[发明专利]具有环境监测与自检功能的托辊型智能检测设备及方法

权利要求书

1.具有环境监测与自检功能的托辊型智能检测设备，其特征在于：其中托辊包括托辊轴，托辊外壳；托辊外壳套置在托辊轴外侧，托辊轴与托辊外壳的轴线保持一致，托辊外壳与托辊轴的相接端之间通过轴承相互连接；位于托辊外壳内腔的托辊轴上设有自检模块、环境监测模块及叶轮式压电阵列发电机；叶轮式压电阵列发电机通过托辊外壳转动产生电力为自检模块、环境监测模块供电；所述的叶轮式压电阵列发电机包括压电端永磁体，托辊端永磁体阵列，压电片，压电片安装架；所述的压电片安装架与托辊轴同轴布置，压电片安装架的外周面布置若干根压电片；若干根压电片沿压电片安装架的径向向外侧延伸；托辊外壳内腔壁按圆周排列托辊端永磁体阵列；压电片延伸至托辊端永磁体阵列的前端，压电片的接近托辊端永磁体阵列的一端部上设有压电端永磁体；所述的压电片安装架为多边形柱体状结构，压电片安装架的轴面为多边形；压电片安装架的每一个轴向端面上均布置压电片。

2.根据权利要求1所述的具有环境监测与自检功能的托辊型智能检测设备，其特征在于：所述的自检模块通过自检模块安装架布置在托辊轴，分别位于叶轮式压电阵列发电机的两侧，所述的自检模块包括温度传感器，加速度传感器，自检数据处理电路，超级电容，电能处理电路；所述的加速度传感器沿托辊轴的径向相互固定，加速度传感器靠近托辊轴与托辊外壳之间的轴承部；温度传感器、自检数据处理电路、超级电容，电能处理电路均布置在自检模块安装架上。

3.根据权利要求2所述的具有环境监测与自检功能的托辊型智能检测设备，其特征在于：还包括环境监测模块，无线通讯模块；所述环境监测模块与无线通讯模块由叶轮式压电阵列发电机进行供电；所述的环境监测模块位于含有底座的环境监测模块外壳内，无线通讯模块位于环境监测模块外壳外部；所述的环境监测模块外壳布置在托辊轴的一端。

4.根据权利要求3所述的具有环境监测与自检功能的托辊型智能检测设备，其特征在于：所述的环境监测模块包括环境数据处理电路，温度传感器，烟雾传感器，多功能气体传感器；所述的环境监测模块，温度传感器，烟雾传感器，多功能气体传感器均布置在底座上，环境监测模块外壳上设有若干个贯通其内部的通气孔。

5.根据权利要求4所述的具有环境监测与自检功能的托辊型智能检测设备，其特征在于：所述的环境监测模块外壳的外侧设有拾音器。

6.根据权利要求4所述的具有环境监测与自检功能的托辊型智能检测设备的方法，其特征在于：托辊自检步骤如下：

步骤1、托辊外壳转动带动其内的叶轮式压电阵列发电机产生电力；

步骤2、供电后温度传感器，加速度传感器、自检数据处理电路开始工作；

步骤3、通过温度传感器、加速度传感器采集位于托辊内部的两个轴承附近的温度和振动的检测数据；

步骤4、利用步骤3获取的检测数据通过自检数据处理电路分析和处理，得到报警信息和托辊故障信息；

步骤5、将得到的报警信息和托辊故障信息通过无线通讯模块发送给上位机或控制台，实现托辊自检和故障报警。

7.根据权利要求5所述的具有环境监测与自检功能的托辊型智能检测设备的方法，其特征在于：环境监测步骤如下：

步骤1、托辊外壳转动带动其内的叶轮式压电阵列发电机产生电力；

步骤2、供电后环境温度传感器、烟雾传感器、多功能气体传感器、拾音器开始工作，采集环境中的温度、烟雾浓度、气体浓度、噪声数据；

步骤3、利用环境数据处理电路分析温度、烟雾浓度、气体浓度、噪声数据得到环境异常信息和事故报警信息；

步骤4、将得到的环境异常信息和事故报警信息通过无线通讯模块发送给上位机或控制台，实现环境监测和事故报警。