CN207798066U - 一种低功耗太阳能光束中继装置 - Google Patents

Abstract

一种低功耗太阳能光束中继装置，包括检测装置以及用于对其进行供电的远程供电装置，所述远程供电装置包括一级太阳能电池板以及灯光发射装置，所述检测装置顶部设置有二级太阳能板，所述灯光发射装置朝向二级太阳能板方向设置。其优点是可以对沉降测量接收器进行远程供电，保持沉降检测接收器持续工作。

Description

一种低功耗太阳能光束中继装置

技术领域

本实用新型涉及灾害预防、沉降监测领域，具体涉及一种低功耗太阳能光束中继装置。

背景技术

沉降是一个不断累积的过程，当累积达到一定程度后就会产生严重危害，对一些重要地段、建筑物、公(铁)路、地铁、桥梁、大坝、滑坡等的沉降监测频率要高，测量的间隔时间应尽可能短，并实时上报指挥中心，在沉降变化超过安全范围前及时报警，才能起到防止人员伤亡、减少财产损失的目的。现行规范规定，高层建筑物、构筑物、重要古建筑物及连续生产的矿山基建、动力设备基础、滑坡监测等均要进行变形、沉降观测。

目前，对沉降监测等灾害的检测比较精确的方法是采用激光发射器以及激光接收传感器组，激光接收传感器组设置在被监测地区，由于监测是一个漫长的过程，往往采用太阳能电池板对激光发射器以及激光接收传感器组进行供电。但是由于被监测地点可能处于背光区，或者被其他建筑物遮挡柱，阳光无法照射到激光接收传感器组上的太阳能电池板，所以激光接收传感器组无法长时间持续工作，内部电源得不到及时充电，而通过电网电线对其进行供电又受到供电网络区域限制，使用非常不便。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种低功耗太阳能光束中继装置，其优点是可以对沉降测量接收器进行远程供电，保持沉降检测接收器持续工作。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种低功耗太阳能光束中继装置，包括检测装置以及用于对其进行供电的远程供电装置，所述远程供电装置包括一级太阳能电池板以及灯光发射装置，所述检测装置顶部设置有二级太阳能板，所述灯光发射装置朝向二级太阳能板方向设置。

通过上述技术方案，调制激光发射器将激光照射在沉降测量接收器上，当激光照射点位置发生改变时沉降测量接收器感知到激光照射点位置发生变化可发出沉降信号，由于被监测对象可能在背光处，无法使用太阳能供电，远程供电装置可以将一级太阳能存储的太阳能通过灯光发射装置传送至二级太阳能板上，二级太阳能板将灯光发射装置发出的光能转化为电能存储在电池内并对沉降测量接收器内的各个元器件进行供电，使沉降测量接收器在背光区域也可以自动补充电能，无需外部电源。

本实用新型进一步设置为：所述检测装置为沉降测量接收器，还包括有与沉降测量接收器配合使用的调制激光发射器。

通过上述技术方案，调制激光发射器可以将激光照射在沉降测量接收器上，沉降测量接收器发生沉降时激光照射点在沉降测量接收器上的位置发生改变进而发出沉降信号。

本实用新型进一步设置为：所述沉降测量接收器内设置有用于储存电能的锂电池模块。

通过上述技术方案，锂电池模块可以将二级太阳能板转化的电能储存起来，对沉降测量接收器进行供电。

本实用新型进一步设置为：所述灯光发射装置为LED灯或激光发射器中的一种。

通过上述技术方案，LED灯或激光发射器可以将电能转化为光能并照射在二级太阳能板上，二级太阳能板将光能转化为电能对沉降测量接收器进行供电。

本实用新型进一步设置为：所述沉降测量接收器内设置有用于接收激光的激光接收模块，所述激光接收模块为激光接收传感器。

通过上述技术方案，激光接收传感器可以感知激光照射位置，当激光照射位置发生改变时发出沉降信号。

本实用新型进一步设置为：所述激光接收传感器竖直排布，当激光照射点在激光接收传感器上照射位置发生变化时发出沉降信号。

通过上述技术方案，激光接收传感器竖直排布，起到刻度尺的效果。

本实用新型进一步设置为：所述沉降测量接收器内还设置有用于发送传输沉降信号的无线通信模块。

通过上述技术方案，无线通信模块可以将沉降信号通过无线信号网络发送到监控主机，便于集中管理。

本实用新型进一步设置为：所述沉降测量接收器外设置有用于封闭内部元器件的外壳，所述外壳朝向激光接收传感器一侧设置有激光接收窗。

通过上述技术方案，外壳可以对沉降测量接收器起到保护作用，激光接收窗对激光接收传感器起到密封作用，避免尘土等杂物落在传感器上。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

该太阳能光束中继装置可以对沉降检测接收器进行远程供电，使沉降测量接收器在背光环境下也可以持续工作，无需外部供电，使沉降检测接收器部署地点不受供电网络限制，更适合高危地区，安装方便，成本低、功耗低。

附图说明

图1是太阳能光束中继装置结构示意图；

图2是调制激光发射器与沉降测量接收器配合使用状态示意图；

图3是调制激光发射器结构示意图；

图4是图3的A部放大图；

图5是沉降测量接收器结构示意图；

图6是沉降测量接收器爆炸图。

图中，1、调制激光发射器；11、防雷保护模块；12、激光发射及测距模块；13、图像采集模块；14、3G通信模块；15、电池模块；16、太阳能电池板；17、转动盘；18、连接件；19、柱体；21、支撑杆；22、凸球；23、套筒；3、沉降测量接收器； 31、激光接收模块；32、锂电池模块；33、无线通信模块；34、二级太阳能板；35、外壳；36、激光接收窗；4、太阳能光束中继装置；41、一级太阳能板；42、蓄电池；43、灯光发射装置。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图2和图3所示，使用激光标尺的垂直高差测量装置，包括调制激光发射器1以及与其配合使用的沉降测量接收器3，调至激光发射器设置在道路旁边，沉降测量接收器3设置在被监测地点，调制激光发射器1发出激光照射在沉降测量接收器3上，沉降测量接收器3可以感知激光照射位置，当被监测地点发生沉降时，激光照射点在沉降测量接收器3上的位置发生改变，沉降测量接收器3感知到沉降信号，通过沉降测量接收器3背部的无线通信模块33将沉降信号发出。

如图3所示，调制激光发射器1由上至下依次包括防雷保护模块11、激光发射及测距模块12、图像采集模块13、3G通信模块14、电池模块15以及太阳能电池板16。防雷保护模块11为属氧化物避雷器，其型号为HY5WS-10/30，该型号避雷器可以在-40℃~+40℃温度范围内工作，体积小、成本低，实用性强。

激光发射及测距模块12为若干组层叠加的激光测距传感器，用于向沉降测量接收器3发出激光信号，同时测量出调制激光发射器1与沉降测量接收器3之间的距离。多组激光测距传感器可以同时对多个沉降测量接收器3所在点进行监测，激光测距传感器最少设置为3组，本实施例中可以扩展为8组。防雷保护模块11底部设置有若干组转动盘17，每组转动盘17同轴转动连接，激光测距传感器分别设置在每组转动盘17上，便于调节激光照射方向。

如图2和图3所示，图像采集模块13设置在最底层转动盘17上，图像采集模块13为差分摄像机，差分摄像机每隔一段时间拍摄一次图像信息，并将图像信息传输至监控中心进行分析。3G通信模块14设置在差分摄像机底部并与其电性连接，3G通信模块14外对称设置有3G天线，可以接收到3G信号，3G通信模块14内设置有无线发送装置，可以将差分摄像机拍摄到的图像信息通过3G信号发到监控中心进行分析。3G通信模块14底部设置有电池模块15，用于对上述元器件统一供电。

如图3和图4所示，电池模块15底端固定连接有不锈钢材质的柱体19，不锈钢柱体19底端通过法兰盘固定在地面上。不锈钢柱体19顶端与电池模块15之间设置有连接件18，太阳能电池板16设置在不锈钢柱体19顶端与电池模块15之间的连接件18上。太阳能电池板16沿连接件18顶壁周向设置为若干组相互串联的板块，每个太阳能电池板16顶边均与连接件18转动连接，太阳能板背部设置有用于支撑太阳能板的支撑组件，支撑组件包括设置在连接件18底部的支撑杆21，支撑杆21一端与连接件18转动连接，另一端用于支撑太阳能电池板16。太阳能电池板16背部设置有与支撑杆21配合使用的用于调节太阳能电池板16角度的调节装置。太阳能电池板16背部固定设置有一凸球22，调节装置包括设置在凸球22与支撑杆21之间的套筒23。套筒23内中空设置且设置有内螺纹,支撑杆21外设置有与套筒23配合的外螺纹，套筒23另一端与凸球22为360°转动连接，当需要调节太阳能板角度时，只需转动套筒23即可改变太阳能板的角度，方便调节。

如图5和图6所示，沉降测量接收器3包括激光接收模块 31、锂电池模块32以及无线通信模块33。激光接收模块 31为多组竖直排布的激光接收传感器阵列，其朝向调制激光发射器1设置，激光测距传感器发出的激光照射在激光接收传感器上，当沉降测量接收器3所在地区发生沉降时，激光接收传感器阵列中不同位置的激光接收传感器接收到激光照射信号，向无线通信模块33发出沉降信号，无线通信模块33将沉降信号通过无线网发送到监控中心。

如图5和图6所示，锂电池模块32设置在激光接收传感器背部，无线通信模块33设置在锂电池背部，无线通信模块33、锂电池模块32以及激光接收传感器外设置有用于密封的外壳35，外壳35在激光接收传感器对应位置处设置有缺口，缺口内设置有透明材质的激光接收窗36，使激光刻穿透激光接收窗36设在激光接收传感器上，且激光接收窗36可起到密封防尘作用。沉降测量接收器3顶部通过顶盖密封，且顶盖上端设置有太阳能发电装置，用于给沉降测量接收器3内的锂电池供电。

沉降测量接收器3可通过检测基板连接杆固定在夯土层内，用于检测被监测地点的沉降情况，也可直接固定在桥梁桥墩上用于检测桥梁沉降状况。

由于沉降测量接收器3检测的区域可能处于背光区或被其他物体遮挡而无法接收太阳光，在沉降测量接收器3外设置有用于对沉降测量接收器3进行供电的太阳能光束中继装置4，太阳能光束中继装置4不仅限于对沉降测量接收器3进行供电，可以对任何需要用电源的检测装置进行供电，本实施例仅以沉降测量接收器3为例进行叙述。

如图1所示，太阳能光束中继装置4设置在阳光能够照射到的且离检测装置最近的区域，太阳能光束中继装置4包括一级太阳能板41，一级太阳能板41背部设置有蓄电池42。一级太阳能板41接收太阳光并将太阳能转化为电能储存在蓄电池42内，一级太阳能板41一侧还设置有灯光发射装置43，灯光发射装置43为LED灯或激光发射器，灯光发射装置43朝向检测装置方向设置，灯光发射装置43将灯光照射在检测装置顶部的二级太阳能板34上，二级太阳能板34将灯光发射装置43发出的光能转化为电能储存在锂电池内，用于对检测装置内的各元器件供电。

一级太阳能板41将太阳能转化为电能储存在蓄电池42内，灯光发射装置43将灯光照射在二级太阳能板34上，二级太阳能板34将灯光发射装置43发出的光能转化为电能后储存在锂电池模块32内（见图6），以对检测装置进行持续供电，使检测装置在背光环境下可以持续工作，不需要外部电源。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种低功耗太阳能光束中继装置，其特征在于：包括检测装置以及用于对其进行供电的远程供电装置，所述远程供电装置包括一级太阳能电池板(16)以及灯光发射装置(43)，所述检测装置顶部设置有二级太阳能板(34)，所述灯光发射装置(43)朝向二级太阳能板(34)方向设置。

2.根据权利要求1所述的一种低功耗太阳能光束中继装置，其特征是：所述检测装置为沉降测量接收器（3），还包括有与沉降测量接收器（3）配合使用的调制激光发射器(1)。

3.根据权利要求2所述的一种低功耗太阳能光束中继装置，其特征是：所述沉降测量接收器(3)内设置有用于储存电能的锂电池模块(32)。

4.根据权利要求1所述的一种低功耗太阳能光束中继装置，其特征是：所述灯光发射装置(43)为LED灯或激光发射器中的一种。

5.根据权利要求2所述的一种低功耗太阳能光束中继装置，其特征是：所述沉降测量接收器(3)内设置有用于接收激光的激光接收模块( 31)，所述激光接收模块(31)为激光接收传感器。

6.根据权利要求5所述的一种低功耗太阳能光束中继装置，其特征是：所述激光接收传感器竖直排布，当激光照射点在激光接收传感器上照射位置发生变化时发出沉降信号。

7.根据权利要求2所述的一种低功耗太阳能光束中继装置，其特征是：所述沉降测量接收器(3)内还设置有用于发送传输沉降信号的无线通信模块(33)。

8.根据权利要求2所述的一种低功耗太阳能光束中继装置，其特征是：所述沉降测量接收器(3)外设置有用于封闭内部元器件的外壳(35)，所述外壳(35)朝向激光接收传感器一侧设置有激光接收窗(36)。