[实用新型]安全监测数据自动采集装置及其供电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩土工程的健康监测技术领域，特别是一种岩土工程安全监测数据自动采集装置及其供电装置。

背景技术

在岩土工程安全监测技术领域中，通常采用数据自动采集装置(Data Auto-acquisitionUnit，参见电力行业标准DL/T1134-2009)实现监测仪(Monitoring Instrument，参见电力行业标准DL/T5211-2005)的自动信号测量、转换、处理和存储功能。

目前安全监测领域使用的数据自动采集装置，是通过后备电池、有线供电、太阳能电池等设备供电，这些供电设备均存在一定的局限性。其中：①后备电池方式供电，由于受电池储电容量限制，需要定期的更换电池来维持数据自动采集装置的正常供电需求；②有线供电，需要布线施工和可靠的电源，在有些工程场合不太容易实现；③太阳能电池供电，需要增加太阳能电池板、蓄能电池、充电管理模块等设备，增加了工程实施的成本和难度，同时由于太阳能电池板降低了系统的可靠性，增加了系统维护工作量。

实用新型内容

本实用新型针对岩土工程安全监测领域使用的数据自动采集装置现有的多种供电设备存在的局限性，提供一种新的供电装置，该供电装置采用了无线供电技术，实现了对数据自动采集装置的数据采集终端的无线供电。本实用新型还涉及采用该供电装置的岩土工程安全监测数据自动采集装置。

本实用新型的技术方案如下：

一种岩土工程安全监测数据自动采集装置的供电装置，所述岩土工程安全监测数据自动采集装置包括数据采集主机和数据采集终端，其特征在于，包括在数据采集主机内设置的与数据采集主机内的直流供电电路相连的无线能量发射模块，以及在数据采集终端内设置的无线能量接收模块；所述无线能量发射模块包括振荡电路、功率放大电路和无线发射电路，所述振荡电路的输入端连接至数据采集主机的直流供电电路输出端，所述功率放大电路的输入端连接至振荡电路的输出端，所述无线发射电路的输入端连接至功率放大电路的输出端，直流供电电路输出端的直流电通过振荡电路产生无线发射的主频信号，功率放大电路将该主频信号进行功率放大，然后通过无线发射电路将能量以发射电磁波的形式传输至数据采集终端，所述无线能量接收模块接收该电磁波，并将其电磁能转化为直流电能，以实现对数据采集终端的供电。

所述无线能量接收模块包括耦合谐振电路、交直流转换电路和功率检测电路，所述耦合谐振电路的输入端接收无线能量发射模块中的无线发射电路发射的电磁波，所述交直流转换电路的输入端连接至耦合谐振电路的输出端，所述功率检测电路的输入端连接至交直流转换电路的输出端；耦合谐振电路接收无线发射电路发射的电磁波，并输出交变的电流信号，所述交直流转换电路将所述交变的电流信号转换为直流电压信号输出至功率检测电路，功率检测电路进行功率检测使得获得的直流电压的幅值符合数据采集终端供电要求的直流电压值。

所述无线能量发射模块还包括幅度调节电路，所述振荡电路通过幅度调节电路与功率放大电路相连，所述幅度调节电路的输入端连接至振荡电路的输出端，功率放大电路的输入端连接至幅度调节电路的输出端；所述幅度调节电路接收振荡电路产生无线发射的主频信号，并调节主频信号的峰峰值以进行无线发射输出功率的调节，再将调节后的主频信号输出至功率放大电路。

所述无线发射电路包括并联的发射线圈和第一电容，所述第一电容的选取满足：其中，l为发射线圈的电感值，c为第一电容的容值，f为振荡电路产生无线发射的主频。

所述功率检测电路包括单刀双掷开关、功率检测电阻和数字电压表，所述单刀双掷开关进行功率检测和供电的切换，所述功率检测电阻通过单刀双掷开关连接至交直流转换电路输出的直流电压两端进行功率检测，所述数字电压表并接在功率检测电阻两端，在功率检测后，由单刀双掷开关进行供电切换，将交直流转换电路输出的直流电压作为数据采集终端供电要求的直流电压值；所述耦合谐振电路包括并联的接收线圈和可调电容，在可调电容的调节下，数字电压表的读数应等于或大于数据采集终端供电要求的直流电压值，功率检测电阻的阻值满足：其中，R为功率检测电阻的阻值，V_S为数据采集终端供电要求的直流电压值，I_S为数据采集终端最大消耗电流。

所述供电装置还包括稳压电路，所述交直流转换电路通过稳压电路与功率检测电路相连，所述稳压电路的输入端连接至交直流转换电路的输出端，功率检测电路的输入端连接至稳压电路的输出端。