CN107453421A - 基于微距离无线充电技术的远传表电源模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于微距离无线充电技术的远传表电源模块，包括远传表本体，远传表内部设置有流量计和电源模块的电能接收部分，在远传表本体外设置有电能发射部分。还包括电源管理单元，电源管理单元用于监测可充电电池的电量，控制电能发射部分的工作状态。本发明采用微距离无线充电技术对流量计进行充电，可以保证流量计工作不受影响，保护数据的完整性，持续性，节省了更换电池需要耗费的材料和人力，减少了一次性电池的使用，对环境产生了积极的保护作用。
Description
技术领域
本发明属于燃气远传表技术领域，具体涉及一种基于微距离无线充电技术的远传表电源模块。
背景技术
在一个城市的燃气管网中，往往分布着成千上万的流量计，目前的自带远传功能的流量计采用3.6vDC锂电池(2节1#)供电，若GPRS日均工作10次，可持续使用2年左右。而用气量较大的那部分用户都是需要重点关注的，那么这部分流量计就需要频繁的传输数据，这种时候传统的一次性锂电池就容易出现电量不足的情况。
目前对需要持续监控频繁反馈数据的流量计均采用专用的数据采集器，安装繁琐，价格昂贵。而自带远传系统的一体化仪表方便易用，但是由于本身供电系统的限制，不能满足存在频繁数据交互的场所。
在无线充电或无线供电技术中，无线能量发射设备与无线能量接收设备之间可以通过无线方式进行能量传输。已有的无线充电/供电技术包括电感耦合技术(inductivecoupling)、磁共振技术(magnetic resonance)和微波能量传输技术(microwave energytransmission)等，其中电感耦合技术和磁共振技术适用于短距离(厘米量级)的无线充电/供电应用场景，而微波能量传输技术有可能在远距离(最大距离在10米左右)应用场景中实现能量传输。
发明内容
发明目的：针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供自动进行无线充电，不影响流量计工作的基于微距离无线充电技术的远传表电源模块。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于微距离无线充电技术的远传表电源模块，包括远传表本体，在所述远传表本体内设有电能接收部分，在远传表本体外设置有电能发射部分；
所述电能接收部分包括接收线圈、转换电路和可充电电池，所述接收线圈、转换电路和可充电电池依次连接，所述可充电电池与远传表本体内部的流量计连接，所述接收线圈安装在远传表本体外壳的内表面；
所述电能发射部分包括供电装置、变频器、放大电路和发射线圈，所述供电装置、变频器、放大电路和发射线圈依次连接，所述发射线圈设置在远传表本体外壳外部与接收线圈相对应的位置；
还包括电源管理单元，所述电源管理单元用于监测可充电电池的电量，控制电能发射部分的工作状态。
作为优选，所述电源管理单元包括电池电量监测模块，供电控制器，所述供电控制器与电池电量监测模块连接并采集电池电量数据，当电池电量低于供电控制器多设定的阈值时，启动电能发射部分为可充电电池进行充电。
作为优选，所述供电装置为节能型供电装置，所述节能型供电装置为太阳能发电装置。
作为优选，所述太阳能发电装置包括太阳能板、太阳能控制器和蓄电池组，所述太阳能板、太阳能控制器和蓄电池组依次连接，所述蓄电池组与变频器连接。
作为优选，所述变频器包括继电器、振荡电路，所述振荡电路与放大电路连接，所述继电器安装在供电装置与振荡电路之间，所述继电器与供电控制器连接，供电控制器控制继电器的吸合与断开。
作为优选，所述转换电路包括整流电路和滤波电路，所述整流电路为桥式整流电路，所述滤波电路为电容滤波。
作为优选，所述桥式整流电路由4只1N4148高频开关二极管构成。
作为优选，所述发射线圈与接收线圈之间的距离为1-3cm。
作为优选，所述可充电电池为锂电池，所述流量计为气体超声波流量计。
作为优选，在所述的发射线圈和接收线圈外部设置有电磁屏蔽盒。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点具有以下优点：
本发明采用微距离无线充电技术对流量计进行充电，无需定期拆卸流量计进行更换电池，节省了人力物力。由于流量计数量巨大，外接市电工程量较大，本发明的供电装置采用太阳能发电装置，将太阳能发电装置安装在流量计的外部，并与电能发射部分连接，采用太阳能发电，将太阳能发电的电能存储，需要时开启无线充电的电能发射部分进行无线充电，无需人工维护，能源清洁，对环境友好。
本发明的电源模块可以保证流量计工作不受影响，保护数据的完整性，持续性，节省了更换电池需要耗费的材料和人力，减少了一次性电池的使用，对环境产生了积极的保护作用。
附图说明
图1是基于微距离无线充电技术的远传表电源模块系统框图；
图2是基于微距离无线充电技术的远传表太阳能发电装置系统框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
流量计是远传表的最主要部分，用气大户的流量计需要源源不远的发送数据，本发明的远传表的电源模块采用可充电的锂电池，再利用微距无线充电技术，保证远传表的电源供应，使流量计可以不间断的发送数据。
如图1和图2所示，一种基于微距离无线充电技术的远传表电源模块，包括远传表本体，远传表内部设置有流量计和电源模块的电能接收部分，在远传表本体外设置有电能发射部分。还包括电源管理单元，电源管理单元用于监测可充电电池的电量，控制电能发射部分的工作状态。电源管理单元包括电池电量监测模块，供电控制器，所述供电控制器与电池电量监测模块连接并采集电池电量数据，当电池电量低于供电控制器多设定的阈值时，启动电能发射部分为电池进行充电。
电能接收部分包括接收线圈、转换电路和可充电电池，所述接收线圈、转换电路和可充电电池依次连接，所述可充电电池与远传表本体内部的流量计连接，所述接收线圈安装在远传表本体外壳的内表面。转换电路包括整流电路和滤波电路，所述整流电路为桥式整流电路，所述滤波电路为电容滤波。桥式整流电路由4只1N4148高频开关二极管构成。可充电电池为锂电池，
电能发射部分包括供电装置、变频器、放大电路和发射线圈，所述供电装置、变频器、放大电路和发射线圈依次连接，所述发射线圈设置在远传表本体外壳外部与接收线圈相对应的位置；变频器包括继电器、振荡电路，所述振荡电路与放大电路连接，所述继电器安装在供电装置与振荡电路之间，所述继电器与供电控制器连接，供电控制器控制继电器的吸合与断开。
供电装置为节能型供电装置，节能型供电装置为太阳能发电装置。太阳能发电装置包括太阳能板、太阳能控制器和蓄电池组，所述太阳能板、太阳能控制器和蓄电池组依次连接，蓄电池组与变频器连接。
由于本发明采用微距离充电技术，将发射线圈与接收线圈之间的距离设置为1-3cm，优选的设置为2cm，发射线圈与接收线圈之间的距离较短，电磁能量消耗较少，能量传输效率高，充电速度较快。为了进一步提高能量传输效率，可以在发射线圈和接收线圈外部设置有电磁屏蔽盒，电磁屏蔽盒采用金属制成，例如可以是铁，铜或者铝等金属材料，电磁屏蔽盒与发射线圈与接收线圈之间的距离设置为0.5-1cm，可以较好的将电磁能量屏蔽在电磁屏蔽盒内，避免电磁能量损失，进一步提高充电效率。
本发明采用微距离无线充电技术对流量计进行充电，无需定期拆卸流量计进行更换电池，节省了人力物力。由于流量计数量巨大，外接市电工程量较大，本发明的供电装置采用太阳能发电装置，将太阳能发电装置安装在流量计的外部，并与电能发射部分连接，采用太阳能发电，将太阳能发电的电能存储，需要时开启无线充电的电能发射部分进行无线充电，无需人工维护，能源清洁。
本发明的电源模块可以保证流量计工作不受影响，保护数据的完整性，持续性，节省了更换电池需要耗费的材料和人力，减少了一次性电池的使用，对环境产生了积极的保护作用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于微距离无线充电技术的远传表电源模块，其特征在于：包括远传表本体，在所述远传表本体内设有电能接收部分，在远传表本体外设置有电能发射部分，
所述电能接收部分包括接收线圈、转换电路和可充电电池，所述接收线圈、转换电路和可充电电池依次连接，所述可充电电池与远传表本体内部的流量计连接，所述接收线圈安装在远传表本体外壳的内表面；
所述电能发射部分包括供电装置、变频器、放大电路和发射线圈，所述供电装置、变频器、放大电路和发射线圈依次连接，所述发射线圈设置在远传表本体外壳外部与接收线圈相对应的位置；
还包括电源管理单元，所述电源管理单元用于监测可充电电池的电量，控制电能发射部分的工作状态。
2.根据权利要求1所述的基于微距离无线充电技术的远传表电源模块，其特征在于：所述电源管理单元包括电池电量监测模块，供电控制器，所述供电控制器与电池电量监测模块连接并采集电池电量数据，当电池电量低于供电控制器多设定的阈值时，启动电能发射部分为可充电电池进行充电。
3.根据权利要求1所述的基于微距离无线充电技术的远传表电源模块，其特征在于：所述供电装置为节能型供电装置，所述节能型供电装置为太阳能发电装置。
4.根据权利要求3所述的基于微距离无线充电技术的远传表电源模块，其特征在于：所述太阳能发电装置包括太阳能板、太阳能控制器和蓄电池组，所述太阳能板、太阳能控制器和蓄电池组依次连接，所述蓄电池组与变频器连接。
5.根据权利要求3所述的基于微距离无线充电技术的远传表电源模块，其特征在于：所述变频器包括继电器、振荡电路，所述振荡电路与放大电路连接，所述继电器安装在供电装置与振荡电路之间，所述继电器与供电控制器连接，供电控制器控制继电器的吸合与断开。
6.根据权利要求1所述的基于微距离无线充电技术的远传表电源模块，其特征在于：所述转换电路包括整流电路和滤波电路，所述整流电路为桥式整流电路，所述滤波电路为电容滤波。
7.根据权利要求6所述的基于微距离无线充电技术的远传表电源模块，其特征在于：所述桥式整流电路由4只1N4148高频开关二极管构成。
8.根据权利要求1所述的基于微距离无线充电技术的远传表电源模块，其特征在于：所述发射线圈与接收线圈之间的距离为1-3cm。
9.根据权利要求1所述的基于微距离无线充电技术的远传表电源模块，其特征在于：所述可充电电池为锂电池，所述流量计为气体超声波流量计。
10.根据权利要求1所述的基于微距离无线充电技术的远传表电源模块，其特征在于：在所述的发射线圈和接收线圈外部设置有电磁屏蔽盒。
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