CN117594896A - 一种电池用鼓包自监测装置及其监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池用鼓包自监测装置及其监测方法。本发明解决的技术问题是：现有装置无法对蓄电池鼓包状态进行实时监测，且无法将数据发送到外界；同时现有装置无法对电池鼓包后产生的漏液进行处理，且无法对快速有效地对蓄电池进行散热。本发明的技术方案为：一种电池用鼓包自监测装置及其监测方法，包括有箱体和盖体等。本发明通过向蓄电池不同表面布置同时多个电阻应变片的方式，对蓄电池表面不同部位鼓包状态的监测，防止单一电阻应变片受到周围环境条件影响而产生误报，使维护人员能够精准掌握当前蓄电池不同部位的鼓包状况，进而针对不同鼓包状态下的蓄电池指定合理高效的维护方案。
Description
技术领域
本发明涉及电池检测领域，尤其涉及一种电池用鼓包自监测装置及其监测方法。
背景技术
太阳能路灯在进行工作时，需要将电能储存在蓄电池中，使太阳能路灯能够在夜间为路面提供照明，而蓄电池需要与路灯进行连接，所以施工人员通常将蓄电池放置于地埋箱中，再将地埋箱埋于太阳能路灯下方的土地中，在便于施工的同时，有效地提高了蓄电池的防盗性，但埋于地下的蓄电池易受潮，使蓄电池产生鼓包进而损坏，由于维护人员无法及时得知地下蓄电池的状态，所以只能在路灯无法照明时，通过人工排查确定蓄电池状态，同时维护工作的迟滞性易导致照明不良的路面发生交通事故，现有蓄电池地埋箱无法对电池鼓包程度进行自监测，同时无法将检测数据发送给外界。
进一步，蓄电池产生鼓包后，易导致蓄电池漏液，而蓄电池中的电解液通常为稀硫酸，稀硫酸会对地埋箱造成腐蚀，同时在维护人员更换电池的过程中，蓄电池漏液会对维护人员的健康产生不良影响，现有蓄电池地埋箱无法对蓄电池漏液进行处理。
同时，蓄电池工作过程中会产生较大热量，由于地埋箱内部空间相对封闭，导致蓄电池热量无法快速散出，进一步加快了蓄电池的老化，同时提高了蓄电池的鼓包概率，使蓄电池维护成本显著增加，现有蓄电池地埋箱无法对地埋箱内的电池进行快速有效的散热。
发明内容
为了克服现有装置无法对蓄电池鼓包状态进行实时监测，且无法将数据发送到外界；同时现有装置无法对电池鼓包后产生的漏液进行处理，且无法对快速有效地对蓄电池进行散热的缺点，本发明提供一种电池用鼓包自监测装置及其监测方法。
本发明的技术方案为：一种电池用鼓包自监测装置的监测方法，包括如下步骤：
S1：收集数据：通过信号处理器对蓄电池每个面上贴合的多个电阻应变片的实时电阻值进行收集；
S2：发送数据：信号处理器将汇总后的电阻值数据发送至信号接收设备中；
S3：分析数据：维护人员通过信号接收设备对电阻数据进行分析，若发现蓄电池同一面上的多个电阻应变片数值均有明显增大，则说明该蓄电池已发生鼓包现象。
一种电池用鼓包自监测装置，包括有箱体和盖体；箱体上设置有盖体；还包括有软管、蓄电池、信号处理器、电阻应变片、应急系统和散热系统；盖体上设置有用于布置导线的软管；箱体内设置有蓄电池；蓄电池前侧安装有用于传输信号的信号处理器；蓄电池每个面分别设置有若干个用于监测蓄电池表面形变程度的电阻应变片；每个电阻应变片均与信号处理器连接；蓄电池上表面安装有用于处理电池鼓包漏液的应急系统；应急系统上设置有用于加强蓄电池散热的散热系统。
进一步地，应急系统包括有第一固定板、第二固定板和限位器；蓄电池上表面固接有第一固定板；第一固定板上侧活动连接有第二固定板；第二固定板内侧固接有若干个用于对第一固定板进行限位的限位器；第二固定板内开设有用于储存碱石灰粉末的空腔；第二固定板上开设有用于规避相邻电阻应变片的空槽；第一固定板上表面固接有气囊。
进一步地，限位器下侧设置为弧形。
进一步地，气囊外侧设置有若干个导气孔，每个导气孔均设置为向下倾斜状，且开口朝向限位器下侧。
进一步地，散热系统包括有散热片组和散热管；第一固定板上设置有用于加快蓄电池散热的散热片组；散热片组上设置有用于规避相邻电阻应变片位置的通槽；散热片组上固接有用于换热的散热管。
进一步地，散热片组设置为由多个竖直且相互平行的矩形散热片配合组成。
进一步地，散热片组中各散热片之间的缝隙开口处均朝向软管与盖体连通处。
进一步地，散热管前侧贯穿散热片组，且贯穿部分整体设置为波浪形。
进一步地，散热管后侧贯穿盖体，且贯穿部分设置为波浪形，同时与盖体外部的土壤接触。
有益效果：本发明通过向蓄电池不同表面布置同时多个电阻应变片的方式，实现了对蓄电池表面不同部位鼓包状态的监测，同时利用信号处理器对多个电阻应变片的电阻值进行汇总传输，防止单一电阻应变片受到周围环境条件影响而产生误报，使维护人员能够精准掌握当前蓄电池不同部位的鼓包状况，进而针对不同鼓包状态下的蓄电池指定合理高效的维护方案，提高了蓄电池的维护效率，防止维护人员因无法实时掌握蓄电池鼓包状态而造成维护滞后，避免因维护滞后导致太阳能路灯夜间失效，进而减少因太阳能路灯夜间失效所引发的交通事故；
同时，在蓄电池鼓包严重且漏液时，本发明通过第一固定板、第二固定板和限位器配合，使空腔内的碱石灰与泄漏的酸性电解液进行中和反应，在防止蓄电池进一步损坏的同时，使维护人员能够在安全的环境下对蓄电池进行维护；
进一步，当蓄电池发热时，本发明通过散热片组和散热管的配合，将蓄电池表面和箱体内部的热量传导至外部土壤中，进而使蓄电池散热速度加快，从而减小因蓄电池鼓包概率，延长蓄电池使用寿命，降低蓄电池的维护成本。
附图说明
图1为本发明的电池用鼓包自监测装置立体结构示意图；
图2为本发明的第一种部分结构示意图；
图3为本发明的第二种部分结构示意图；
图4为本发明的第三种部分结构示意图；
图5为本发明的第四种部分结构示意图；
图6为本发明的第五种部分结构示意图；
图7为本发明的第六种部分结构示意图；
图8为本发明的应急系统立体结构示意图；
图9为本发明的应急系统部分剖视图；
图10为本发明的第七种部分结构示意图；
图11为本发明的热管和散热片组合立体结构示意图。
附图标记说明：1-箱体，2-盖体，3-软管，4-蓄电池，5-信号处理器，6-电阻应变片，101-第一固定板，102-第二固定板，10201-空腔，10202-空槽，103-限位器，104-气囊，10401-导气孔，201-散热片组，20101-通槽，202-散热管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步地进行说明。
实施例1：一种电池用鼓包自监测装置的监测方法，包括如下步骤：
S1：收集数据：通过信号处理器对蓄电池每个面上贴合的多个电阻应变片的实时电阻值进行收集；
S2：发送数据：信号处理器将汇总后的电阻值数据发送至信号接收设备中；
S3：分析数据：维护人员通过信号接收设备对电阻数据进行分析，若发现蓄电池同一面上的多个电阻应变片数值均有明显增大，则说明该蓄电池已发生鼓包现象。
如图4-6所示，一种电池用鼓包自监测装置及其监测方法，包括有箱体1和盖体2；箱体1上设置有盖体2；
还包括有软管3、蓄电池4、信号处理器5、电阻应变片6、应急系统和散热系统；盖体2上设置有软管3；箱体1内设置有蓄电池4；蓄电池4前侧安装有信号处理器5；蓄电池4每个面分别设置有至少两个电阻应变片6；通过信号处理器5对蓄电池4每个面上的多个电阻应变片6的电阻值进行同时监测，提高维护人员判断蓄电池4是否鼓包的准确性，避免单一电阻应变片6受环境影响产生误报；每个电阻应变片6均与信号处理器5连接；蓄电池4上表面安装有应急系统；应急系统上设置有散热系统；通过电阻应变片6对蓄电池4表面形变程度进行检测，通过信号处理器5将检测数据传输至装置外部。
本发明监测电池鼓包过程如下：掩埋工作开始前，安装人员需要将盖体2打开，检查蓄电池4每个面是否均贴有两个或两个以上数量的电阻应变片6，同时检查信号处理器5是否能够接收并发送每个电阻应变片6的当前电阻值，然后通过信号处理器5将每个电阻应变片6的当前电阻值传输至外部信号接收设备，安装人员通过信号接收设备检查当前每个电阻应变片6的电阻值，确认每个电阻应变片6的电阻值均处于正常范围内后，安装人员将导线分别与蓄电池4的正负两极连接，然后安装人员将盖体2安装至箱体1上，同时将导线通过软管3引导至箱体1外并且将导线与太阳能路灯进行连接，此时安装人员将本装置埋入地下，使蓄电池4能够持续配合太阳能路灯进行工作，同时能够有效防止蓄电池4被盗。
掩埋完毕后，安装人员通过信号接收设备对电阻应变片6的电阻值进行检查，进一步确认能够正常接收来自信号处理器5发射的信号，太阳能路灯安装完毕后，此时蓄电池4位于太阳能路灯下方的土地中，由于地下较为潮湿，加之箱体1和盖体2只通过软管3与外界连通，使箱体1内部湿气难以散出，且蓄电池4需要配合地面上的太阳能路灯进行连续工作，使蓄电池4长时间处于不间断充电放电的过程中，导致蓄电池4容易鼓包，通过贴合在蓄电池4各表面上的电阻应变片6对蓄电池4鼓包情况进行监测，当蓄电池4鼓包时，蓄电池4表面发生形变，具体表现为蓄电池4表面从内部向外部缓慢地凸起，蓄电池4表面的凸起将会对紧密贴合于蓄电池4表面的电阻应变片6产生压迫，进而使电阻应变片6发生形变，电阻应变片6发生形变时会使自身的电阻值改变，具体表现为电阻应变片6被拉伸时，电阻应变片6的电阻值将会增大，而电阻应变片6被压缩时，电阻应变片6的电阻值将会减小，此时由于电阻应变片6受到蓄电池4表面向外凸出的力，电阻应变片6将会被拉伸，进而使电阻应变片6的电阻值增大，但由于装置内部的温度和湿度等条件不可控，原本紧贴于蓄电池4表面的电阻应变片6可能在时间的推移下，受到潮湿空气或蓄电池4表面发热等因素的影响，使电阻应变片6与蓄电池4表面之间产生气泡和间隙，进而导致蓄电池4同一面上的单一电阻应变片6的电阻值的变化难以作为准确判断蓄电池4表面是否鼓包的决定性证据，且由于蓄电池4被埋于地下，若维护人员只能依靠单一电阻应变片6的电阻值变化判断电池鼓包是否鼓包，将会使维护人员产生误判，进而导致维护成本增加。
因此，本装置通过对蓄电池4各表面布置多个电阻应变片6的方式提高监测的准确性，并且能够对蓄电池4不同部位的鼓包情况进行局部监测，当部分电阻应变片6受潮或受到蓄电池4表面温度影响而产生气泡和间隙时，维护人员可通过多个电阻应变片6之间的电阻值变化，进行相互对比和印证，从而对蓄电池4是否鼓包得出准确结论，并且维护人员可通过信号处理器5传输的汇总数据，对蓄电池4各部位的鼓包程度进行分析，若相同表面的多个电阻应变片6的电阻值均呈现缓慢增长，说明蓄电池4该表面处于缓慢匀速鼓起的过程中，此种状态下，维护人员可以暂时不对该蓄电池4进行更换，继续对该蓄电池4进行观察，若相同表面的某个电阻应变片6的电阻值增长速度显著快于该表面的其他电阻应变片6，则说明此电阻应变片6覆盖下的蓄电池4部位受潮严重，且鼓包较为严重，此时维护人员可对此蓄电池4进行标记，进而安排时间对此蓄电池4进行更换，若位于蓄电池4正负两极附近的电阻应变片6的电阻值发生较大幅度的增长，则说明蓄电池4正负两极处鼓包较为严重，此时维护人员需要及时对此蓄电池4进行更换，防止鼓包对蓄电池4正负两极的进一步破坏，进而导致与该蓄电池4连接的太阳能路灯夜间失效，通过蓄电池4不同表面上的多个电阻应变片6与信号处理器5配合，提高了维护人员对电池鼓包判断的准确性，同时使维护人员能够掌握位于地下的蓄电池4的具体鼓包状态，从而使维护人员能够针对不同鼓包状态的蓄电池4制定对应的维护计划，有效地降低了蓄电池4的维护成本，同时为太阳能路灯的持续正常工作提供了良好的保障，防止维护人员因无法实时掌握蓄电池4鼓包状态而造成维护滞后，避免因维护滞后导致太阳能路灯夜间失效，进而减少因太阳能路灯夜间失效所引发的交通事故。
实施例2：在实施例1的基础上，如图7-9所示，应急系统包括有第一固定板101、第二固定板102和限位器103；蓄电池4上表面固接有第一固定板101，且第一固定板101设置为弹性材质；第一固定板101上侧活动连接有第二固定板102；第二固定板102内侧固接有若干个限位器103；第二固定板102内开设有用于空腔10201；第二固定板102上开设有空槽10202，防止热量堆积于电阻应变片6表面；第一固定板101上表面固接有气囊104；通过限位器103对第一固定板101形变方向进行限位，使第一固定板101向上凸起时，能够向空腔10201中部收拢，进而使限位器103与第一固定板101之间形成缝隙。
限位器103下侧设置为弧形，使第一固定板101向上凸起时，限位器103能够引导第一固定板101边沿的形变方向，进而使限位器103与第一固定板101之间产生缝隙。
气囊104外侧设置有若干个导气孔10401，每个导气孔10401均设置为向下倾斜状，且开口朝向限位器103下侧，当第一固定板101发生形变时，导气孔10401能够将空腔10201内的碱石灰粉末吹向限位器103与第一固定板101之间的缝隙处，防止碱石灰粉末粘附于第一固定板101上表面。
本发明处理电池漏液的过程如下：当蓄电池4处于潮湿程度较高或温度较高的环境中时，蓄电池4鼓包速度将会加快，导致维护人员需要面对众多的蓄电池4维护需求，此时维护人员的相关维护工作将产生迟滞性，若蓄电池4处于鼓包速度较快而未得到及时维护的情况下，蓄电池4表面将会受到进一步的破坏，尤其是蓄电池4上表面的鼓起，会引起蓄电池4上盖与壳体之间的缝隙扩大，进而造成蓄电池4内的电解液泄漏，蓄电池4内的电解液主要成分为稀硫酸，同时蓄电池4鼓包将会导致蓄电池4发热严重，蓄电池4传导出的热量会造成泄漏出的稀硫酸内的水分快速蒸发，进而提高稀硫酸中的硫酸浓度，使稀硫酸的腐蚀性增强，从而在维护人员更换电池的过程中，对维护人员的健康造成威胁，当蓄电池4上表面鼓起严重时，蓄电池4上表面对第一固定板101产生向上的力，由于第一固定板101与第二固定板102活动连接，且第一固定板101设置为弹性材料，第一固定板101将被蓄电池4上表面压迫入空腔10201内，同时由于限位器103垂直设置于第一固定板101内壁，且限位器103下侧设置为弧形，当第一固定板101被蓄电池4上表面压迫入空腔10201内时，第一固定板101受到限位器103下端部的引导产生形变，导致第一固定板101向空腔10201中部收缩，从而使相邻限位器103与第一固定板101之间产生缝隙，进一步，通过第一固定板101使气囊104产生形变，使气囊104内的气体通过导气孔10401排放至空腔10201内，将空腔10201内的碱石灰粉末吹散，同时由于导气孔10401设置为向下倾斜状，且开口朝向限位器103下侧，从而使储存在空腔10201内的碱石灰粉末能够通过限位器103与第一固定板101之间的缝隙散逸至空腔10201外，由于碱石灰粉末主要成分为氧化钙，当碱石灰粉末接触到泄漏的电解液时，氧化钙与稀硫酸发生反应，进而生成硫酸钙与水，硫酸钙广泛应用于食品加工业中，对人体无害，且碱石灰呈碱性，与硫酸产生中和反应，能够最大限度地降低电解液对维护人员的危害，从而使维护人员能够安全高效地进行电池维护工作。
实施例3：在实施例1-2的基础上，如图1、图2和图10-11所示，散热系统包括有散热片组201和散热管202；第一固定板101上设置有散热片组201；散热片组201上设置有用于规避相邻电阻应变片6位置的通槽20101，防止蓄电池4上表面的电阻应变片6因热量堆积而产生异常数值；散热片组201上固接有散热管202；通过散热片组201提高装置内的散热效率，进而通过散热管202实现装置内与外部土壤间的换热。
散热片组201设置为由多个竖直且相互平行的矩形散热片配合组成，在接收第一固定板101上表面热量的同时，加大了与箱体1热空气的接触面积，进而提高蓄电池4的散热效率。
散热片组201中各散热片之间的缝隙开口处均朝向软管3与盖体2连通处，使散热片组201的散热方向与箱体1内部空气流通方向一致，进一步提高了蓄电池4的散热效率。
散热管202前侧贯穿散热片组201，且贯穿部分整体设置为波浪形，使散热管202至少经过散热片组201中每个散热片两次，增大了散热管202前侧与散热片组201的整体接触面积，使散热片组201上的热量最大限度地传导至散热管202中，以此提高蓄电池4的散热效率。
散热管202后侧贯穿盖体2，且贯穿部分设置为波浪形，同时与盖体2外部的土壤接触，使散热管202后侧与土壤的接触面积增大，进而散热管202的换热效率。
本发明加快电池散热的过程如下：当蓄电池4被埋入地下后，由于箱体1和盖体2组合成一个相对密闭的空间，同时蓄电池4需要配合太阳能路灯进行不间断工作，此时蓄电池4发热程度较高，且散热速度较慢，使蓄电池4长期处于温度较高的状态，导致蓄电池4失水，即蓄电池4电解液中的水分严重流失，同时蓄电池4中的硫酸浓度增加，进而使蓄电池4内阻增大，进一步加重蓄电池4的发热程度，形成恶性循环，显著地加快了蓄电池4老化速度，提高了蓄电池4鼓包概率，同时增加了蓄电池4的维护成本，当蓄电池4发热严重时，蓄电池4表面的一部分热量通过第二固定板102传导至散热片组201，同时蓄电池4表面的一部分热量传导至周围空气中，空气受热膨胀上升至蓄电池4上侧，通过散热片组201配合散热管202进行热交换，进一步，散热管202设置为波浪形，且贯穿散热片组201，使散热管202与散热片组201接触面积增大，同时散热管202后侧贯穿盖体2，与外部土壤接触，散热管202能够在箱体1与外部土壤之间进行热交换，使箱体1内部热量能够传导至外部土壤中，从而使蓄电池4散热速度加快，降低蓄电池4鼓包概率，同时减缓蓄电池4老化速度，延长蓄电池4使用寿命，且有效地降低了蓄电池4维护成本。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种电池用鼓包自监测装置，包括有箱体（1）和盖体（2）；箱体（1）上设置有盖体（2）；其特征是，还包括有软管（3）、蓄电池（4）、信号处理器（5）、电阻应变片（6）、应急系统和散热系统；盖体（2）上设置有用于布置导线的软管（3）；箱体（1）内设置有蓄电池（4）；蓄电池（4）前侧安装有用于传输信号的信号处理器（5）；蓄电池（4）每个面分别设置有若干个用于监测蓄电池（4）表面形变程度的电阻应变片（6）；每个电阻应变片（6）均与信号处理器（5）连接；蓄电池（4）上表面安装有用于处理电池鼓包漏液的应急系统；应急系统上设置有用于加强蓄电池（4）散热的散热系统；
应急系统包括有第一固定板（101）、第二固定板（102）和限位器（103）；蓄电池（4）上表面固接有第一固定板（101）；第一固定板（101）上侧活动连接有第二固定板（102）；第二固定板（102）内侧固接有若干个用于对第一固定板（101）进行限位的限位器（103）；第二固定板（102）内开设有用于储存碱石灰粉末的空腔（10201）；第二固定板（102）上开设有用于规避相邻电阻应变片（6）的空槽（10202）；第一固定板（101）上表面固接有气囊（104）；
散热系统包括有散热片组（201）和散热管（202）；第一固定板（101）上设置有用于加快蓄电池（4）散热的散热片组（201）；散热片组（201）上设置有用于规避相邻电阻应变片（6）位置的通槽（20101）；散热片组（201）上固接有用于换热的散热管（202）。
2.根据权利要求1所述的一种电池用鼓包自监测装置，其特征是，限位器（103）下侧设置为弧形。
3.根据权利要求1所述的一种电池用鼓包自监测装置，其特征是，气囊（104）外侧设置有若干个导气孔（10401），每个导气孔（10401）均设置为向下倾斜状，且开口朝向限位器（103）下侧。
4.根据权利要求1所述的一种电池用鼓包自监测装置，其特征是，散热片组（201）设置为由多个竖直且相互平行的矩形散热片配合组成。
5.根据权利要求1所述的一种电池用鼓包自监测装置，其特征是，散热片组（201）中各散热片之间的缝隙开口处均朝向软管（3）与盖体（2）连通处。
6.根据权利要求1所述的一种电池用鼓包自监测装置，其特征是，散热管（202）前侧贯穿散热片组（201），且贯穿部分整体设置为波浪形。
7.根据权利要求1所述的一种电池用鼓包自监测装置，其特征是，散热管（202）后侧贯穿盖体（2），且贯穿部分设置为波浪形，同时与盖体（2）外部的土壤接触。
8.一种按照权利要求1-7任一项所述的电池用鼓包自监测装置的监测方法，其特征是，包括如下步骤：
S1：收集数据：通过信号处理器对蓄电池每个面上贴合的多个电阻应变片的实时电阻值进行收集；
S2：发送数据：信号处理器将汇总后的电阻值数据发送至信号接收设备中；
S3：分析数据：维护人员通过信号接收设备对电阻数据进行分析，若发现蓄电池同一面上的多个电阻应变片数值均有明显增大，则说明该蓄电池已发生鼓包现象。
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