[发明专利]一种密闭金属空间的能量收集系统

说明书

本发明提供一种密闭金属空间的能量收集系统，该系统包括：外部能量发射模块、第一压电传感器、密闭金属模块、第二压电传感器、能量初步处理模块以及能量存储模块，其中，外部能量发射模块，用于产生能够激励第一压电传感器的矩形波电源信号；第一压电传感器和第二压电传感器采用轴对称的方式分别紧固在密闭金属模块相对的两侧，第一压电传感器对接收到的矩形波电源信号进行电‑声转换，第二压电传感器对接收到的超声波信号进行声‑电转换；能量初步处理模块，用于将所接收到的转换后的电源信号进行处理以形成稳定的电压输出；能量存储模块对能量初步处理模块所输出的电压进行能量存储。本发明提供的技术方案可实现对密闭金属空间的能量收集。

技术领域

本发明涉及能量收集领域，尤其涉及一种密闭金属空间的能量收集系统。

背景技术

在一些特定的密闭金属结构空间内，通常需要在不破坏结构完整性的前提下，利用传感器等设备对密闭空间内部的温度、湿度、压强等参数进行实时监测，而这些监测设备需要供电装置提供电能，因此，如何收集利用传感器通过密闭金属结构空间进行数据传输时产生的能量一直是业界亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种密闭金属空间的能量收集系统，旨在解决现有技术中无法实现对密闭金属空间的能量收集的问题。

本发明提出一种密闭金属空间的能量收集系统，其中，所述系统包括：外部能量发射模块、第一压电传感器、密闭金属模块、第二压电传感器、能量初步处理模块以及能量存储模块，其中，

所述外部能量发射模块，用于生产能够激励所述第一压电传感器的矩形波电源信号；

所述第一压电传感器和所述第二压电传感器采用轴对称的方式分别紧固在所述密闭金属模块相对的两侧，所述第一压电传感器对接收到的所述矩形波电源信号进行电-声转换并将转换后的超声波信号经所述密闭金属模块传输至所述第二压电传感器，所述第二压电传感器对接收到的所述超声波信号进行声-电转换并将转换后的电源信号传输至所述能量初步处理模块；

所述能量初步处理模块，用于将所接收到的转换后的电源信号进行处理以形成稳定的电压输出；

所述能量存储模块对所述能量初步处理模块所输出的电压进行能量存储。

优选的，所述外部能量发射模块包括：单片机以及光耦器件，其中，

所述外部能量发射模块通过所述单片机产生连续的矩形波脉冲信号以作用于所述光耦器件，并通过控制所述光耦器件的连续开启与关闭作用于所述第一压电传感器，所述第一压电传感器产生的超声波在所述密闭金属模块的金属结构中进行声波能量传输。

优选的，所述单片机通过定时器设置产生所述脉冲信号的占空比，所述单片机的输出端接入所述光耦器件的输入端，且连续的脉冲信号的产生频率通过测试两个压电传感器的实际中心频率来确定。

优选的，所述光耦器件的开关频率与所述单片机产生的脉冲信号的频率相等。

优选的，两个压电传感器均为具有正逆压电效应的压电传感器。

优选的，所述能量初步处理模块内设置有压电能量收集芯片并利用所述压电能量收集芯片进行能量的初步处理。

优选的，所述压电能量收集芯片包括：整流限压电路、滤波电路、稳压控制电路、降压DC-DC转换电路，其中，所述压电能量收集芯片的输入引脚Vin连接所述第二压电传感器的输出端，所述整流限压电路利用两个差分输入端将所接收到的转换后的电源信号进行整流处理以及电压限幅处理，所述滤波电路用于去除直流毛刺，所述稳压控制电路用于保持电压的稳定，所述降压DC-DC转换电路采用迟滞电压算法通过使能产生稳压输出。