[发明专利]自供电式本安型传感器

说明书

本发明涉及一种自供电式本安型传感器，包括依次连接的能量获取模块、电源管理模块、微控制器和多源传感器，能量获取模块中包含多个分别针对不同能量类型的能量获取电路，各能量获取电路之间相互独立，且各自通过一套可控开关与电源管理模块的供电端连接，微控制器通过输入输出接口连接电源管理模块的驱动信号输入端和监测信号输出端以及可控开关的控制输入端，微控制器监测电源管理模块和能量获取模块的工况，确定能量获取模块中一个或多个能量获取电路作为供电电路，并控制与供电电路相对应的各个可控开关接通、其他可控开关关断。本发明能持续稳定地工作在煤矿井下工况环境中，省去传感器线缆布线的繁琐，而且还避免了传感器线缆故障。

技术领域

本发明涉及一种自供电传感器，尤其是针对煤矿井下机械设备进行状态监测的传感器。

背景技术

传统形式的传感器需要另外接供电及通讯线缆，以完成传感器正常工作所需的供电及信号传输。随着煤矿井下设备智能化技术的不断发展，用于检测机电设备及井下工况环境的专用传感器种类及数量急剧增加。传统传感器布置时需要专门针对各种传感器线缆进行处理，但仍然会存在因线缆异常导致传感器出现各种故障的情况。尤其是在煤矿井下应用时，振动、瓦斯、粉尘、水雾等恶劣的工况环境对传统形式的传感器的布设提出了严苛挑战。

随着物联网技术的发展，具有自供电特点的传感器得到了广泛应用，但现有的自供电传感器还无法持续稳定地工作在井下工况环境中。

发明内容

本发明的目的是提供一种自供电式本安型传感器，能持续稳定地工作在煤矿井下工况环境中，省去传感器线缆布线的繁琐，而且还避免了传感器线缆故障。

本发明的主要技术方案有：

一种自供电式本安型传感器，包括依次连接的能量获取模块、电源管理模块、微控制器和多源传感器，所述微控制器上还连接有无线通讯模块，所述能量获取模块中包含多个分别针对不同能量类型的能量获取电路，各能量获取电路之间相互独立，各能量获取电路各自通过一套可控开关与所述电源管理模块的供电端连接，所述微控制器通过输入输出接口连接所述电源管理模块的驱动信号输入端和监测信号输出端以及所述可控开关的控制输入端，所述微控制器监测所述电源管理模块和能量获取模块的工况，通过计算确定所述能量获取模块中一个或多个能量获取电路作为供电电路，并控制与供电电路相对应的各个可控开关接通、其他可控开关关断。

所述能量获取模块中可以包括温差能量获取电路、光能量获取电路、振动能量获取电路以及RF能量获取电路中的至少两种能量获取电路。

每一种能量获取电路都包含依次电性连接的换能器、整流电路、能量缓冲及稳压电路。

温差能量获取电路的换能器采用热电发生器，光能量获取电路的换能器采用小型光伏电池板，振动能量获取电路的换能器采用压电器件，RF能量获取电路的换能器采用RF贴片天线。