[发明专利]一种振动能量捕获的矿井下瓦斯监测无线传感器网络节点

摘要

本发明公开了一种振动能量捕获的矿井下瓦斯监测无线传感器网络节点，包括用于收集井下的振动能量并转化为电能的压电发电装置、本安型能量收集管理模块、瓦斯传感器、信号调理与控制模块和无线收发模块，所述压电发电装置的输出端与本安型能量收集管理模块相连，所述本安型能量收集管理模块的输出端分别与瓦斯传感器、信号调理与控制模块和无线收发模块相连，所述瓦斯传感器的输出端与信号调理与控制模块相连，所述信号调理与控制模块与无线收发模块相连。本发明能量转化效率高，供电电压稳定，使用寿命长，降低维护成本，能够实现煤矿井下瓦斯监测传感器节点的全天候工作，保证煤矿井下的安全。

主权项

1.一种振动能量捕获的矿井下瓦斯监测无线传感器网络节点，其特征在于：包括用于收集井下的振动能量并转化为电能的压电发电装置(7)、本安型能量收集管理模块(8)、瓦斯传感器(9)、信号调理与控制模块(10)和无线收发模块(11)，所述压电发电装置(7)的输出端与本安型能量收集管理模块(8)相连，所述本安型能量收集管理模块(8)的输出端分别与瓦斯传感器(9)、信号调理与控制模块(10)和无线收发模块(11)相连，所述瓦斯传感器(9)的输出端与信号调理与控制模块(10)相连，所述信号调理与控制模块(10)与无线收发模块(11)相连；/n所述压电发电装置(7)包括呈立方体结构的金属外壳(1)、金属质量块(2)、呈弧形的压电能量转换结构(3)，所述压电能量转换结构(3)的一端分别固定在金属质量块(2)的上下左右四个外表面上，另一端分别固定在金属外壳(1)的上下左右四个内表面上，所述压电能量转换结构(3)包括弧形弹性金属基片(4)、上压电材料(5)、下压电材料(6)和电极，所述上压电材料(5)、下压电材料(6)分别粘贴在弹性金属基片的上下两面，并与电极相连；/n所述本安型能量收集管理模块(8)包括能量收集电路、锂电池充电电路、过压过流检测保护电路和稳压电路，所述能量收集电路与压电发电装置(7)的输出端相连，所述锂电池充电电路与能量收集电路相连，用于将剩余能量存储在可充电锂电池中，所述能量收集电路的电压输出端连接稳压电路，所述稳压电路的输出端接入过压过流检测保护电路。/n