一种基于磁共振供能的无线传感系统及环网柜技术方案

本发明专利技术涉及电力传感器技术领域，公开了一种基于磁共振供能的无线传感系统及环网柜。本发明专利技术的装置包括磁场发射单元、磁场接收单元和采集单元，其中磁场发射单元包括高频电流电源装置、天线和导体外壳，高频电流电源装置、天线和导体外壳连接而组成用于产生电磁场的电流通路；采集单元包括相连接的传感器和稳压电源模块；磁场接收单元包括线圈模块和电容器，线圈模块所述稳压电源模块；所述电容器用于调节所述线圈模块的接收频率，以使所述线圈模块与所述磁场发射单元通过所述电磁场进行能量传递。本发明专利技术能够解决现有无线传感器供能方式工作效率低、适应性差的技术问题，可广泛应用于环网柜内部的传感器设备。环网柜内部的传感器设备。环网柜内部的传感器设备。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁共振供能的无线传感系统及环网柜


[0001]本专利技术涉及电力传感器
，尤其涉及一种基于磁共振供能的无线传感系统及环网柜。

技术介绍

[0002]环网柜中传感器的持续稳定供电是当前电力传感领域亟待解决的问题。目前采用电池供电、电缆供电、温差取能供电或者振动取能供电的方式进行无线传感器的供能。然而，在环网柜中采用电池供电方式，需要定期更换传感器电池，工作量较大；电缆供电方式的好处是无需定期大规模更换电池，但是大量传感器的布线较为复杂，影响柜体内部的绝缘性能；温差取能供电方式利用发热元件和环境温度之间的温差能进行供电，但正常工作时二者温差较小，取能受限；而振动取能供电方式包括静电式供电方式、电磁式供电方式和压电式供电方式。其中，压电式供电方式是当前研究的热点，具有能量密度大、无电磁干扰、便于实现小型化和集成化等诸多优点，但是也存在着取能效率低、输出功率不稳定的缺点。因此，可以考虑电磁波传能的方式给环网柜内部传感器装置无线供能。
[0003]现有技术中利用电磁感应式原理实现电磁波传能。电磁感应式原理是给初级线圈模块一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈模块中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端。然而这种方式传输距离短、使用位置相对固定，不适合含大量传感器的环网柜内部无线传感系统的场景。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种基于磁共振供能的无线传感系统及环网柜，解决了现有无线传感器供能方式工作效率低、适应性差的技术问题。
[0005]本专利技术第一方面提供的一种基于磁共振供能的无线传感系统，包括磁场发射单元、磁场接收单元和采集单元；
[0006]所述磁场发射单元包括高频电流电源装置、天线和导体外壳，所述高频电流电源装置、所述天线和所述导体外壳连接而组成用于产生电磁场的电流通路；
[0007]所述采集单元包括相连接的传感器和稳压电源模块；
[0008]所述磁场接收单元包括线圈模块和电容器，所述线圈模块连接所述稳压电源模块；所述电容器用于调节所述线圈模块的接收频率，以使所述线圈模块与所述磁场发射单元通过所述电磁场共振进行能量传递。
[0009]根据本专利技术第一方面的一种能够实现的方式，所述天线和所述导体外壳之间连接有开关。
[0010]根据本专利技术第一方面的一种能够实现的方式，所述高频电流电源装置的负极与所述导体外壳的底部连接，所述高频电流电源装置的正极通过所述天线连通至所述导体外壳的顶部。
[0011]根据本专利技术第一方面的一种能够实现的方式，所述高频电流电源装置设置于所述
导体外壳的底部，所述天线垂直于所述导体外壳的底部。
[0012]根据本专利技术第一方面的一种能够实现的方式，所述采集单元还包括微处理器；
[0013]所述微处理器与所述稳压电源模块及所述传感器连接，用于采集和处理所述线圈模块的电压频率信息以及所述传感器的数据。
[0014]根据本专利技术第一方面的一种能够实现的方式，所述装置还包括与环网柜分布式终端通信的无线通讯单元，所述无线通讯单元与所述微处理器连接。
[0015]根据本专利技术第一方面的一种能够实现的方式，所述无线通讯单元与所述稳压电源模块连接。
[0016]根据本专利技术第一方面的一种能够实现的方式，所述无线通讯单元包括无线通讯模块和通讯天线。
[0017]本专利技术第二方面提供一种环网柜，所述环网柜包括如上任意一项能够实现的方式所述的基于磁共振供能的无线传感系统。
[0018]根据本专利技术第二方面的一种能够实现的方式，所述环网柜的底部安装有电压互感器和电流互感器，侧部安装有三相电缆接头，所述基于磁共振供能的无线传感系统设置于所述环网柜内。
[0019]从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：
[0020]本专利技术的装置包括磁场发射单元、磁场接收单元和采集单元，其中磁场发射单元包括高频电流电源装置、天线和导体外壳，高频电流电源装置、天线和导体外壳连接而组成用于产生电磁场的电流通路；采集单元包括相连接的传感器和稳压电源模块；磁场接收单元包括线圈模块和电容器，线圈模块所述稳压电源模块；所述电容器用于调节所述线圈模块的接收频率，以使所述线圈模块与所述磁场发射单元通过所述电磁场进行能量传递；本专利技术利用磁场共振技术，实现了环网柜内部无线传感器的无线供能、无线传感和无线通讯功能，克服了传统有线传感器供电方式的缺点，优化了现有电池供电需定期更换的方案，同时保证环网柜体内部的绝缘结构不受破坏，可广泛应用于环网柜内部传感器设备，具有部署灵活、可靠性高、使用寿命长及工作稳定等优点。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0022]图1为本专利技术一个可选实施例提供的一种基于磁共振供能的无线传感系统的结构连接示意图；
[0023]图2为本专利技术一个可选实施例提供的一种基于磁共振供能的无线传感系统安装于环网柜内的示意图。
[0024]1‑
磁场发射单元；2
‑
磁场接收单元；3
‑
采集单元；4
‑
无线通讯单元；5
‑
电流互感器；6
‑
三相电缆接头；11
‑
高频电流电源装置；12
‑
天线；13
‑
导体外壳；14
‑
开关；21
‑
线圈模块；22
‑
电容器；31
‑
传感器；32
‑
稳压电源模块；33
‑
微处理器；41
‑
无线通讯模块；42
‑
通讯天线。
具体实施方式
[0025]本专利技术实施例提供了一种基于磁共振供能的无线传感系统及环网柜，用于解决现有无线传感器供能方式工作效率低、适应性差的技术问题。
[0026]为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]请参阅图1，图1示出了本专利技术实施例提供的一种基于磁共振供能的无线传感系统的结构连接示意图。
[0028]本专利技术实施例提供的一种基于磁共振供能的无线传感系统，包括磁场发射单元1、磁场接收单元2和采集单元3；
[0029]所述磁场发射单元1包括高频电流电源装置11、天线12和导体外壳13，所述高频电流电源装置11、所述天线12和所述导体外壳13连接而组成用于产生电磁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于磁共振供能的无线传感系统，其特征在于，所述装置包括磁场发射单元、磁场接收单元和采集单元；所述磁场发射单元包括高频电流电源装置、天线和导体外壳，所述高频电流电源装置、所述天线和所述导体外壳连接而组成用于产生电磁场的电流通路；所述采集单元包括相连接的传感器和稳压电源模块；所述磁场接收单元包括线圈模块和电容器，所述线圈模块连接所述稳压电源模块；所述电容器用于调节所述线圈模块的接收频率，以使所述线圈模块与所述磁场发射单元通过所述电磁场共振进行能量传递。2.根据权利要求1所述的基于磁共振供能的无线传感系统，其特征在于，所述天线和所述导体外壳之间连接有开关。3.根据权利要求1所述的基于磁共振供能的无线传感系统，其特征在于，所述高频电流电源装置的负极与所述导体外壳的底部连接，所述高频电流电源装置的正极通过所述天线连通至所述导体外壳的顶部。4.根据权利要求3所述的基于磁共振供能的无线传感系统，其特征在于，所述高频电流电源装置设置于所述导体外壳的底部，所述天线垂直于所述导体外壳的底...

【专利技术属性】
技术研发人员：史训涛，胡冉，喻磊，袁智勇，雷金勇，黄湛华，李锐，余文辉，柯清派，李楷然，徐启源，徐敏，白浩，徐全，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：