[发明专利]一种基于无线电能传输的传感器测量方法

说明书

本发明涉及无线电能传输技术，具体涉及一种无线电能传输传感器系统，包括发射端和传感器模块，发射端包括发射线圈、测量电路、变换电路和供电电路，发射线圈分别与测量电路和变换电路连接，变换电路连接供电电路；传感器模块包括接收线圈和传感器，传感器与接收线圈相连；发射线圈与接收线圈之间进行能量传递。该系统可以实现远程高速精确测量，发射端和传感器模块无需接触，适用范围广，测量距离较长，传感器模块结构简单可靠，没有内置电源，免维护且适用环境广泛。

技术领域

本发明属于无线电能传输技术领域，尤其涉及一种无线电能传输传感器系统及测量方法。

背景技术

目前对于无线电能传输技术的研究方向主要是集中在稳定状态下的能量传输，对于无线电能传输时从稳态发生突变的情况研究很少，突变一方面存在着能量的传递，另一方面也包含着信息的传输，基于无线电能传输的传感器技术运用更是稀少。在无线传感器技术方面，目前常用的无线传感器需要内置供电，内置供电均存在使用寿命上限，维护要求较高等问题。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种能实现无线测量且传感器模块无需要内置电源的传感器系统。

本发明的另一个目的是提供一种基于无线电能传输的传感器系统测量方法。

为实现上述第一个目的，本发明采用的技术方案是：一种基于无线电能传输的传感器系统，包括发射端和传感器模块，发射端包括发射线圈、测量电路、变换电路和供电电路，发射线圈分别与测量电路和变换电路连接，变换电路连接供电电路；传感器模块包括接收线圈和传感器，传感器与接收线圈相连；发射线圈与接收线圈之间进行能量传递。

在上述的基于无线电能传输的传感器系统中，接收线圈采用螺旋形或涡状结构，传感器采用气敏电阻、湿敏电阻、压敏电阻、光敏电阻或热敏电阻。

在上述的基于无线电能传输的传感器系统中，发射线圈采用螺旋形或涡状结构，测量电路包括采样芯片和处理芯片，变换电路包括开关器件和控制芯片，供电电路包括信号源和功率放大器。

为实现上述第二个目的，本发明采用的技术方案是：一种基于无线电能传输的传感器测量方法，包括发射端串联一带开关的电阻或改变发射端电源频率进行测量。

在上述的基于无线电能传输的传感器测量方法中，通过发射端串联一带开关的电阻进行测量包括以下步骤：

步骤1、发射端开关闭合，电阻开关闭合，发射端电路达到第一稳态后，发射端开关断开，电阻开关维持闭合，得到发射端的第一波形；

步骤2、发射端开关保持闭合，电阻开关断开，发射端电路达到第二稳态，断开发射端开关，维持电阻开关断开，得到发射端的第二波形；

步骤3、比较发射端的第一波形和第二波形消除未知量，得出传感器等效电阻值，从而得到待测量。

在上述的基于无线电能传输的传感器测量方法中，改变发射端电源频率进行测量包括以下步骤：，

S1.发射端开关闭合，发射端为频率a时，发射端电路达到第三稳态，随后发射端开关断开，发射端维持频率a，得到发射端第三波形；

S2.发射端开关再次闭合，此时发射端改为频率b，发射端电路达到第四稳态，断开发射端开关，发射端维持频率b，得到发射端第四波形；

S3.比较第三波形和第四波形消除未知量，得出传感器等效电阻值，从而得到待测量。

本发明的有益效果是：发射端通过无线电能传输为传感器模块供能，并且通过变换电路产生无线电能传输突变进行测量，传感器模块和发射端无需接触，一方面适用范围广，另一方面测量距离较长，传感器模块结构简单可靠，没有内置电源，免维护且适用环境广泛。

附图说明