CN202023709U - 一种矿用能量再生无线传感器 - Google Patents
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Abstract
一种矿用能量再生无线传感器，它包括压电式能量收集模块，压电式能量收集模块与整流模块串联，与Buck开关变换器并联，整流模块与Boost开关变换器连接，Boost开关变换器与无线传感器相连，Buck开关变换器与超级电容器并联，Boost开关变换器和Buck开关变换器的输出端分别与控制器的输入端相连，将信息传送给控制器，控制器的输出端与Boost开关变换器和Buck开关变换器的输入端连接，将处理过的信息反馈回去。设有压电式能量收集模块，可以将矿井下环境能量收集起来，并通过Buck开关变换器与超级电容器将热能转换成无线传感器所需的电能形式，本设计生产成本低，结构简单，使用方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种无线传感器，尤其适用于一种煤矿井下使用的矿用能量再生无线传感器。
背景技术
由于在矿井下存在易燃易爆的特点，频繁地更换电池会成为矿井下的安全隐患，所以本实用新型根据矿井下存在热能、机械能等形式的能源。随着无线传感器在广泛的应用，其需要进一步技术更新将无线传感器的应用更加深入，而制约其实际应用深入就是其供电形式，所以其供电问题受到了广泛的关注。为了解决这些问题，人们想到了周围环境中的能量转换成电能收集并存储起来，这些能量主要包括热能、太阳能、风能和机械能。由于在矿井特殊环境下，现在技术比较成熟的太阳能、大型风能技术无法应用，而矿井下由于环境恶劣，没有太阳能可供利用，而风能也无法利用，而相反热能因为矿井下设备产生的热能量虽然稀少却因为靠近终端从而又利于收集存储应用，除此之外，通过压电材料将机械能转换成电能也是矿井下具有实际意义的，因为矿井下大型机械本身在工作时会产生振动，而这些系统本身的传感器使用也相当广泛，所以将此类机械能通过压电式材料转换成电能利用起来是一种方便，高效，绿色，节能的方法。但是现在矿井下传感器依然处于电池或者在线供电情况下，对系统的灵活性，安全性都有较大的影响。
发明内容
本实用新型提供一种结构简单，使用方便，可以将装置周围热能转换成电能量的矿用能量再生无线传感器。
为满足上述目的，本实用新型的矿用能量再生无线传感器，包括无线传感器，还包括压电式能量收集模块，压电式能量收集模块的输出端通过两条直流母线分别连接整流模块和Buck开关变换器的输入端，整流模块的输出端通过两条直流母线与Boost开关变换器的输入端连接，Boost开关变换器的输出端通过两条直流母线与无线传感器的输入端相连，Buck开关变换器的输出端通过两条直流母线与超级电容器连接，Boost开关变换器和Buck开关变换器的输出端分别与控制器的输入端相连，控制器的输出端与Boost开关变换器和Buck开关变换器的输入端连接。
所述压电式能量收集模块、整流模块和Boost开关变换器的输出端直流母线上均并联有电容；所述压电式能量收集模块的型号为mide v21bl；所述的整流模块、Boost开关变换器和控制器集成一体，其型号为的LTC3108，Buck开关变换器型号为LTC3225-1，超级电容器为两个0.6F容量的电容。
有益效果：本实用新型设有压电式能量收集模块，通过将压电能量收集模块或者能量收集模块加上收量存储利用模块，将电源模块应用到不同的无线传感器。可以将矿井下环境能量收集起来，并通过Buck开关变换器与超级电容器将热能转换成无线传感器所需的电能形式，其生产成本低，结构简单，使用方便，具有广泛的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的系统框图。
图中：1-压电式能量收集模块，2-整流模块，3-Boost开关变换器，4-无线传感器，5-控制器，6-Buck开关变换器 ，7-超级电容器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步的描述：
如图1所示，本实用新型的矿用能量再生无线传感器包括：压电式能量收集模块1，整流模块2，Boost开关变换器3，无线传感器4，控制器5，Buck开关变换器6，超级电容器7。其中压电式能量收集模块1为压电式压电式能量收集模块，型号为mide v21bl，压电式能量收集模块1的输出端通过两条直流母线分别连接整流模块2和Buck开关变换器6的输入端，整流模块2的输出端通过两条直流母线与Boost开关变换器3的输入端连接，压电式能量收集模块1、整流模块2和Boost开关变换器3的输出端直流母线上均并联有电容，Boost开关变换器3的输出端通过两条直流母线与无线传感器4的输入端相连，Buck开关变换器6的输出端通过两条直流母线与超级电容器7连接，超级电容器7为两个0.6F容量的电容，并通过整流模块2通过电容器连接到负载4为负载提供合适的电平电压和电流大小，Boost开关变换器3和Buck开关变换器6的输出端分别与控制器5的输入端相连，将信息传送给控制器5，控制器5的输出端与Boost开关变换器3和Buck开关变换器6的输入端连接，将处理过的信息反馈回去，控制器5通过连接Boost开关变换器3和Buck开关变换器7，将电流电压信息采集起来，通过计算得到需要的控制量，根据计算结果调整输出以提高系统性能；系统通过Buck开关变换器6将压电式能量收集模块1与超级电容器7连接并将能量存储起来，然后通过整流模块2和Boost开关变换器3给无线传感器4提供能量。本设计中，整流模块2、Boost开关变换器3和控制器5使用型号为三者集成的LTC3108，Buck开关变换器6的型号为LTC3225-1。
Claims (4)
1.一种矿用能量再生无线传感器，包括无线传感器（4），其特征在于：还包括压电式能量收集模块（1），压电式能量收集模块（1）的输出端通过两条直流母线分别连接整流模块（2）和Buck开关变换器（6）的输入端，整流模块（2）的输出端通过两条直流母线与Boost开关变换器（3）的输入端连接，Boost开关变换器（3）的输出端通过两条直流母线与无线传感器（4）的输入端相连，Buck开关变换器（6）的输出端通过两条直流母线与超级电容器（7）连接，Boost开关变换器（3）和Buck开关变换器（6）的输出端分别与控制器（5）的输入端相连，控制器（5）的输出端与Boost开关变换器（3）和Buck开关变换器（6）的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的矿用能量再生无线传感器，其特征在于：所述压电式能量收集模块（1）、整流模块（2）和Boost开关变换器（3）的输出端直流母线上均并联有电容。
3.根据权利要求1所述的矿用能量再生无线传感器，其特征在于：所述压电式能量收集模块（1）的型号为mide v21bl。
4.根据权利要求1或3所述的矿用能量再生无线传感器，其特征在于：所述的整流模块（2）、Boost开关变换器（3）和控制器（5）集成一体，其型号为的LTC3108，Buck开关变换器（6）的型号为LTC3225-1，超级电容器（7）为两个0.6F容量的电容。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN107592030A (zh) * | 2017-10-09 | 2018-01-16 | 浙江海洋大学 | 一种利用波浪能的压电发电装置 |
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2011
- 2011-02-24 CN CN2011200454171U patent/CN202023709U/zh not_active Expired - Fee Related
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