一种压力发电结冰传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种压力发电结冰传感器，包括壳体、温度传感器、天线、集电板和采集通讯模块，壳体包括上壳体和下壳体，上壳体顶部开设有两个安装槽，分别用于安装温度传感器和天线，上壳体的内部设有采集通讯模块，采集通讯模块分别与温度传感器及天线电连接；下壳体的内底部设有集电板，集电板的上方设有承压板；上壳体与承压板之间设有若干套压力发电装置，压力发电装置包括弹性块、柱形磁铁、线圈骨架和线圈，线圈骨架设于承压板上，线圈骨架的内底部设有弹性块，线圈骨架上缠绕有线圈，上壳体的底部设有对应插入线圈骨架内并与弹性块相抵的柱形磁铁。本发明专利技术有效将机械能转化为电能，不仅节约了能源，而且对路面损坏小，无需破道穿管布线。

A kind of ice sensor for pressure generator

【技术实现步骤摘要】
一种压力发电结冰传感器
本专利技术涉及传感器
，具体涉及一种压力发电结冰传感器。
技术介绍
近年来随着经济的发展，高速公路上的车辆越来越多，发生的交通安全事故也逐渐增多，特别是在冬季，其中由于恶劣天气而引发的交通事故占很大比例。道路气象信息主要包括：路面温度、降水、降雨、积雪、风速风向、能见度等信息，据调查数据显示，由于恶劣天气导致的道路结冰会造成路面抗滑能力显著降低，增加了汽车制动距离，使车辆发生打滑和侧翻，是影响行车安全的最不利气象条件之一，路面结冰时发生的事故是干燥路面的10倍。因此，路面结冰自动监测和及时预警对于保障行车安全、减少交通事故具有重要意义，其中路面结冰的情况下更容易发生意外事故。目前，道路结冰状态监测传感器主要分为非接触式和接触式。非接触式传感器主要采取红外光学的技术方法，造价高昂，主要有Vaisala公司的DSC111，Lufft公司的DIRS31-UMB，InnovativeDynamics公司的ICESIGHT等，接触式传感器主要是采用地埋式的传感器，用于监测路面结冰情况，其中地埋式传感器需要在公路地表挖个预埋口之外，还需在路面进行破道穿管用于预埋线管连接传感器进行供能及通讯，由于公路路段较长，需预埋的传感器较多，若每个传感器均破道穿管将大大增加了工作量，增加了人工成本，且对路面损坏程度较大，增加了路面的运维成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种压力发电结冰传感器，通过压力发电装置将作用的压力经线圈转变为交流电，经整流稳压后输出给传感器供能，有效将机械能转化为电能，不仅节约了能源，而且避免了破道穿管布线的繁琐。本专利技术的技术方案：一种压力发电结冰传感器，包括壳体、温度传感器、天线、集电板和采集通讯模块，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体顶部开设有两个安装槽，分别用于安装温度传感器和天线，上壳体的内部设有采集通讯模块，采集通讯模块分别与温度传感器及天线电连接；下壳体的内底部设有集电板，集电板的上方设有承压板；所述上壳体与承压板之间设有若干套压力发电装置，所述压力发电装置包括弹性块、柱形磁铁、线圈骨架和线圈，所述线圈骨架设于承压板上，线圈骨架的内底部设有弹性块，线圈骨架上缠绕有线圈，上壳体的底部设有对应插入线圈骨架内并与弹性块相抵的柱形磁铁。进一步，所述集电板包括桥式整流滤波电路和锂电池，各线圈串联后的两端分别接入桥式整流滤波电路的输入端Vi，桥式整流滤波电路的输出端与锂电池电连接。进一步，所述上壳体与下壳体之间设有若干套导向机构，所述导向机构包括凸起部以及与凸起部滑动配合的导向槽，凸起部设置在下壳体上或上壳体的底部，导向槽设置在上壳体的底部或下壳体的底部，若干套导向机构同步滑动导向。进一步，所述天线与外部数据采集卡采用问答式传输规约。进一步，所述采集通讯模块具备RS485接口，用于与外部控制主机相连接。进一步，采集通讯模块的频段范围为900-1900MHZ。进一步，各线圈的绕线方向一致，线圈缠绕匝数为50~300匝。进一步，下壳体的底部两侧设有安装座。进一步，各安装槽的顶部均设置有网罩。进一步，所述承压板上设置有供导线穿过的通孔。本专利技术的有益效果在于：通过压力发电装置当有车辆经过时，车胎压下上壳体，与上壳体固定连接的磁铁插入线圈产生磁通量变化，生成电动势；车胎脱离上壳体后，压力消失，弹性块顶起磁铁，磁通量发生变化，生成电动势；从实现一次压力发电和一次压力回弹发电，产生的电动势通过集电板进行整流滤波、稳压后给结冰传感器供能，有效将机械能转化为电能，多余的电能通过锂电池进行存储，本专利技术不仅节约了能源，而且对路面损坏小，避免了传统结冰传感器布设时破道穿管的工作量，降低了人工成本，降低了路面的运维成本。附图说明图1为本专利技术较佳实施例1的结构示意图；图2为本专利技术较佳实施例1的剖视图；图3为本专利技术较佳实施例1中桥式整流滤波电路图；图4为本专利技术较佳实施例1中天线的电路图；图5为本专利技术压力发电流程图；图6为本专利技术动生电压与线圈匝数的关系图；图7为本专利技术与外部系统通讯的示意图；附图标记：网罩1、上壳体2、下壳体3、安装座4、温度传感器5、天线6、凸起部7、承压板8、集电板9、通孔10、弹性块11、导向槽12、磁铁13、线圈骨架14、线圈15、安装槽16、采集通讯模块17、输入端Vi、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电感L1、第二电感L2、测试端RF。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1、请参阅图1—图7所示的一种压力发电结冰传感器，包括网罩1、上壳体2、下壳体3、安装座4、温度传感器5、天线6、凸起部7、承压板8、集电板9、通孔10、弹性块11、导向槽12、磁铁13、线圈骨架14、线圈15、安装槽16、采集通讯模块17；其中：上壳体2与下壳体3通过凸起部7、导向槽12适配连接，上壳体2顶部开设有2个安装槽16，分别用于安装温度传感器5（Pt1000铂热电阻）和天线6，安装槽16顶部均设置有网罩1，上壳体2内部设置有采集通讯模块17，采集通讯模块17分别与温度传感器5及天线6电连接，天线6与外部数据通讯采用问答式传输规约，便于省电，上壳体2底部固定设有若干柱形磁铁13，分别插入下壳体3的线圈15中，下壳体3外侧底部设置有安装座4，下壳体3内侧底部设置有承压板8，承压板8设置有若干通孔10，承压板8上部设置有若干线圈骨架14，线圈骨架14上缠绕有线圈15，线圈骨架14内均设有弹性块11，承压板8下部设置有集电板9，各个线圈15串联后的两端分别接入集电板9，集电板9上分布有整流电路，整流电路的输出端与第一电容C1、第二电容C2并联形成桥式整流滤波电路。本实施例中，集电板9包括桥式整流滤波电路和锂电池，桥式整流滤波电路如图3所示，各线圈15串联后的两端分别接入桥式整流滤波电路的输入端Vi，桥式整流滤波电路的输出端与锂电池电连接，其中第一电容C1优选2200uF电解电容,第二电容优选10nF瓷片电容。本实施例中，天线6的电路图如图4所示，其中优选第三电容C3=1PF、第一电感L1=2.2pF、第二电感L2=10pF。本实施例中，采集通讯模块（型号S263）17具备RS485接口，用于与外部控制主机相连接，且频段范围为900-1900MHZ。本实施例中如图6所示，各个线圈15绕线方向一致，线圈15缠绕匝数为50~300匝，当线圈15缠绕匝数为50~300匝，其所产生的动生电压为0.4~2.2V，更具体的，当线圈15缠绕匝数为200匝时，所产生的动生电压为1.382V。使用时将本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压力发电结冰传感器，包括壳体、温度传感器、天线、集电板和采集通讯模块，其特征在于，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体顶部开设有两个安装槽，分别用于安装温度传感器和天线，上壳体的内部设有采集通讯模块，采集通讯模块分别与温度传感器及天线电连接；下壳体的内底部设有集电板，集电板的上方设有承压板；所述上壳体与承压板之间设有若干套压力发电装置，所述压力发电装置包括弹性块、柱形磁铁、线圈骨架和线圈，所述线圈骨架设于承压板上，线圈骨架的内底部设有弹性块，线圈骨架上缠绕有线圈，上壳体的底部设有对应插入线圈骨架内并与弹性块相抵的柱形磁铁。/n

【技术特征摘要】
1.一种压力发电结冰传感器，包括壳体、温度传感器、天线、集电板和采集通讯模块，其特征在于，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体顶部开设有两个安装槽，分别用于安装温度传感器和天线，上壳体的内部设有采集通讯模块，采集通讯模块分别与温度传感器及天线电连接；下壳体的内底部设有集电板，集电板的上方设有承压板；所述上壳体与承压板之间设有若干套压力发电装置，所述压力发电装置包括弹性块、柱形磁铁、线圈骨架和线圈，所述线圈骨架设于承压板上，线圈骨架的内底部设有弹性块，线圈骨架上缠绕有线圈，上壳体的底部设有对应插入线圈骨架内并与弹性块相抵的柱形磁铁。


2.根据权利要求1所述的一种压力发电结冰传感器，其特征在于，所述集电板包括桥式整流滤波电路和锂电池，各线圈串联后的两端分别接入桥式整流滤波电路的输入端Vi，桥式整流滤波电路的输出端与锂电池电连接。


3.根据权利要求1所述的一种压力发电结冰传感器，其特征在于，所述上壳体与下壳体之间设有若干套导向机构，所述导向机构包括凸起部以及与凸起部滑动配合的导向槽，凸起部设置在下壳体上或上壳体...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彤，潘琳，任康，
申请(专利权)人：江西省交通运输科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36