CN111641426A - 一种矿井用本安电源供电的无线收发设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种矿井用本安电源供电的无线收发设备，包括用于连接本安电源的电源块和用于接收或发送无线信号的无线收发模组；其特征在于，还包括金属外壳和设置在金属外壳外的天线，所述天线的负极电连接至所述金属外壳；所述金属外壳与所述无线收发模组之间串联有高压电容和/或所述电源块设置有能够与输入电源形成物理隔离的隔离变换器。本发明具有架构设计巧妙，能够在满足绝缘电阻和工频耐压的要求的情况下，增大无线传输距离等优点。

Description

一种矿井用本安电源供电的无线收发设备
技术领域
本发明涉及矿用安全设备技术领域，特别的涉及一种矿井用本安电源供电的无线收发设备。
背景技术
近年来，随着无线传输技术的发展和应用，越来越多的无线设备被应用于矿井作业，无线收发设备属于矿井电气设备，需要满足《MT 210-1990》中对绝缘电阻和工频耐压的要求。另外，采用本质安全输出电源（简称本安电源）供电的无线收发设备，为保证设备能尽可能远距离正常工作，通常会对无线收发功率进行限制，发明人发现，在无线收发功率一定的情况下，将天线的负极与无线收发设备的金属壳体相连，增大天线负极的面积，能够有效增大无线传输的距离，但采用该结构后，无线收发设备无法满足《MT 210-1990》中对绝缘电阻和工频耐压的要求。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种架构设计巧妙，能够在满足绝缘电阻和工频耐压的要求的情况下，增大无线传输距离的矿井用本安电源供电的无线收发设备。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种矿井用本安电源供电的无线收发设备，包括用于连接本安电源的电源块和用于接收或发送无线信号的无线收发模组；其特征在于，还包括金属外壳和设置在金属外壳外的天线，所述天线的负极电连接至所述金属外壳；所述金属外壳与所述无线收发模组之间串联有高压电容和/或所述电源块设置有能够与输入电源形成物理隔离的隔离变换器。
采用上述结构，将天线的负极连接在金属外壳上，从而可以增加无线信号的传输距离，同时在电源块设置隔离变换器；或者在金属壳体与无线收发模组之间连接高压电容，均可以使得金属壳体与工作时接入的本安电源之间形成隔离，从而使无线收发设备能够满足绝缘电阻和工频耐压的要求，既符合矿井生产，又能够增大无线传输距离。
进一步的，所述隔离变换器为隔离型BUCK正激式变换器。
进一步的，所述隔离变换器为隔离型Buck-Boost反激式变换器。
进一步的，所述隔离变换器为隔离型Flyback反激式变换器。
进一步的，所述隔离变换器为桥式变换器。
进一步的，所述无线收发模组包括无线芯片和连接设置的阻抗匹配滤波电路，所述金属壳体与阻抗匹配滤波电路之间串联有所述高压电容。
进一步的，所述天线的正极与所述阻抗匹配滤波电路之间串联有高压电容。
综上所述，本发明具有架构设计巧妙，能够在满足绝缘电阻和工频耐压的要求的情况下，增大无线传输距离等优点。
附图说明
图1为实施例1的无线收发设备的结构示意图。
图2为实施例1的隔离变换器的结构示意图。
图3为实施例2的隔离变换器的结构示意图。
图4为实施例3的隔离变换器的结构示意图。
图5为实施例4的隔离变换器的结构示意图。
图6为实施例5的无线收发设备的结构示意图。
图7为实施例5中无线收发模组与天线之间的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：如图1所示，一种矿井用本安电源供电的无线收发设备，包括金属外壳1和被保护地设置在所述金属外壳1内的主控模组2，所述主控模组2包括用于连接本安电源的电源块3和用于接收或发送无线信号的无线收发模组5；所述金属外壳1的外侧还设置有天线4，所述天线4的负极与所述金属外壳1电连接，所述电源块3上设置有能够与电源输入端形成物理隔离的隔离变换器7。具体的，所述隔离变换器7包括用于实现物理隔离的隔离变压器。
采用上述结构，将天线的负极连接在金属外壳上，从而可以增加无线信号的传输距离，同时在电源块设置隔离变换器，就可以使得金属壳体与工作时接入的本安电源之间形成物理隔离，从而使无线收发设备能够满足绝缘电阻和工频耐压的要求，既符合矿井的安全生产需求，又能够增大无线传输距离。
本实施例中，所述隔离变换器7为隔离型BUCK正激式变换器，如图2所示，左侧为用于连接本安电源的电源输入侧，右侧为电源输出侧。
实施例2：与实施例1的区别在于，本实施例中，所述隔离变换器7为隔离型Buck-Boost反激式变换器，如图3所示。
实施例3：与实施例1的区别在于，本实施例中，所述隔离变换器7为隔离型Flyback反激式变换器，如图4所示。
实施例4：与实施例1的区别在于，本实施例中，所述隔离变换器7为桥式变换器，如图5所示。
实施例5：如图6和图7所示，一种矿井用本安电源供电的无线收发设备，包括金属外壳1和被保护地设置在所述金属外壳1内的主控模组2，所述主控模组2包括用于连接本安电源的电源块3和用于接收或发送无线信号的无线收发模组5；所述金属外壳1的外侧还设置有天线4，所述天线4的负极与所述金属外壳1电连接，所述金属外壳1与所述无线收发模组5之间串联有高压电容6。
具体的，所述无线收发模组5包括无线芯片51和连接设置的阻抗匹配滤波电路52，所述阻抗匹配滤波电路52和金属壳体1串联有高压电容6。
本实施例中，为了更好地满足绝缘电阻和工频耐压要求，所述天线4的正极与所述阻抗匹配滤波电路52之间串联有高压电容8。
使用时，接入高压电容后，通过无线射频设备（如矢量网络分析仪等），观察史密斯圆图和电压驻波比等来调整无线传输网络的阻抗匹配。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种矿井用本安电源供电的无线收发设备，包括用于连接本安电源的电源块（3）和用于接收或发送无线信号的无线收发模组（5）；其特征在于，还包括金属外壳（1）和设置在金属外壳（1）外的天线（4），所述天线（4）的负极电连接至所述金属外壳（1）；所述金属外壳（1）与所述无线收发模组（5）之间串联有高压电容（6）和/或所述电源块（3）设置有能够与输入电源形成物理隔离的隔离变换器（7）。
2.如权利要求1所述的矿井用本安电源供电的无线收发设备，其特征在于，所述隔离变换器（7）为隔离型BUCK正激式变换器。
3.如权利要求1所述的矿井用本安电源供电的无线收发设备，其特征在于，所述隔离变换器（7）为隔离型Buck-Boost反激式变换器。
4.如权利要求1所述的矿井用本安电源供电的无线收发设备，其特征在于，所述隔离变换器（7）为隔离型Flyback反激式变换器。
5.如权利要求1所述的矿井用本安电源供电的无线收发设备，其特征在于，所述隔离变换器（7）为桥式变换器。
6.如权利要求1所述的矿井用本安电源供电的无线收发设备，其特征在于，所述无线收发模组（5）包括无线芯片（51）和连接设置的阻抗匹配滤波电路（52），所述金属壳体（1）与阻抗匹配滤波电路（52）之间串联有所述高压电容（6）。
7.如权利要求6所述的矿井用本安电源供电的无线收发设备，其特征在于，所述天线（4）的正极与所述阻抗匹配滤波电路（52）之间串联有高压电容（6）。
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