一种基于风能采集的深部巷道顶板监测无线传感节点制造技术
【技术实现步骤摘要】
一种基于风能采集的深部巷道顶板监测无线传感节点
本专利技术涉及无线传感器节点
，尤其涉及一种基于风能采集的深部巷道顶板监测无线传感节点。
技术介绍
随着煤矿开采深度的不断增加，巷道顶板的应力变化变的更加复杂，近十年来，虽然我国煤矿灾害事故呈下降趋势，但每年大大小小的煤矿灾害事故就有数百起，而煤矿巷道顶板事故为主要灾害，占煤矿事故总数的一半。因此实时监测煤矿深部巷道顶板应力变化，判断巷道顶板的稳定性，对预防频发的顶板事故具有重大的现实意义，而无线传感器具有体积小、成本低、布置方便等特点，在煤矿巷道监测等方面得到了广泛的应用。无线传感器节点往往分布广泛，长期工作，但传统的无线传感器节点通过干电池或蓄电池供电，电能存储有限，要经常更换电池。然而在很多应用场景中，为无线传感器节点更换电池很困难，有时甚至不可能做到，所以传统的供电方式已不能满足无线传感器节而点的能量需求。而矿井内由于通风的原因，存在大量的风能，因此在煤矿深部巷道内可利用风能采集技术将风能转换成电能对设备供电。风能采集技术是一种无污染、结构简单、寿命长的能量收集技术，有广阔的应用市场，可使无线传感节点长...
【技术保护点】
一种基于风能采集的深部巷道顶板监测无线传感节点，其特征在于：包括风能采集器、本安型能量收集电路、应变传感器模块、无线传输模块，所述风能采集器和本安型能量收集电路用于将风能转换成电能，并且对应变传感器模块和无线传输模块供电，所述应变传感器模块将测得的顶板形变的信号传递给无线传输模块，所述无线传输模块对信号进编码、调制处理，转换成适合信道传输的信号，经发射天线发射信号供监测人员接收分析。
【技术特征摘要】
1.一种基于风能采集的深部巷道顶板监测无线传感节点，其特征在于：包括风能采集器、本安型能量收集电路、应变传感器模块、无线传输模块，所述风能采集器和本安型能量收集电路用于将风能转换成电能，并且对应变传感器模块和无线传输模块供电，所述应变传感器模块将测得的顶板形变的信号传递给无线传输模块，所述无线传输模块对信号进编码、调制处理，转换成适合信道传输的信号，经发射天线发射信号供监测人员接收分析。2.根据权利要求1所述的一种基于风能采集的深部巷道顶板监测无线传感节点，其特征在于：所述风能采集器包括导风窗(1)、谐振腔(2)、振动梁、整流桥(6)和固定管(8)，所述导风窗(1)与谐振腔(2)连接，所述谐振腔(2)的四个面均有通风口(3)，所述振动梁由柔性梁(4)与压电梁(5)组成，所述振动梁一端固定在通风口(3)的靠近下底的一端，使振动梁与谐振腔(2)的夹角为15度，所述整流桥(6)的数量为四个，分别与振动梁相连，四个整流桥(6)通过导线(7)串联接到本安型能量收集电路上，所述固定管(8)为圆柱形上端固定一个法兰，下端焊接在谐振腔(2)上，用于将风能采集器固定在巷道顶板上，所述本安型能量收集电路设置在本安型能量收集电路板(9)上，所述本安型能量收集电路板(9)设置在谐振腔(2)内，固定在风能采集器的下底上。3.根据权利要求1所述的一种基于风能采集的深部巷道顶板监测无线传感节点，其特征在于：所述本安型能量收集电路包括能量收集器U1、DC/DC稳压器U2、DC/DC稳压器U3、整流桥U8、运放A1、比较器U4、比较器U5、比较器U7、或非门U6和场效应管Q2。4.根据权利要求3所述的一种基于风能采集的深部巷道顶板监测无线传感节点，其特征在于：所述能量收集器U1内部集成了整流器、降压转换器及超低静态电流欠压闭锁，所述能量收集器U1的PZ1和PZ2端通过一个三极管Q1与风能采集器相连，能量收集器U1将风能采集器产生的不稳定的电压通过整流器整流，然后存储在Vin端的电容C1上，当Vin端的电压达到4.04V时，能量收集器U1的Vout端则输出3.6V的稳压值，当Vin端的电压降到3...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙彦景，王亮，潘东跃，马占国，芦楠楠，张晓光，施文娟，李松，龚鹏，李嫄源，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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