[发明专利]一种适用于智能传感器的振动自取电装置

说明书

本发明公开了一种适用于智能传感器的振动自取电装置，该装置包括振动自取电主体组件；所述振动自取电主体组件包括主控振动取电单元、若干振动取电单元和刚韧性衬板；所述振动取电单元和所述主控振动取电单元均设置在所述刚韧性衬板上；所述刚韧性衬板设置有内置导线；若干所述振动取电单元分别基于所述内置导线与所述主控振动取电单元连接。通过设置振动自取电主体组件，实现传感器的无源，可以利用开关柜本身工作过程中，长期存在的工频振动特点，采集并转换振动能为电能，而且振动取电单元能量转化率高，该方式适用于电力开关柜设备，使传感器的长期在线运行，延长传感器的寿命，具有广泛的使用价值。

技术领域

本发明涉及电力开关柜在线监测技术领域，尤其涉及一种适用于智能传感器的振动自取电装置。

背景技术

振动是发声的根源并能传播固体声造成噪声危害。随着对绿色能源的开发和节能意识的提高，如何利用振动所产生的能量成了一个极具意义的研究课题。《一种振动自发电控制集成式电池》申请号201910951923.8公开了一种振动发电电池，能将环境中振动能量持续收集并转换为稳定电能。

现有技术对开关柜监测，在供电方式上有有源和无源之分，有源即常见的电池供电方式，电池使用寿命有限，更换麻烦；无源有电流取电技术、RFID技术、电场取电技术等，而电流取电必须让设备有负载运行才能工作、RFID技术读取天线较大，安装不方便，电场取电技术，需要传感有较大的体积，并与高压导体相接触，实现难度大。

现有技术的缺点：

1、能量转换率低。例如上述专利中的箱体设备类，采用噪声发电，这种方式的能量转换率低。能量转换过程：设备做功——设备振动——空气噪声——电能片振动——电能，这里每个转换过程中，都有大量的能量损失，一般的，能量转换率约为10-30％，经过多次转换后，发电效能很低，不足以提供给传感器工作。

2、响应频率不集中，难以引起共振。现有的振动或噪声发电，多以采集外界环境或物体为媒介，目标为采集各种频率的振动和噪声。发电片的响应频率特性不集中，引起共振的频率点不确定，不能最大效能的采集能量。没有按照开关柜类柜体的工频振动特点取设计振动自取电主体组件或取电组件。

3、整块的发电片，有内部相位叠加损耗。有的发电片设计在箱体内采用完整的一块发电片，没有针对开关柜类柜体表面振动强度和相位分布去设计，造成了发电片内部的损耗，不利于最大的取电效能。

4、现有的振动发电技术，应用场景不明确。多表述为绿色能源，减震等概念。而实际上，振动或噪声的发电能力相对工业发电效能非常低，设备的投入和产出比非常低，并不适合于新能源的概念进行大面积的开发利用。而在某些特定的领域，例如，无法外部供电，不能更换电池，耗能水平很低，长期存在振动的场所等，则适合采取这种方式进行振动自取电供能。例如电力开关柜等设备。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本专利设置了一种适用于智能传感器的振动自取电装置，该装置通过设置振动自取电主体组件，实现传感器的无源，可以利用开关柜本身工作过程中，长期存在的工频振动特点，采集并转换振动能为电能，而且振动取电单元能量转化率高，该方式适用于电力开关柜设备的使用场景，使传感器的长期在线运行，延长了测温传感器的寿命，具有广泛的使用价值。

为了实现上述目的，本发明为一种适用于智能传感器的振动自取电装置，所述适用于智能传感器的振动自取电装置包括振动自取电主体组件；

所述振动自取电主体组件包括主控振动取电单元、若干振动取电单元和刚韧性衬板；

所述振动取电单元和所述主控振动取电单元均设置在所述刚韧性衬板上；

所述刚韧性衬板设置有内置导线；若干所述振动取电单元分别基于所述内置导线与所述主控振动取电单元连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述主控振动取电单元包括传感器主控模块和主控共振片组件；