型齿轮（8），两个微型电机（6）的输出端分别接电能存储电路，在下开口式承压板（12）两侧开有四个运动导孔（11），橡胶密封圈（5）粘接于下开口式承压板（12）外边缘；上开口式承压板（1）和下开口式承压板（12）的形状相适配，使下开口式承压板（12）能够套入上开口式承压板（1）内，上开口式承压板（1）上固定有三个相同的上限位套筒（2）和两个相同的侧面固定有齿条的凸块（4），所述上限位套筒（2）和下限位套筒（9）同轴，所述凸块（4）上的齿条与微型齿轮（8）相啮合，在上开口式承压板（1）两侧开有四个装有沉头螺钉的沉头螺纹孔（3），当下开口式承压板（12）套入上开口式承压板（1）内时，四个沉头螺纹孔（3）和四个运动导孔（11）同轴，且运动导孔（11）的孔径大于沉头螺纹孔（3）的孔径。
2.根据权利要求1所述的一种利用载荷变化而实现的传感器供电装置，其特征在于：所述供电装置采取开口式低矮结构。
3.根据权利要求1所述的一种利用载荷变化而实现的传感器供电装置，其特征在于：所述上限位套筒（2）的内径和下限位套筒（9）的外径相同。
4.根据权利要求1所述的一种利用载荷变化而实现的传感器供电装置，其特征在于：所述电能存储电路为：两个微型电机（6）的输出端分别接电能存储电路的IN1端口和IN2端口，IN1端口接第一低压降肖特基二极管VD1正端和第二低压降肖特基二极管VD2负端，IN2端口接第三低压降肖特基二极管VD3正端和第四低压降肖特基二极管VD4负端，第一低压降肖特基二极管VD1负端与第三低压降肖特基二极管VD3负端相连接后接入超级电容C1一端，第二低压降肖特基二极管VD2正端与第四低压降肖特基二极管VD4正端相连接后接入超级电容C1另一端。
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