[实用新型]石墨烯型超导无线传输电能飞行器与传感器阵列系统

说明书

本实用新型公开了一种石墨烯型超导无线传输电能飞行器与传感器阵列系统，石墨烯型超导无线传输电能飞行器与传感器阵列均包括石墨烯型散热传导冷却结构，克服超导线圈的局部过热失超现象；石墨烯型超导无线传输电能飞行器包括石墨烯型超导无线传输电能接收器、石墨烯型超导无线传输电能发射器、频率自动跟踪及调控电路单元、制冷装置、失超保护单元、智能控制仪、数字信息接收与发射器、无线通信仪、全球定位仪、飞行器和蓄电池；石墨烯型超导无线传输电能接收器和石墨烯型超导无线传输电能发射器均包括石墨烯型超导无线传输电能线圈。本实用新型在工程传感器阵列领域有广泛的应用前景。

技术领域

本实用新型属于无线传输电能技术领域，涉及无线传输电能技术与工程传感器阵列，更具体地涉及一种石墨烯型超导无线传输电能飞行器与传感器阵列系统。

背景技术

传统电能给人类社会带来了巨大的发展，其传统电能传输方式是通过导线连接的形式输送电能，错综复杂的输电线分布在生活各个角落也给人们带来极大的不便及安全隐患。随着社会不断地发展，传统输电模式带来的弊端也越来越明显，如导线占用大量空间资源、消耗大量金属、易产生磨损、易产生接触火花等等；在一些较为特殊的应用环境下，如水下、矿井等场合供电存在不安全问题。随着科学技术的不断地进步，在许多工程应用领域需要多种类、多数量传感器阵列来实现实时监测工程质量的系列数据，但是这些传感器在长期使用过程中存在电能补充难的问题，因此大力发展无线传输电能技术具有独特技术优势，其中谐振耦合式电能传输技术受到人们极大关注。谐振耦合式电能传输技术与电磁感应式电能传输技术相比较，谐振耦合式电能传输技术采用的磁场要弱得多，却可以实现更远的传输距离；谐振耦合式电能传输技术与电磁波收发型电能传输技术相比较，谐振耦合式电能传输技术能量逸散要小得多。谐振耦合式电能传输技术在电动汽车、小型移动设备、家用电器、医疗器械、水下作业、油田矿井等领域应用前景将会十分广阔。

谐振耦合式电能传输技术是通过两个具有相同频率的谐振体进行电磁耦合产生谐振来实现能量传输的。通常情况下，相距一定的距离的两个带电物体相互之间的耦合为弱耦合，但是一旦两带电物体的自身的谐振频率达到一致时，两者之间将会产生强的磁场耦合，发射端源能够不断地为系统提供电能，而接收端将不断消耗电能，这样就实现了电能无线传输。发射端与接收端线圈采用拥有一样频率的感应线圈，发射电路由高频逆变环节激发发射端线圈产生交变磁场，一旦拥有相同频率的感应线圈进入交变磁场的范围则在其线圈上产生谐振耦合，而其他未达到谐振频率的物体则不能感应磁场能量，接收线圈将耦合得到的电能不断供给负载。谐振耦合式电能无线传输技术与感应式电能无线传输技术不同之处在于，采用谐振耦合技术使传输距离和传输效率都得到了一定提高，克服了在传输效率和传输距离上不可兼得的矛盾。

但是谐振耦合式电能无线传输技术还存在一些技术问题需要进一步解决，如：如何提高系统传输电能的功率、效率问题(包括负载匹配特性、最大效率匹配与最大功率匹配)，如何提高系统无线传输电能的距离问题，如何将超导线圈运用于无线传输电能的偏远地区及相关领域，如何解决增大无线传输电能的传输距离与减小传输装置体积的矛盾问题，如何加强频率自动跟踪调节问题等。

实用新型内容

针对当前谐振耦合式电能无线传输技术发展存在的系列问题，本实用新型提供一种石墨烯型超导无线传输电能飞行器与传感器阵列系统，以达到优化提升无线传输电能的各项性能指标。