CN105115660A - 自获能无线压力变送装置 - Google Patents

Abstract

一种自获能无线压力变送装置，包括压力传感器、模数转换器、微处理器、无线通信模块、温差发电元件以及储能元件。压力传感器适于将待测压力信号转换为模拟电压信号；模数转换器适于将模拟电压信号转换为数字电压信号；微处理器适于将数字电压信号转换为待测压力值；无线通信模块适于以无线方式将待测压力值发送至远程监控中心；温差发电元件适于根据井盖两个表面的温度差变化产生电能；储能元件适于存储温差发电元件产生的电能，并向压力传感器、模数转换器、微处理器以及无线通信模块供电。本发明提供的自获能无线压力变送装置，利用井盖两个表面的温差进行供电，无需更换电池。

Description

自获能无线压力变送装置

技术领域

本发明涉及传感器检测技术领域，特别涉及一种自获能无线压力变送装置。

背景技术

变送器是工业过程控制中最重要的现场仪表，可用于压力、差压、温度、液位以及流量等多种参数的测量。它通过传感器对过程变量进行检测，经过转换后成为4mA~20mA标准电流信号，或直接通过数字通讯方式与控制室交换信息。因此，变送器被广泛应用于我国国民经济的各个领域，如电站、化工、冶金、石化、纺织、食品、水利、能源、航空、航天、环保、汽车、运输、热网、楼宇供水供热以及城市污水处理等各个领域和部门。

压力变送器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。传统的压力变送器采用一次性电池供电，一次性电池因能量有限而不能满足压力变送器长期工作的需要，因而需要定期更换。而在实际应用中，工业无线网络节点具有数量多、分布区域广、部署环境复杂等特点，对于人员不能直接到达的某些区域（如战场、动物群体、材料内部等），一次性电池不可能经常更换。为了避免经常更换电池造成的高成本以及环境污染，现有技术中多采用太阳能板将太阳能转换为电能为无线压力变送器供电。然而，对于安装在地下管道中的压力变送器，因其处于阴暗环境中无法接受阳光的照射，仍旧只能依靠人工更换电池。

发明内容

本发明所要解决的是安装在地下管道中的压力变送器采用电池供电需要经常更换电池造成的成本高、不环保的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种自获能无线压力变送装置，包括压力传感器、模数转换器、微处理器、无线通信模块、温差发电元件以及储能元件；所述压力传感器适于将待测压力信号转换为模拟电压信号；所述模数转换器与所述压力传感器连接，适于将所述模拟电压信号转换为数字电压信号；所述微处理器与所述模数转换器连接，适于将所述数字电压信号转换为待测压力值；所述无线通信模块与所述微处理器连接，适于以无线方式将所述待测压力值发送至远程监控中心；所述温差发电元件安装在井盖上，适于根据井盖两个表面的温度差变化产生电能；所述储能元件与所述温差发电元件、所述压力传感器、所述模数转换器、所述微处理器以及所述无线通信模块连接，适于存储所述温差发电元件产生的电能，并向所述压力传感器、所述模数转换器、所述微处理器以及所述无线通信模块供电。

可选的，所述储能元件为超级电容。

可选的，所述无线通信模块为ZigBee通信模块、WIFI通信模块、蓝牙通信模块、2.4G通信模块或者GPRS通信模块。

可选的，所述温差发电元件为温差发电片。

可选的，所述自获能无线压力变送装置还包括与所述微处理器和所述储能元件连接的液晶显示器，所述储能元件还适于向所述液晶显示器供电；所述液晶显示器适于显示所述待测压力值。

可选的，所述自获能无线压力变送装置还包括与所述微处理器和所述储能元件连接的GPS模块，所述储能元件还适于向所述GPS模块供电；所述GPS模块适于定位压力变送装置的地理位置以获得位置信息，所述微处理器还适于将所述位置信息转发至所述无线通信模块。通过设置所述GPS模块，远程监控中心可以准确获知压力变送装置的地理位置，可以防止压力变送装置的意外搬移，且在压力变送装置发生故障时能够快速判断。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的自获能无线压力变送装置，利用安装在井盖上的温差发电元件通过井盖两个表面的温度差发电，并将获得的电能存储在储能元件中以向其他各个模块供电，从而解决了采用电池供电需要人工经常更换造成的成本高、不环保的问题。

附图说明

图1是本发明一种实施例的自获能无线压力变送装置的结构示意图；

图2是本发明另一种实施例的自获能无线压力变送装置的结构示意图；

图3是本发明再一种实施例的自获能无线压力变送装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

图1是本发明一种实施例的自获能无线压力变送装置的结构示意图，所述自获能无线压力变送装置安装在地下管道中，其包括压力传感器11、模数转换器12、微处理器13、无线通信模块14、温差发电元件15以及储能元件16。

具体地，所述压力传感器11适于将待测压力信号转换为模拟电压信号。所述模数转换器12与所述压力传感器11连接，适于将所述模拟电压信号转换为数字电压信号。所述微处理器13与所述模数转换器12连接，适于将所述数字电压信号转换为待测压力值。所述无线通信模块14与所述微处理器13连接，适于以无线方式将所述待测压力值发送至远程监控中心。进一步，所述无线通信模块14可以为ZigBee通信模块、WIFI通信模块、蓝牙通信模块、2.4G通信模块或者GPRS通信模块，本发明实施例对此不作限定。需要说明的是，所述压力传感器11、所述模数转换器12、所述微处理器13以及所述无线通信模块14均为现有的电路结构，在此不再进行过多说明。

所述温差发电元件15安装在井盖上，适于根据井盖两个表面的温度差变化产生电能。井盖系统中，由于井盖上表面暴露于空气中，容易随外界环境温度的变化而变化；而井盖下表面的空间与地下空间一样，温度变化非常缓慢，在井盖的上表面和井盖的下表面极易产生温差。将所述温差发电元件15的一面贴装在温度容易变化的井盖上表面，一面放置在温度不易变化的井下空气中，则能产生电能。所述储能元件16与所述温差发电元件15、所述压力传感器11、所述模数转换器12、所述微处理器13以及所述无线通信模块14连接，适于存储所述温差发电元件15产生的电能，并向所述压力传感器11、所述模数转换器12、所述微处理器13以及所述无线通信模块14供电。在本实施例中，所述温差发电元件15为温差发电片，所述储能元件16为超级电容。

图2是本发明另一种实施例的自获能无线压力变送装置的结构示意图。与图1对应的实施例相比，本实施例的自获能无线压力变送装置还包括与微处理器13和储能元件16连接的液晶显示器21，所述储能元件16还适于向所述液晶显示器21供电，所述液晶显示器21适于显示待测压力值。

图3是本发明另一种实施例的自获能无线压力变送装置的结构示意图。与图2对应的实施例相比，本实施例的自获能无线压力变送装置还包括与微处理器13和储能元件16连接的GPS模块31，所述储能元件16还适于向所述GPS模块31供电。所述GPS模块31适于定位压力变送装置的地理位置以获得位置信息，并将所述位置信息发送至所述微处理器13，由所述微处理器13将所述位置信息转发至无线通信模块14，所述无线通信模块14将所述位置信息以无线方式发送至远程控制中心。通过设置所述GPS模块31，远程监控中心可以准确地获知压力变送装置的地理位置，可以防止压力变送装置的意外搬移。并且，远程监控中心通常同时对多个压力变送装置进行监控，在其中任意一个压力变送装置发生故障时，通过所述GPS模块31能够快速定位发生故障的压力变送装置。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种自获能无线压力变送装置，其特征在于，包括压力传感器、模数转换器、微处理器、无线通信模块、温差发电元件以及储能元件；

所述压力传感器适于将待测压力信号转换为模拟电压信号；

所述模数转换器与所述压力传感器连接，适于将所述模拟电压信号转换为数字电压信号；

所述微处理器与所述模数转换器连接，适于将所述数字电压信号转换为待测压力值；

所述无线通信模块与所述微处理器连接，适于以无线方式将所述待测压力值发送至远程监控中心；

所述温差发电元件安装在井盖上，适于根据井盖两个表面的温度差变化产生电能；

所述储能元件与所述温差发电元件、所述压力传感器、所述模数转换器、所述微处理器以及所述无线通信模块连接，适于存储所述温差发电元件产生的电能，并向所述压力传感器、所述模数转换器、所述微处理器以及所述无线通信模块供电。

2.根据权利要求1所述的自获能无线压力变送装置，其特征在于，所述储能元件为超级电容。

3.根据权利要求1所述的自获能无线压力变送装置，其特征在于，所述无线通信模块为ZigBee通信模块、WIFI通信模块、蓝牙通信模块、2.4G通信模块或者GPRS通信模块。

4.根据权利要求1所述的自获能无线压力变送装置，其特征在于，所述温差发电元件为温差发电片。

5.根据权利要求1至4任一项所述的自获能无线压力变送装置，其特征在于，还包括与所述微处理器和所述储能元件连接的液晶显示器，所述储能元件还适于向所述液晶显示器供电；

所述液晶显示器适于显示所述待测压力值。

6.根据权利要求5所述的自获能无线压力变送装置，其特征在于，还包括与所述微处理器和所述储能元件连接的GPS模块，所述储能元件还适于向所述GPS模块供电；

所述GPS模块适于定位压力变送装置的地理位置以获得位置信息，所述微处理器还适于将所述位置信息转发至所述无线通信模块。