CN201909670U - 无源无线振动传感器 - Google Patents

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王亭岭
王成凤
曹文思
郭恒
谭联
常瑞
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Abstract

一种无源无线振动传感器，涉及一种检测振动的装置，提供一种既无需外供电源，也无内置电池，以无线光波形式(可见光或红外)传输信号的振动测量装置。设有压电发电装置、保护压敏电阻、红外发射管和整流储能装置。所述的压电发电装由4个悬臂梁、4个质量块和4组敷设在悬臂梁上下表面的压电材料组成，所述的保护压敏电阻与红外发射管、半压电发电装置串接，整流储能装置由整流二极管和超级电容组成。

Description

无源无线振动传感器
涉及领域
本实用新型涉及一种检测振动的装置，尤其是能在无外加电源的情况下通过红外信号发送振动信息。
背景技术
目前，通常的振动传感器均需要供电线路和测量线路配套使用，即使个别发电式振动传感器能直接提供电压或电荷信号，但也仍然需要与测量电路之间用导线连接，侧量电路也需要供电支持，抗干扰能力差，且传感部分结构复杂、体积庞大、使用不便。另一方面，对于点多且分散检测、要求实时监控的场合，显然也不能很好的满足要求。
发明内容
本实用新型旨在提供一种既无需外供电源，也无内置电池，以无线光波形式(可见光或红外)传输信号的振动测量装置。可在强电磁干扰、高压、高湿度等恶劣环境中长期稳定的工作。广泛应用于环境检测，仪器设备保护，电厂、变电站安全监控，企业和工程现场的安全报警，工业自动化等领域。
本实用新型设有压电发电装置、保护压敏电阻、红外发射管和整流储能装置。所述的压电发电装由4个悬臂梁、4个质量块和4组敷设在悬臂梁上下表面的压电材料组成；所述的保护压敏电阻与红外发射管、半压电发电装置串接；整流储能装置由整流二极管和超级电容组成。红外发射管安装在外壳外顶部，其它全部器件安装在封闭的金属外壳内。传感器的底座通过螺钉与振动源相连接。
本实用新型是这样实现振动传感的：传感器的底座通过螺钉与振动源相连接，振源经底座、立柱、悬臂梁将振动传递到质量块，质量块在振源的激励下作上下振动，敷设在悬臂梁上下表面的压电材料不断重复拉伸与压缩变形，压电材料输出的电压经整流后提供红外发射管工作和超级电容储能。通过对压电材料的选择、悬臂梁结构的设计，便能获得供红外发射二极管正常工作的电压范围1.2V～3V，以及适合的供电电流范围10mA～100mA。振动信号经由压电发电装置转换成电压信号并加载到红外发射管，使之发出强度随振动强度变化的红外信号，通过远处的红外摄像机接收，给出设限报警和温度等级显示。保护压敏电阻的作用是将红外管的工作电压钳制在上限值以下。
本实用新型的有益效果是：适用于测量现场供电受限场合，要求测量信号无线传输的场合，强电磁干扰、环境恶劣的测量场合，测量点多且分散的场合，尤其适合于振动异常监控报警和要求低成本非高精度的振动测量应用，可长期置于户外。
附图说明
图1为本实用新型实施例平面图。
图2为电路图。
具体实施方式
如图1所示，底座与立柱为一整体(8)并有一固定用螺纹孔，立柱上部设置有4个水平方向的悬臂梁(4)，悬臂梁(4)沿立柱(8)圆周方向均布，且端点分别有配置质量块(2)，各悬臂梁(4)的上下表面敷设压电材料(5)，压电材料(5)通过不断拉伸与压缩变形提供随振动强度变化的输出电压，该电压经电路块(6)处理后，提供红外发射二极管(1)的驱动电压和超级电容的充电电压，压敏电阻与红外发射二极管串联，起限流保护作用。底座(8)和外壳(3)将装置封装为一个整体。
所述装置，红外发射二极管(1)安装在金属外壳顶部，其他器件安装在由外壳和底座组成的封闭空间内部，整个装置做防水密封处理。
参见图2，对应于4个悬臂梁的4组压电材料(E1～E4)的电压经串并联后，通过整流堆(D)整流成直流(1.2V～3V，10mA～100mA)，提供红外发射二极管(LED)的工作电压，同时，对超级电容器(C)充电，压敏电阻(RU)与红外发射二极管并联起限压保护作用。所述整流堆、超级电容器和压敏电阻由硅胶灌封成电路块，安装在减震垫上(7)。

Claims (3)

1.一种无源无线振动传感器，其特征是：设有压电发电装置、保护压敏电阻、红外发射管和整流储能装置，所述的压电发电装由4个悬臂梁、4个质量块和4组敷设在悬臂梁上下表面的压电材料组成，所述的保护压敏电阻与红外发射管、半压电发电装置串接，整流储能装置由整流二极管和超级电容组成。
2.根据权利要求1所述的无源无线振动传感器，其特征是：红外发射管安装在外壳外顶部，其它全部器件安装在封闭的金属外壳内。
3.根据权利要求1所述的无源无线振动传感器，其特征是：传感器的底座通过螺钉与振动源相连接。 
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