[发明专利]面向密封金属容器的无线功率传输与通信装置及通信方法

说明书

本申请涉及面向密封金属容器的无线功率传输与通信装置及通信方法，具体而言涉及信号传输技术领域。本申请提供的面向密封金属容器的无线功率传输与通信装置包括：第一换能器将电信号转化为振动信号通过密封金属容器的壁传递到第三换能器中，第三换能器将振动信号转化为电信号，完成了从该密封金属容器外部向该密封金属容器内部无线功率传输和通信的过程；第一控制器控制信号源产生电信号；电信号通过放大匹配电路进行电压和电流的放大，并与第一换能器的电学阻抗进行匹配；第二换能器对第一换能器将电信号转化为振动信号通过密封金属容器的壁时产生的超声回波进行检测，完成了从该密封金属容器内部向该密封金属容器外部通信过程。

技术领域

本申请涉及信号传输技术领域，具体而言，涉及一种面向密封金属容器的无线功率传输与通信装置及通信方法。

背景技术

现代装备为适应高温、高压、放射性、剧毒等特殊环境，广泛采用密闭金属结构，但是密闭金属结构的电磁屏蔽原因，阻碍了电磁波的传播。此外，对于一些特殊的装备从装备到使用可能需要经过十年甚至更长的存储期，所以在不破坏设备完整性的同时为装备内部进行供电，那显然是不现实的。

现有技术中，大多数实现密封金属容器内部状态监测的方法是通过在密封金属容器的壁上开设有穿透孔，并利用导线穿过穿透孔实现密封金属容器内外的能量传输和信息传输。

但是，现有技术中的密封金属容器中的通讯方法，破坏了密封金属容器原有结构和密封性，所以在一些特殊的装备上使用是不合理的，并且会对密封金属容器造成损伤。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种面向密封金属容器的无线功率传输与通信装置及其通信方法，以解决现有技术中的密封金属容器中的通讯方法破坏密封金属容器原有结构和密封性等问题，所以在一些特殊的装备上使用是不合理的，并且会对密封金属容器造成损伤。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种面向密封金属容器的无线功率传输与通信装置，装置包括：第一控制器、信号源、放大匹配电路、第一信号处理电路、第一换能器、第二换能器、第三换能器、阻抗调制电路、第二控制器、第二信号处理电路和储能电路；第一控制器、信号源、放大匹配电路、第一信号处理电路、第一换能器和第二换能器设置在密封金属容器外部，第一控制器分别与信号源和第一信号处理电路通信连接，信号源的另一端与放大匹配电路电连接，放大匹配电路的另一端与第一换能器电连接，第一信号处理电路的另一端与第二换能器电连接；第三换能器、阻抗调制电路、第二控制器、第二信号处理电路和储能电路设置在密封金属容器内部，储能电路电连接在第三换能器和阻抗调制电路之间，第二控制器分别与阻抗调制电路、第二信号处理电路和储能电路通信连接。

可选地，该放大匹配电路包括：增益控制电路、第一放大电路、驱动电路和阻抗匹配电路，增益控制电路、第一放大电路、驱动电路和阻抗匹配电路依次电连接，且阻抗匹配电路的另一端与第一换能器电连接，增益控制电路的另一端与第一控制器通信连接。

可选地，该第一信号处理电路包括：第一包络检波电路、第一隔直电路、第一低通滤波电路、第二放大电路、第一比较电路；第一包络检波电路、第一隔直电路、第一低通滤波电路、第二放大电路、第一比较电路依次电连接，且第一包络检波电路的另一端与第二换能器电连接，第一比较电路的另一端与第一控制器通信连接。

可选地，该第二信号处理电路包括：开关电路、第二包络检波电路、第二隔直电路、第二低通滤波电路、第三放大电路、第二比较电路，开关电路、第二包络检波电路、第二隔直电路、第二低通滤波电路、第三放大电路、第二比较电路依次电连接，且开关电路的另一端与第三换能器电连接，第二比较电路的另一端与第二控制器通信连接。

可选地，该第一控制器和第二控制器均为单片机。

可选地，该第一换能器和第二换能器通过超声耦合剂粘贴在密封金属容器外部。