[实用新型]一种用于自供电WSN节点的热电能量收集装置

说明书

本实用新型属于无线传感器和建筑安全监测领域，具体涉及一种用于自供电WSN节点的热电能量收集装置，其特征在于，包括热电偶传感器和温控电源管理模块，所述温控电源管理模块通过引线连接热电偶传感器。本实用新型安装在超高层烟囱中，能够对超高层烟囱工作状态进行监测，利用热电效应，实现无线传感器系统的自供电。同时降低了无线传感器节点的功耗，可以实现对构筑物长期、实时的监测，对构筑物进行健康维护和安全预防等工作有积极意义。

技术领域

本实用新型属于无线传感器和建筑安全监测领域，具体涉及一种用于自供电WSN节点的热电能量收集装置。

背景技术

随着现代社会的发展，超高层建筑的数量日益增加，其安全性越来越受到人们的重视。由于地质状况、天气情况、自然灾害以及自身荷载等因素产生，如果对构筑物整体结构监管不力，那么会严重影响建筑自身的安全性，甚至会造成严重人员伤亡事故。无线传感器网络(WSN)的迅速发展以及应用，为超高层构筑物实现实时的监测和显示提供了极大的帮助。

无线传感网络中的节点一般为电池供电，电量非常有限，但是无线传感网络的生存时间却要求很长，而且由于应用环境与节点数量关系，电池更换比较困难。一旦传感节点能量用尽，只能采取放弃或替代的措施。因此，无线传感器节点实现自供电显得尤为重要。

发明内容

为了解决现有技术中无线传感器节点供电不足的问题，本实用新型公开了一种用于自供电WSN节点的热电能量收集装置，通过利用热电偶传感器完成自供电，实现了无线传感器节点对超高层烟囱长期实时有效的监测。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于自供电WSN节点的热电能量收集装置，其特征在于，包括热电偶传感器和温控电源管理模块，所述温控电源管理模块通过引线连接热电偶传感器；

所述热电偶传感器包括接线柱、热电偶丝和固定装置，所述热电偶丝包括冷端和热端，所述热电偶丝的冷端与接线柱连接，所述热电偶丝的热端为自由端；

所述固定装置包括上保护套管、测量保护套管和安装法兰，所述上保护套管套接在热电偶丝上部，所述测量保护套管套接在热电偶丝下部，所述安装法兰设置在测量保护套管的上部；

所述温控电源管理模块包括LTC3109芯片和温控开关，还包括由变压器T1、变压器T2、集成运算放大器A1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9组成的外围电路。

进一步的，所述上保护套管和测量保护套管内填充有绝缘材料。

进一步的，所述固定装置还包括散热元件，所述散热元件连接上保护套管的和测量保护套管。

更进一步的，所述散热元件上设置有多层散热翅片。

更进一步的，所述散热元件内填充有导热材料。

进一步的，所述固定装置还包括接线盒，所述接线盒设置在上保护套管的上部，所述引线通过接线盒与接线柱连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

(1)本实用新型安装在超高层烟囱中，能够对超高层烟囱工作状态进行监测，利用热电效应，实现无线传感器系统的自供电。同时降低了无线传感器节点的功耗，可以实现对构筑物长期、实时的监测，对构筑物进行健康维护和安全预防等工作有积极意义。

(2)本实用新型还包括温控电源管理模块，不仅能为WSN节点提供稳定的电压，还可以在烟囱停止工作时降低储能电容电量的消耗，从而延长WSN节点的工作时间。

附图说明

图1为热电偶传感器结构示意图；

图2为热电偶传感器截面示意图；