CN114204146A - 一种用于直埋式地震仪的电池组件及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于直埋式地震仪的电池组件及检测方法，涉及电池组件技术领域，包括，电池舱；电池组，所述电池组包括若干个电池；以及，压力传感器，所述压力传感器均固定设置在所述电池舱的内壁上，且每个所述压力传感器位于相邻的所述电池与所述电池舱内壁之间的间隙内。本发明还公开了用于直埋式地震仪的检测方法及装置。本发明通过压力传感器可实时监测电池与电池舱内壁之间间隙处的压力值，判断电池是否发生膨胀以及膨胀程度是否超过预设值，进而在地震仪埋设在地下的情况下也可对电池膨胀的情况进行监测，有效避免了电池过度膨胀所导致的一系列问题。
Description
技术领域
本发明涉及电池组件技术领域，特别是涉及一种用于直埋式地震仪的电池组件及检测方法。
背景技术
地震仪在天然地震观测和深部探测领域发挥了重要作用。天然地震信号的频率通常在直流至50Hz左右，低频信号成分多，探测深度大。地震仪一般主要应用在较为偏远的地区和复杂的环境下，因此，保证地震仪供电系统的稳定性就显得极为重要。
直埋式地震仪一般长时间埋设在地下，因此难以对地震仪内的电池组件进行查看和检测。而电池组件长时间使用可导致电池组件膨胀，电池厚度增加，会影响地震仪的正常使用，另外，电池过度膨胀还会导致电池破损、漏液等问题，可对地震仪造成严重损坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种用于直埋式地震仪的电池组件及检测方法。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：
一种用于直埋式地震仪的电池组件，包括，
电池舱；
电池组，装配在所述电池舱内，所述电池组的正极与所述电池舱的正极触点接触，所述电池组的负极与所述电池舱的负极触点接触，所述电池组包括若干个电池；以及，
压力传感器，所述压力传感器均固定设置在所述电池舱的内壁上，且每个所述压力传感器位于相邻的所述电池与所述电池舱内壁之间的间隙内。
作为本发明所述用于直埋式地震仪的电池组件的一种优选方案，其中：任意相邻的两个所述电池中，任一所述电池朝向另一所述电池的侧壁上设置有压电陶瓷，所述压电陶瓷与用于检测其内产生的电流信号的电流检测装置电连接。
作为本发明所述用于直埋式地震仪的电池组件的一种优选方案，其中：所述电池为板状结构，所述压电陶瓷位于相邻两个所述电池之间的间隙内，且固定设置在任一所述电池的侧壁上。
作为本发明所述用于直埋式地震仪的电池组件的一种优选方案，其中：所述压电陶瓷为粘附在所述电池侧壁上的压电陶瓷片。
作为本发明所述用于直埋式地震仪的电池组件的一种优选方案，其中：所述电池为圆柱状结构，所述压电陶瓷位于相邻两个所述电池之间的间隙内，且固定设置在任一所述电池正对于另一所述电池的侧面处。
作为本发明所述用于直埋式地震仪的电池组件的一种优选方案，其中：所述压电陶瓷为喷涂在所述电池侧面的压电陶瓷层。
本发明还公开了一种用于直埋式地震仪的检测方法，包括，
预设压力阈值；
压力传感器检测到的压力值超过预设压力阈值或电流检测装置检测到压电陶瓷产生电流时，上传电池膨胀信号至上位机
作为本发明所述用于直埋式地震仪的检测方法的一种优选方案，其中：还包括，
根据检测到压力值超过预设压力阈值的压力传感器的编号以及检测到产生电流的压电陶瓷的编号，确定发生膨胀的电池编号或相邻的两个电池编号，然后将电池膨胀信号以及发生膨胀的电池编号上传至上位机。
本发明还公开了一种用于直埋式地震仪的电池组件的膨胀检测装置，包括，压力传感器，用于检测所述电池与所述电池舱的内壁之间的压力值；
电流检测模块，用于检测设置在相邻两个所述电池之间的压电陶瓷产生的电流信号；以及，
主控模块，用于接收所述压力传感器和所述电流检测模块传输的数据，判断压力值是否超过预设压力阈值，电池是否发生膨胀，并传输电池膨胀信号至上位机。
作为本发明所述用于直埋式地震仪的电池组件的膨胀检测装置的一种优选方案，其中：所述主控模块还用于获取检测到压力值超过预设压力阈值的压力传感器的编号以及获取产生电流的压电陶瓷的编号，确定发生膨胀的电池编号，并将对应电池编号信息传输至上位机。
本发明的有益效果是：
(1)本发明在电池舱内壁与相邻的电池之间设置有压力传感器，通过压力传感器可实时监测电池与电池舱内壁之间间隙处的压力值，从而判断电池是否发生膨胀以及膨胀程度是否超过预设值，进而在地震仪埋设在地下的情况下也可对电池膨胀的情况进行监测，有效避免了电池过度膨胀所导致的一系列问题。
(2)本发明在电池组的相邻电池之间设置压电陶瓷，并通过电流检测装置检测压电陶瓷是否产生电流，即可判断相邻电池之间是否发生电池膨胀，从而对电池内侧膨胀进行监测，解决了电池组中相邻电池之间不方便设置压力传感器的问题。
(3)本发明中每个所述压力传感器位于相邻的电池与电池舱内壁之间的间隙内，可通过获取检测到压力值超过预设压力阈值的压力传感器的编号来确定发生膨胀的电池编号，便于后续的电池更换；还可通过获取检测到产生电流的压电陶瓷的编号来确定发生膨胀的两个相邻电池编号，后续进行电池检查时可将这两个相邻的电池取出，对电池外观或直径进行检查即可确定发生膨胀的电池编号。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明提供的用于直埋式地震仪的电池组件的结构示意图；
图2为本发明提供的用于直埋式地震仪的电池组件电池组中电池组的结构示意图；
图3为本发明提供的用于直埋式地震仪的电池组件电池组中电池侧面压电陶瓷的位置示意图；
图4为本发明提供的用于直埋式地震仪的检测方法的流程示意图；
图5为本发明提供的用于直埋式地震仪的电池组件的膨胀检测装置的框架示意图；
其中：1、电池舱；2、电池组；3、电池；4、压电陶瓷；5、压力传感器。
具体实施方式
为使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施方式并结合附图，对本发明作出进一步详细的说明。
本实施例提供了一种用于直埋式地震仪的电池组件，包括电池舱1和装配在电池舱1内的电池组2。电池组2的正极与电池舱1的正极触点接触，电池组2的负极与电池舱1的负极触点接触。
其中，电池组2包括若干个整齐排列的电池3。在本实施例中，电池舱1的形状大致呈正三棱柱状，其侧面的边部均设置为圆弧状。每个电池组2包括六根呈圆柱状的电池3，这六根电池3分为三层，第一层为三根并排放置的电池3，第二层放置在第一层上方，为两根并排放置的电池3，任一根电池3均放置下第一层相邻两根电池3之间。第三层为一根电池3，放置在第一层上方，且位于第二层两根电池3之间。具体放置示意图参见图2。
在电池舱1的内壁上固定设置有六个压力传感器5，这六个压力传感器5分别位于六根电池3与电池舱1内壁之间的间隙内。当电池3朝向电池舱1内壁的一侧发生膨胀时，电池3的侧壁会挤压相邻的压力传感器5，此时压力传感器5可检测到压力值。当检测到的压力值大于设定的压力阈值时，则说明对应电池3的膨胀程度超过了预设值，此时则需要对电池3进行更换。
另外，在电池组2中，电池3远离电池舱1内壁的侧面也可能发生膨胀，而电池组2内部相邻电池3之间不方便设置压力传感器5。由此，在电池组2内部相邻的两个电池3中，任一电池3朝向另一电池3的侧壁上设置有压电陶瓷4，即压电陶瓷4位于相邻两个电池3之间的间隙内。具体的，压电陶瓷4位于任一电池3正对于另一电池3的侧面处，即相邻两个电池3侧面之间间距最小的区域。该压电陶瓷4与用于检测其内产生的电流信号的电流检测装置电连接。当电池3的内侧发生膨胀时，电池3的侧壁会挤压相邻电池3间隙内的压电陶瓷4，压电陶瓷4在压力作用下，引起内部正负电荷中心相对位移而发生极化，产生电流信号。因此，当电流检测装置采集到压电陶瓷4内产生电流信号时，则表示电池3的膨胀程度超过了预设值。
其中，由于电池3为圆柱状结构，因此，上述压电陶瓷4为喷涂在电池3侧面的压电陶瓷4薄层。
在另一实施例中，电池组2包括若干根电池3，且这若干根电池3中，存在一根或多根电池3位于电池组2内部，且不与电池舱1的内壁接触。则此时也可采用压电陶瓷4对内部电池3的膨胀进行监测。
在另一实施例中，电池3为板状结构，则压电陶瓷4位于相邻两个电池3之间的间隙内，且固定设置在任一电池3的侧壁上。此时压电陶瓷4片易于固定，则压电陶瓷4可采用粘附在所述电池3侧壁上的压电陶瓷4薄片。
较佳的，本实施例中电池组2的六根电池3依次设置有电池编号。编号可为一～六号电池。对应地，固定设置在电池舱1内壁上的六个压力传感器5可依次设置有编号，可为一～六号压力传感器。其中，一号压力传感器5位于电池3舱内壁与一号电池3之间的间隙内，二号压力传感器5位于电池舱1内壁与二号电池3之间的间隙内。以此类推。当一号压力传感器5检测到的压力值超过设定的压力阈值时，则表明一号电池3发生了膨胀，进而便于后续对电池3进行更换。
同样的，安装在电池组2内部的压电陶瓷4也依次设置有编号。且与压电陶瓷4电连接的电流检测装置可对应设置有多个，分别与多块压电陶瓷4对应。这样当某一电流检测装置检测到压电陶瓷4产生电流信号时，表明对应压电陶瓷4两侧的两个电池3中任一电池3发生了膨胀或两个电池3均发生了膨胀。此时可将这两个电池3取出，对电池3外观或直径进行检查即可确定发生膨胀的电池3编号。较佳的，也可采用一个电流检测装置，其上设置有多个电流检测输入端。这多个电流检测输入端分别与多块压电陶瓷4电连接。通过检测到电流信号的电流检测输入端的编号也可确定产生电流信号的压电陶瓷4的编号，进而确定发生膨胀的一组电池编号。
本实施例还提供了一种用于直埋式地震仪的检测方法，包括步骤S101～S102，具体步骤说明如下：
S101：预设压力阈值。
具体的，预先设定压力阈值。如当压力传感器检测到的压力值大于等于5N时则表明与对应电池的膨胀程度超过标准，则压力阈值设定为5N。可以理解的是，该压力阈值的设定与压力传感器和电池侧壁之间的间距有关。
S102：压力传感器检测到的压力值超过预设的压力阈值或电流检测装置检测到压电陶瓷产生电流时，上传电池膨胀信号至上位机。
具体的，在本实施例中，压力传感器5检测到压力值超过预设的压力阈值则表明电池3朝向电池舱1一侧的侧壁发生了膨胀，且膨胀程度超过标准。而电流检测装置检测到压电陶瓷4产生电流则表明某一电池3朝向相邻电池3的侧壁发生了膨胀，且膨胀程度超过标准。这两种情况都表明电池3发生了膨胀问题，因此这两种情况中发生任一种情况，则主控端会生成电池3膨胀信号，并传输至上位机，提示工作人员需要对电池3进行更换。
较佳的，压力传感器5检测到的压力值超过预设的压力阈值或电流检测装置检测到压电陶瓷4产生电流时，主控端还会获取检测到压力值超过预设压力阈值的压力传感器5的编号以及产生电流的压电陶瓷4的编号，从而确定发生膨胀的电池3编号，然后将电池3膨胀信号以及发生膨胀的电池3编号同步上传至上位机。这样工作人员可及时得知发生问题的电池3编号，从而可直接对故障电池3进行更换。
本实施例还提供了一种用于直埋式地震仪的电池组件的膨胀检测装置，包括压力传感器、电流检测模块、主控模块、通讯模块以及电源模块。压力传感器、电流检测模块和电源模块均与主控模块连接。主控模块通过通讯模块与上位机进行通讯。其中，电源模块为主控模块供电。压力传感器用于检测电池3与电池舱1的内壁之间的压力值。电流检测模块用于检测设置在相邻两个电池3之间的压电陶瓷4产生的电流信号。主控模块则用于接收压力传感器5和电流检测模块传输的数据，判断电池3是否发生膨胀。若电池3发生膨胀则传输电池3膨胀信号至上位机。
具体的，主控模块内预先设定有压力阈值。主控模块接收到压力传感器5传输的压力值后，会将该压力值与预设的压力阈值进行对比，若高于预设的压力阈值则表明电池3发生了膨胀，且膨胀程度超过标准。而主控模块只要接收到电流检测模块传输的压电陶瓷4产生电流信号的提示信号，则表明电池3发生了膨胀，且膨胀程度超过标准。此时主控模块可通过通讯模块向上位机传输电池3膨胀信号。
较佳的，主控模块还用于获取检测到压力值超过预设压力阈值的压力传感器5的编号以及获取产生电流的压电陶瓷4的编号，从而确定发生膨胀的电池3编号，并将对应电池3编号信息传输至上位机。由此工作人员可及时得知发生问题的电池3编号，从而可直接对故障电池3进行更换。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式；凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于直埋式地震仪的电池组件，其特征在于：包括，
电池舱(1)；
电池组(2)，装配在所述电池舱(1)内，所述电池组(2)的正极与所述电池舱(1)的正极触点接触，所述电池组(2)的负极与所述电池舱(1)的负极触点接触，所述电池组(2)包括若干个电池(3)；以及，
压力传感器(5)，所述压力传感器(5)均固定设置在所述电池舱(1)的内壁上，且每个所述压力传感器(5)位于相邻的所述电池(3)与所述电池舱(1)内壁之间的间隙内。
2.根据权利要求1所述的用于直埋式地震仪的电池组件，其特征在于：任意相邻的两个所述电池(3)中，任一所述电池(3)朝向另一所述电池(3)的侧壁上设置有压电陶瓷(4)，所述压电陶瓷(4)与用于检测其内产生的电流信号的电流检测装置电连接。
3.根据权利要求2所述的用于直埋式地震仪的电池组件，其特征在于：所述电池(3)为板状结构，所述压电陶瓷(4)位于相邻两个所述电池(3)之间的间隙内，且固定设置在任一所述电池(3)的侧壁上。
4.根据权利要求3所述的用于直埋式地震仪的电池组件，其特征在于：所述压电陶瓷(4)为粘附在所述电池(3)侧壁上的压电陶瓷(4)片。
5.根据权利要求2所述的用于直埋式地震仪的电池组件，其特征在于：所述电池(3)为圆柱状结构，所述压电陶瓷(4)位于相邻两个所述电池(3)之间的间隙内，且固定设置在任一所述电池(3)正对于另一所述电池(3)的侧面处。
6.根据权利要求5所述的用于直埋式地震仪的电池组件，其特征在于：所述压电陶瓷(4)为喷涂在所述电池(3)侧面的压电陶瓷(4)层。
7.一种用于直埋式地震仪的检测方法，其特征在于：包括，
预设压力阈值；
压力传感器检测到的压力值超过预设压力阈值或电流检测装置检测到压电陶瓷产生电流时，上传电池膨胀信号至上位机。
8.根据权利要求7所述的用于直埋式地震仪的检测方法，其特征在于：还包括，
根据检测到压力值超过预设压力阈值的压力传感器的编号以及检测到产生电流的压电陶瓷的编号，确定发生膨胀的电池编号或相邻的两个电池编号，然后将电池膨胀信号以及发生膨胀的电池编号上传至上位机。
9.一种用于直埋式地震仪的电池组件的膨胀检测装置，其特征在于：包括，
压力传感器，用于检测所述电池与所述电池舱的内壁之间的压力值；
电流检测模块，用于检测设置在相邻两个所述电池之间的压电陶瓷产生的电流信号；以及，
主控模块，用于接收所述压力传感器和所述电流检测模块传输的数据，判断压力值是否超过预设压力阈值，电池是否发生膨胀，并传输电池膨胀信号至上位机。
10.根据权利要求9所述的用于直埋式地震仪的电池组件的膨胀检测装置，其特征在于：所述主控模块还用于获取检测到压力值超过预设压力阈值的压力传感器的编号以及获取产生电流的压电陶瓷的编号，确定发生膨胀的电池编号，并将对应电池编号信息传输至上位机。
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| CN202111221938.2A CN114204146A (zh) | 2021-10-20 | 2021-10-20 | 一种用于直埋式地震仪的电池组件及检测方法 |
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| CN (1) | CN114204146A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116086305A (zh) * | 2023-01-13 | 2023-05-09 | 业成科技（成都）有限公司 | 电池监测装置、电池监测方法、电池模组以及电动汽车 |
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2021
- 2021-10-20 CN CN202111221938.2A patent/CN114204146A/zh active Pending
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