CN111679327A - 一种磁结构无线充电盘金属检测探头 - Google Patents

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胡远婷
盛玉和
王晓林
孙清民
马晶妍
王栾兰
杜丽梅
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Dalian Maritime University
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Abstract

一种磁结构无线充电盘金属检测探头，涉及一种无线充电盘异物检测技术，为了解决现有的无线充电中线圈间的异物检测方法对高精度的电压和电流的测量准确性要求较高，并容易造成误判的问题。本发明的C板相对竖直设置，A板固定在C板的顶端；B板通过D板固定在C板之间；多个磁芯采用交错布置的方式分别固定在B板的两侧，多个磁芯的磁路开放表面竖直向下，B板的底端边缘、多个磁芯的底端边缘以及两块C板的底端边缘处于同一平面上；电路板用于检测多个磁芯中的磁场，并在任何一个磁芯的磁场发生变化时发出告警提示；多个探头本体以单排的形式固定，两个滚轮设置在单排多个探头本体的两端。有益效果为对充电盘上存在金属异物检测的灵敏度高。

Description

一种磁结构无线充电盘金属检测探头
技术领域
本发明涉及一种无线充电盘异物检测技术。
背景技术
无线充电中线圈间的异物检测和消除，是无线电能传输实际应用中重要的技术性难题之一；一方面，异物造成耦合空间介质的分布和参数的变化，造成系统工作点的改变，降低了系统传输功率和效率；另一方面，金属异物在高频磁场的作用下，会产生涡流电流，在降低了系统效率的同时还会引起局部的过热，甚至引发火灾，具有较大的安全隐患；上述问题在无人值守变电站的应用场景下，更加重要和突出，因此考虑到系统工作的安全稳定性，对无线充电中线圈间的异物检测十分必要。
当前对于异物的检测主要基于检测异物引起的电路参数改变的方法；即利用金属物体会对线圈的外电路参数改变的原理，通过检测线圈的电压、电流进而分析其品质因数、损耗、自谐振频率等特征量，从而进行判断；在此基础上，又提出采用特殊的线圈结构或者附加检测线圈，利用电信号的对比和处理进一步提高异物的判断精度。但是，这些方法在结构上要依托较高精度的电压和电流的测量，对测量的准确性要求较高；并且容易受到其他因素的干扰导致电路参数测量误差造成误判断。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的无线充电中线圈间的异物检测方法对高精度的电压和电流的测量准确性要求较高，并容易造成误判的问题；提出了一种磁结构无线充电盘金属检测探头。
本发明所述的一种磁结构无线充电盘金属检测探头，该检测探头包括多个探头本体和两个滚轮；
探头本体包括A板、B板、两块C板、D板、多个磁芯和电路板；
两块C板相对平行且竖直设置，A板固定在两块C板的顶端，两块C板的底端为该探头本体的开口端；B板通过D板竖直固定在两块C板之间，并且B板与C板平行；多个磁芯采用交错布置的方式分别固定在B板的两侧，并且多个磁芯的磁路开放表面分别竖直向下，B板的底端边缘、多个磁芯的底端边缘以及两块C板的底端边缘处于同一平面上；
电路板设置在A板与两块C板构成的空间内，其用于检测多个磁芯中的磁场，并在任何一个磁芯的磁场发生变化时发出告警提示；
所述多个探头本体沿B板的延伸方向，并以单排的形式固定在一起，两个滚轮分别以转动连接的方式设置在单排多个探头本体的两端。
本发明所述的一种磁结构无线充电盘金属检测探头在充电盘上移动，扫描充电盘的表面时，探头本体的开口端竖直向下，保证磁芯的磁路开放表面与充电盘的表面相对，当充电盘的表面存在金属异物时，磁芯中的磁场会发生变化，该磁场变化被电路板接收并发出告警提示，发现异物。
本发明的有益效果是通过磁芯构建出磁场，实现对金属异物的检测，磁芯的磁场分布均匀，能够提高金属异物检测的灵敏度，并且减少体积，不会产生误判，同时该金属检测探头通过扫描方式进行检测，此种扫描方式可以与异物清理装置相结合，实现异物检测和清理的同时进行。
附图说明
图1为具体实施方式一所述的一种磁结构无线充电盘金属检测探头的整体结构示意图，其中，8为充电盘，9为金属异物；
图2为具体实施方式一中探头本体的立体结构示意图；
图3为具体实施方式一中探头本体的仰视图；
图4为具体实施方式三中E型磁芯与B板的位置关系示意图；
图5为具体实施方式三中C型磁芯与B板的位置关系示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述的一种磁结构无线充电盘金属检测探头，该检测探头包括多个探头本体7和两个滚轮10；
探头本体7包括A板1、B板2、两块C板3、D板4、多个磁芯5和电路板6；
两块C板3相对平行且竖直设置，A板1固定在两块C板3的顶端，两块C板3的底端为该探头本体7的开口端；B板2通过D板4竖直固定在两块C板3之间，并且B板2与C板3平行；多个磁芯5采用交错布置的方式分别固定在B板2的两侧，并且多个磁芯5的磁路开放表面分别竖直向下，B板2的底端边缘、多个磁芯5的底端边缘以及两块C板3的底端边缘处于同一平面上；
电路板6设置在A板1与两块C板3构成的空间内，其用于检测多个磁芯5中的磁场，并在任何一个磁芯5的磁场发生变化时发出告警提示；
所述多个探头本体7沿B板2的延伸方向，并以单排的形式固定在一起，两个滚轮10分别以转动连接的方式设置在单排多个探头本体7的两端。
在本实施方式中，如图1所示，单排探头本体7的数量为三个，如图2和图3所示，磁芯5的数量均为五个；该金属检测探头在充电盘8上移动，扫描充电盘8的表面时，探头本体7的开口端竖直向下，保证磁芯5的磁路开放表面与充电盘8的表面相对，当充电盘8的表面存在金属异物9时，磁芯5中的磁场会发生变化，该磁场变化被电路板6接收并发出告警提示，发现异物。
具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种磁结构无线充电盘金属检测探头进一步限定，在本实施方式中，多个交错布置的磁芯5在B板2产生投影轮廓时，位于B板2不同侧的磁芯5投影轮廓存在重合。
在本实施方式中，多个交错布置的磁芯5在B板2产生投影轮廓时，位于B板2不同侧的磁芯5投影轮廓存在重合能够保证磁芯5的磁场分布均匀性，避免出现漏点，影响检测效果。
具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种磁结构无线充电盘金属检测探头进一步限定，在本实施方式中，磁芯5为E型磁芯或C型磁芯。
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种磁结构无线充电盘金属检测探头进一步限定，在本实施方式中，电路板6固定在B板2顶端与A板1之间。
在本实施方式中，通过上述设置，避免电路板6对磁芯5的磁场产生干扰，影响金属异物检测的灵敏度。

Claims (4)

1.一种磁结构无线充电盘金属检测探头，其特征在于，该检测探头包括多个探头本体(7)和两个滚轮(10)；
探头本体(7)包括A板(1)、B板(2)、两块C板(3)、D板(4)、多个磁芯(5)和电路板(6)；
两块C板(3)相对平行且竖直设置，A板(1)固定在两块C板(3)的顶端，两块C板(3)的底端为该探头本体(7)的开口端；B板(2)通过D板(4)竖直固定在两块C板(3)之间，并且B板(2)与C板(3)平行；多个磁芯(5)采用交错布置的方式分别固定在B板(2)的两侧，并且多个磁芯(5)的磁路开放表面分别竖直向下，B板(2)的底端边缘、多个磁芯(5)的底端边缘以及两块C板(3)的底端边缘处于同一平面上；
电路板(6)设置在A板(1)与两块C板(3)构成的空间内，其用于检测多个磁芯(5)中的磁场，并在任何一个磁芯(5)的磁场发生变化时发出告警提示；
所述多个探头本体(7)沿B板(2)的延伸方向，并以单排的形式固定在一起，两个滚轮(10)分别以转动连接的方式设置在单排多个探头本体(7)的两端。
2.根据权利要求1所述的一种磁结构无线充电盘金属检测探头，其特征在于，多个交错布置的磁芯(5)在B板(2)产生投影轮廓时，位于B板(2)不同侧的磁芯(5)投影轮廓存在重合。
3.根据权利要求1所述的一种磁结构无线充电盘金属检测探头，其特征在于，磁芯(5)为E型磁芯或C型磁芯。
4.根据权利要求1所述的一种磁结构无线充电盘金属检测探头，其特征在于，电路板(6)固定在B板(2)顶端与A板(1)之间。
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