[发明专利]电容式扭矩传感器及智能车辆监测系统

说明书

本申请公开了一种电容式扭矩传感器及智能车辆监测系统，该电容式扭矩传感器包括：第一电极板、支架和电路组件；电路组件包括封装壳体、位于封装壳体表面的第二电极板和位于封装壳体内部的电感元件、汲能部件和信号发射天线；电路组件通过支架安装在第一电极板正上方，第一电极板和第二电极板组成电容器，汲能部件用于将汲取的能量转换为电能，电容器、电感元件和汲能部件构成谐振电路，信号发射天线与谐振电路连接，信号发射天线用于向外辐射谐振电路产生的谐振信号，其中，谐振信号的频率与电容式扭矩传感器承受的扭矩成正比。电容式扭矩传感器可安装在金属结构件表面以监测金属结构件承受的扭矩，提高检测精度，降低成本。

技术领域

本申请涉及安全监测技术领域，尤其涉及一种电容式扭矩传感器及智能车辆监测系统。

背景技术

随着智能制造的发展以及对车辆安全的需求，提出了对车辆状态进行监测的需求，尤其是车辆轮毂、车体框架等重要部位监测显得尤为重要。在航空领域中，通常是在航空发动机、燃气轮机等重要结构件铸造过程中就将传感器内嵌在金属结构件中，但是这需要传感器能够承受高温，这类传感器的造价极高，无法批量应用于普通车辆中，且高温条件会降低传感器的寿命和性能。

发明内容

本申请实施例提供一种电容式扭矩传感器及智能车辆监测系统，可安装在金属结构件表面，以监测金属结构件承受的扭矩，提高检测精度，降低成本。

第一方面，本申请一实施例提供了一种电容式扭矩传感器，包括第一电极板、支架和电路组件；

所述电路组件包括封装壳体、位于所述封装壳体表面的第二电极板和位于所述封装壳体内部的电感元件、汲能部件和信号发射天线；

所述电路组件通过所述支架安装在所述第一电极板上方，所述第二电极板正对所述第一电极板，所述第一电极板和所述第二电极板组成电容器，所述汲能部件用于将汲取的能量转换为电能，所述电容器、所述电感元件和所述汲能部件构成谐振电路，所述信号发射天线与所述谐振电路连接，所述信号发射天线用于向外辐射所述谐振电路产生的谐振信号，其中，所述谐振信号的频率与所述电容式扭矩传感器承受的扭矩成正比。

可选地，所述支架和所述第一电极板组成U型结构，所述第一电极板为U型结构的底部，所述支架设置在所述第一电极板两端且与所述第一电极板垂直。

可选地，所述支架是柱状结构或片状结构。

可选地，所述第一电极板和所述电感元件通过导电的支架电连接。

可选地，所述封装壳体和所述支架上设置有互相匹配的卡扣，所述封装壳体通过所述卡扣固定在所述支架上端。

可选地，所述汲能部件包括由压电材料制成的振动发电部件，所述振动发电部件用于将振动能量转换为电能。

可选地，所述振动发电部件还用于检测所述电容式扭矩传感器所处位置的振动情况，其中，所述振动发电部件输出电能的电压幅值与所述电容式扭矩传感器的振动幅度成正比。

可选地，所述汲能部件为无线射频能量接收部件，所述无线射频能量接收部件用于接收无线射频能量并转换为电能。

可选地，所述电容式扭矩传感器还包括身份标识模块，所述身份标识模块用于在所述信号发射天线辐射的谐振信号中添加对应的身份标识。

第二方面，本申请一实施例提供了一种智能车辆监测系统，包括：至少一个如第一方面所述的电容式扭矩传感器、信号接收天线和处理器；

所述电容式扭矩传感器的第一电极板安装在所述金属结构件表面，所述电容式扭矩传感器用于将所述金属结构件承受的扭矩转换为谐振信号；

所述信号接收天线用于接收所述信号发射天线辐射的谐振信号；

所述处理器用于处理所述信号发射天线接收的谐振信号，根据所述谐振信号的频率确定所述金属结构件承受的扭矩。