一种用于钻探测量设备的取电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于钻探领域的取电装置，具体涉及一种用于钻探测量设备的取电装置。
【背景技术】
[0002]目前，钻探测量设备由于工作时受使用条件的限制，因此其正常工作时只能利用电池供电，不易取电且没有专门可用的取电装置。为了保证钻探测量设备正常持续的工作，当电池电量用尽时，工作人员必须首先将电量用完的电池撤离工作场所，去有充电条件的工作环境中充电或更换检修，然后重新装在钻探测量设备上使其继续工作。这种做法不仅浪费时间、人力和物力，而且现实操作起来非常不便，从而极大的降低劳动效率。因此，解决钻探测量设备的持续供电问题，便成了一大技术难题。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种用于钻探测量设备的取电装置。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案:一种用于钻探测量设备的取电装置包括能量获取模块、能量转换模块和能量存储模块，所述能量获取模块将钻探设备工作时产生的机械能转换成电能，并以交流电的形式传输至所述能量转换模块，所述能量转换模块包括整流电路、稳压电路和电压转换电路，所述能量转换模块对接收到的交流电进行整流、稳压后转换成稳定的直流电，直流电给所述测量设备提供工作电压或者通过所述能量存储模块进行存储。
[0005]进一步地，所述能量获取模块采用压电陶瓷发电装置或水流涡轮发电机。
[0006]进一步地，所述能量转换模块包括光电耦合器、双向可控硅、第一电阻、第二电阻、稳压二极管、第一电容、第二电容、理想二极管整流器和稳压器，所述光电耦合器中发光二极管的正极依次通过所述稳压二极管和第一电阻与所述理想二极管整流器的A端连接，其负极与所述理想二极管整流器的B端连接，所述光电耦合器中受光三极管的发射极与所述理想二极管整流器的D端连接，其集电极与所述双向可控硅的控制极连接，所述双向可控硅的第一阳极通过所述第二电阻与所述理想二极管整流器的C端连接，其第二阳极与所述理想二极管整流器的D端连接；所述第一电容的一端与所述理想二极管整流器的A端连接，其另一端与所述理想二极管整流器的B端连接；所述稳压器的输入端与所述理想二极管整流器的A端连接，其输出端输出转换后的稳定的直流电，所述第二电容并联在输出的直流电源的两端。
[0007]优选地，所述理想二极管整流器采用型号为LT4320的理想二极管桥控制器。
[0008]优选地，所述稳压器采用型号为LTC3105的DC/DC转换器。
[0009]进一步地，所述能量存储模块包括充电电路和蓄电池，所述充电电路与所述蓄电池连接，所述能量转换模块输出的直流电压通过所述充电电路为所述蓄电池充电。
[0010]由于采用以上技术方案，本实用新型的有益效果为:本实用新型由于采用能量获取模块将钻探设备工作时产生的机械能转换成电能，并通过能量转换模块转换成稳定的直流电，因此本实用新型能够解决钻探测量设备取电难题，充分利用钻探设备工作时产生的机械能，为测量设备提供持续、稳定、可靠的工作电源，从而大大提高工作效率，降低能源损耗，节能环保。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型用于钻探测量设备的取电装置的结构示意图；
[0012]图2是能量转换模块的电路原理图。
[0013]图中:1、能量获取模块；2、能量转换模块；3、能量存储模块；21、整流电路；22、稳压电路；23、电压转换电路；31、充电电路；32、蓄电池。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0015]本实用新型提到的钻探测量设备是指安装在钻探设备上的测量设备，本实用新型提供了一种用于该测量设备的取电装置。
[0016]如图1所示，本实用新型用于钻探测量设备的取电装置包括能量获取模块1、能量转换模块2和能量存储模块3，能量获取模块I采用正压电效应原理或电磁感应原理将钻探设备工作时产生的机械能转换成电能，并以交流电的形式传输至能量转换模块2，能量转换模块2包括整流电路21、稳压电路22和电压装换电路23，能量转换模块2对接收到的交流电进行整流、稳压后转换成稳定的直流电，直流电给测量设备提供工作电压或者通过能量存储模块3进行存储，以备后续工作中使用。
[0017]在一个优选的实施例中，能量获取模块I采用压电陶瓷发电装置或水流涡轮发电机。
[0018]采用压电陶瓷发电装置时，能量获取模块I的工作原理为:利用压电陶瓷的正压电效应原理，通过钻探设备的上下振动给压电器件施加压力，使压电振子产生形变，触发正压电效应，从而导致电荷积聚在压电器件的两极，产生电压差。产生的不稳定的交流电经能量转换模块2转换成稳定的直流电并输出。
[0019]采用水流涡轮发电机时，能量获取模块I的工作原理为:钻探设备注入的水流冲击涡轮机叶片使叶片转动，转动的叶片带动主轴转动，连接在主轴上的发电机转子跟着转动，在发电机转子线圈中通入电流，转子线圈中就会产生旋转磁场，磁力线在旋转过程中被定子线圈切割，根据电磁感应原理，定子线圈中产生电压，从而将钻探设备注入的水流的势能转换成为电能。能量转换模块2将产生的不稳定的交流电转换成稳定的直流电输出。
[0020]在一个优选的实施例中，如图2所示，能量转换模块2包括光电耦合器、双向可控硅、第一电阻Rl、第二电阻R2、第一电容Cl、第二电容C2、稳压二极管ZD、理想二极管整流器和稳压器，其中，光电親合器中发光二极管的正极依次通过稳压二极管ZD和第一电阻Rl与理想二极管整流器的A端连接，其负极与理想二极管整流器的B端连接，光电耦合器中受光三极管的发射极与理想二极管整流器的D端连接，其集电极与双向可控硅的控制极G连接，双向可控硅的第一阳极Tl通过第二电阻R2与理想二极管整流器的C端连接，其第二阳极T2与理想二极管整流器的D端连接。第一电容Cl的一端与理想二极管整流器的A端连接，其另一端与理想二极管整流器的B端连接。稳压器的输入端与理想二极管整流器的A端连接，其输出端输出转换后的稳定的直流电，第二电容C2并联在输出的直流电源的两端。通过能量获取模块I得到的交流电送至理想二极管整流器中进行整流，光电耦合器和双向可控硅通过检测理想二极管整流器的输出电压，对后续电路进行过压保护。稳压器能够对能量获取模块输出的电压、电流变化进行调节，使其以更好的匹配方式传输电能，从而降低能量获取模块1、稳压电路22和电压转换电路23本身的损耗，实现最佳的功率传输。整流后的脉动直流电送至稳压器中进行稳压，减少负载变化的影响，保持输出电压的稳定。
[0021]优选地，理想二极管整流器采用型号为LT4320的理想二极管桥控制器，其采用低损耗N沟道MOSFET替代了全波桥式整流器中的全部4个二极管，以显著地降低功率耗散并增加可用电压。由于电源效率的提升免除了笨重的散热器，因此缩减了电源尺寸。与传统的替代方案相比，MOSFET桥能够实现具有高空间利用率和电源效率的整流器设计。
[0022]优选地，稳压器采用型号为LTC3105的DC/DC转换器，该器件含有最大功率点控制，并以低至250mV的输入启动；输入电压范围宽，为0.2V?5V。
[0023]在一个优选的实施例中，能量存储模块3包括充电电路31和蓄电池32，充电电路31和蓄电池32连接，能量转换模块2输出的稳定的直流电压可以通过充电电路31为蓄电池32充电，以备后续测量设备使用。另外，蓄电池32也可以用超级电容代替。
[0024]上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
【主权项】
1.一种用于钻探测量设备的取电装置，其特征在于:它包括能量获取模块、能量转换模块和能量存储模块，所述能量获取模块将钻探设备工作时产生的机械能转换成电能，并以交流电的形式传输至所述能量转换模块，所述能量转换模块包括整流电路和稳压电路，所述能量转换模块对接收到的交流电进行整流、稳压后转换成稳定的直流电，直流电给所述测量设备提供工作电压或者通过所述能量存储模块进行存储。2.如权利要求1所述的一种用于钻探测量设备的取电装置，其特征在于:所述能量获取模块采用压电陶瓷发电装置或水流涡轮发电机。3.如权利要求1所述的一种用于钻探测量设备的取电装置，其特征在于:所述能量转换模块包括光电親合器、双向可控娃、第一电阻、第二电阻、稳压二极管、第一电容、第二电容、理想二极管整流器和稳压器，所述光电耦合器中发光二极管的正极依次通过所述稳压二极管和第一电阻与所述理想二极管整流器的A端连接，其负极与所述理想二极管整流器的B端连接，所述光电耦合器中受光三极管的发射极与所述理想二极管整流器的D端连接，其集电极与所述双向可控硅的控制极连接，所述双向可控硅的第一阳极通过所述第二电阻与所述理想二极管整流器的C端连接，其第二阳极与所述理想二极管整流器的D端连接；所述第一电容的一端与所述理想二极管整流器的A端连接，其另一端与所述理想二极管整流器的B端连接；所述稳压器的输入端与所述理想二极管整流器的A端连接，其输出端输出转换后的稳定的直流电，所述第二电容并联在输出的直流电源的两端。4.如权利要求3所述的一种用于钻探测量设备的取电装置，其特征在于:所述理想二极管整流器采用型号为LT4320的理想二极管桥控制器。5.如权利要求3所述的一种用于钻探测量设备的取电装置，其特征在于:所述稳压器采用型号为LTC3105的DC/DC转换器。6.如权利要求1或2或3或4或5所述的一种用于钻探测量设备的取电装置，其特征在于:所述能量存储模块包括充电电路和蓄电池，所述充电电路与所述蓄电池连接，所述能量转换模块输出的直流电压通过所述充电电路为所述蓄电池充电。
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于钻探测量设备的取电装置，它包括能量获取模块、能量转换模块和能量存储模块，所述能量转换模块包括整流电路、稳压电路和电压转换电路，所述能量存储模块包括充电电路和蓄电池。所述能量获取模块将钻探设备工作时产生的机械能转换成电能，并以交流电的形式传输至所述能量转换模块，所述能量转换模块对接收到的交流电进行整流、稳压后转换成稳定的直流电，直流电通过所述能量存储模块进行存储。本实用新型的有益效果为：能够解决钻探测量设备取电难题，为测量设备提供持续、稳定、可靠的工作电源，从而大大提高工作效率，降低能源损耗，节能环保。
【IPC分类】H02J7/14
【公开号】CN204732950
【申请号】CN201520512980
【发明人】董普松
【申请人】董普松
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年7月15日