【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种微能量采集及电源技术，更具体地说，涉及一种基于金属构筑物微电量采集的电源系统。
技术介绍
1、金属构筑物通常包括大型金属结构楼宇厂房、桥梁、码头、储罐、油气输送管道、船体、风力发电机壳体等。这些金属构筑物通常长期暴露在空气、土壤及水中，需经受各类环境，如潮湿、酸碱、盐雾、及复杂电磁环境下的杂散电流等的侵蚀。为防止或减轻金属构筑物被腐蚀破坏，通常采用外加电流或牺牲阳极的电化学方法进行防腐蚀保护。采用牺牲阳极进行防腐蚀保护，需要定期更换牺牲阳极，而且金属构筑物上的杂散骚扰越严重，牺牲阳极消耗的越快。采用强制电流法进行防腐蚀保护，一般一个强制电流保护装置需要给数公里的金属构筑物提供防腐蚀保护，但是由于金属构筑物与强制电流保护装置间的距离原因，距离保护装置近的部位出现过保护，而距离保护装置远的部位出现保护不足。
2、此外，金属构筑物由于阴极保护的需要，以及部分金属构筑物处在复杂电磁环境（如输电线路周围、轨道交通附近等），常常会产生复杂的杂散电流电压，而过剩电能流入金属构筑物就会腐蚀金属构筑物。
3、还有，随之无线传感器的普及，以及金属构筑物的状态数据监测的需求。无线传感器被用来采集金属构筑物的开路电压、短路电压等参数，并把采集的数据上传到云端。目前，这类无线传感器多部署在野外、地下等很难供电的场所，一般采用电池给无线传感器供电，导致维护人力、时间、和金钱成本均非常高，电池的续航能力已成为制约无线传感器普及的痛点问题，进而导致无法对金属构筑物的状态数据进行持续有效的监测。
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1、针对现有技术中存在的问题，本技术提出一种基于金属构筑物微电量采集的电源系统，通过对金属构筑物周围的杂散电流电压加以处理利用，得到稳定的输出电压，为无线传感器提供持续可靠的电能，从而实现低成本有效的监测。
2、本技术提出一种基于金属构筑物微电量采集的电源系统包括：金属构筑物、接地极和电源电路；所述金属构筑物是具有导电能力的物体；所述接地极是具有比所述金属构筑物更低电势的物体；所述电源电路串联在所述金属构筑物和所述接地极之间，对采集金属构筑物和接地极之间电势差进行监测，当金属构筑物和接地极之间的电势差达到阈值时，采集所述电势差，并进行电压转换，以得到一个稳定的电压。
3、可选的，所述金属构筑物是楼宇厂房、桥梁、码头、储罐、油气输送管道、船体或风力发电机壳体中的一种。所述接地极是金属构筑物原有的阴极保护牺牲阳极、外加电流保护阳极、排流接地极或接地网中的一种。
4、进一步地，所述电源电路两端的电缆通过焊接、铆接或螺栓连接的方式，分别与金属构筑物和接地极电连接。所述电源电路两端电缆与金属构筑物、接地极的连接点为已去除防腐绝缘漆、锈蚀杂质或污渍的金属表面。
5、进一步地，所述电源电路还与电池、用电设备电连接，利用稳定的电压，为电池充电，或为用电设备供电。
6、进一步地，所述电源电路包括：微电量采集模块、稳压模块和电源管理模块。所述微电量采集模块串联在金属构筑物与接地极之间；所述稳压模块与所述微电量采集模块电连接，对微电量采集模块两端的电势差进行电压转换，以得到一个稳定的电压；所述电源管理模块分别与微电量采集模块、稳压模块电连接，对微电量采集模块两端的电势差进行监测，当微电量采集模块两端的电势差达到阈值时，控制稳压模块进行电压转换。
7、可选的，当微电量采集模块两端的电势差大于50mv、40mv或者20mv时，稳压模块对其进行升压，得到一个稳定电压。
8、可选的，所述电源管理模块包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、二极管d3、开关sw1和控制器，所述控制器通过检测r1与r2串联分压值进行判断，来控制开关sw1的打开或关闭。
9、可选的，所述电源管理模块包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电容c2、二极管d3、开关sw1和控制器，所述控制器根据电源电路工作状态自动控制sw1的打开或关闭。
10、本技术所提供的基于金属构筑物微电量采集的电源系统具有以下有益效果：
11、1、收集金属构筑物上杂散电能并加以处理利用，能为用电设备提供持续、可靠的电能，比如，为对金属构筑物进行监测的无线传感器提供电能，能够避免频繁更换电池，从而极大降低无线传感器的维护成本；还能够支持无线传感器在较大信号发送频度下工作，或者显著延长无线传感器的工作时间；
12、2、对于金属构筑物而言，过剩电能流入金属构筑物就会腐蚀金属构筑物，将金属构筑物上的杂散电能进行有效收集后，能有效减缓金属构筑物的腐蚀，从而使金属构筑物可以得到更好的保护，延长其使用寿命；
13、3、现有技术中，常用阴极保护来解决金属构筑物的防腐蚀问题，利用本申请所提供的方案，将金属构筑物上的杂散电能收集后，还能大大减小阴极保护牺牲阳极的消耗，从而增加阴极保护牺牲阳极的使用周期，减少维护成本。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于金属构筑物微电量采集的电源系统，其特征在于，包括：金属构筑物、接地极和电源电路；
2.根据权利要求1所述的基于金属构筑物微电量采集的电源系统，其特征在于，所述金属构筑物是楼宇厂房、桥梁、码头、储罐、油气输送管道、船体或风力发电机壳体中的一种。
3.根据权利要求1所述的基于金属构筑物微电量采集的电源系统，其特征在于，所述接地极是金属构筑物原有的阴极保护牺牲阳极、外加电流保护阳极、排流接地极或接地网中的一种。
4.根据权利要求1所述的基于金属构筑物微电量采集的电源系统，其特征在于，所述电源电路两端的电缆通过焊接、铆接或螺栓连接的方式，分别与金属构筑物和接地极电连接。
5.根据权利要求4所述的基于金属构筑物微电量采集的电源系统，其特征在于，所述电源电路两端电缆与金属构筑物、接地极的连接点为已去除防腐绝缘漆、锈蚀杂质或污渍的金属表面。
6.根据权利要求1所述的基于金属构筑物微电量采集的电源系统，其特征在于，所述电源电路还与电池、用电设备电连接，利用稳定的电压，为电池充电，或为用电设备供电。
7.根据权利要
8.根据权利要求7所述的基于金属构筑物微电量采集的电源系统，其特征在于，所述微电量采集模块串联在金属构筑物与接地极之间；
9.根据权利要求8所述的基于金属构筑物微电量采集的电源系统，其特征在于，当微电量采集模块两端的电势差大于50mV、40mV或者20mV时，稳压模块对其进行升压，得到一个稳定电压。
10.根据权利要求7所述的基于金属构筑物微电量采集的电源系统，其特征在于，所述电源管理模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、二极管D3、开关SW1和控制器，所述控制器通过检测电阻R1与电阻R2串联分压值进行判断，来控制开关SW1的打开或关闭。
11.根据权利要求7所述的基于金属构筑物微电量采集的电源系统，其特征在于，所述电源管理模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C2、二极管D3、开关SW1和控制器，所述控制器根据电源电路工作状态自动控制SW1的打开或关闭。
...【技术特征摘要】
1.一种基于金属构筑物微电量采集的电源系统，其特征在于，包括：金属构筑物、接地极和电源电路；
2.根据权利要求1所述的基于金属构筑物微电量采集的电源系统，其特征在于，所述金属构筑物是楼宇厂房、桥梁、码头、储罐、油气输送管道、船体或风力发电机壳体中的一种。
3.根据权利要求1所述的基于金属构筑物微电量采集的电源系统，其特征在于，所述接地极是金属构筑物原有的阴极保护牺牲阳极、外加电流保护阳极、排流接地极或接地网中的一种。
4.根据权利要求1所述的基于金属构筑物微电量采集的电源系统，其特征在于，所述电源电路两端的电缆通过焊接、铆接或螺栓连接的方式，分别与金属构筑物和接地极电连接。
5.根据权利要求4所述的基于金属构筑物微电量采集的电源系统，其特征在于，所述电源电路两端电缆与金属构筑物、接地极的连接点为已去除防腐绝缘漆、锈蚀杂质或污渍的金属表面。
6.根据权利要求1所述的基于金属构筑物微电量采集的电源系统，其特征在于，所述电源电路还与电池、用电设备电连接，利用稳定的电压，为电池充电，或为用电设备供电。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李维浩，郑文波，郑金华，
申请(专利权)人：赛富能科技深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：
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