本实用新型涉及传感器技术领域，特别涉及一种电磁感应供电独立式微型传感器。
背景技术：
目前，现有的传感器的供电方式为有源方式，即传感器采用外接电源或电池的供电方式；传输方式为有线传输，即通过信号线或者电源线的接线方式，把传感器的数据传输给信号接收主机。传统的有源有线传感器限制了其在高压配电设备的应用，例如在测量设备电压、电流、温度或湿度信息时，由于高压电场的存在，传感器的传输信号线和电源线很容易被高压电击穿，造成高压配电事故。如果传感器采用电池供电，电池使用寿命有限，需定期更换电池；而为了延长电池使用寿命，降低功耗，常常降低传感器的工作频率，这样会导致测量数据的实时性差。另外，现有的传感器体积较大，安装方式受限，造成其在电力配电设备的应用受限。
技术实现要素：
本实用新型提出一种电磁感应供电独立式微型传感器，不易被高压电击穿，安全可靠，使用寿命长，测量数据准确，体积小巧，安装简单方便。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种电磁感应供电独立式微型传感器，包括壳体、多圈带状天线和控制模块；所述控制模块位于壳体内，包括无线传输模块、主控单片机、电磁转换电流模块、电磁感应模块和传感器，所述传感器、无线传输模块、电磁转换电流模块分别与主控单片机连接，所述电磁感应模块与电磁转换电流模块连接；所述壳体两侧设有穿孔，所述多圈带状天线穿过所述穿孔将壳体与被测物体缠绕在一起。
进一步的技术方案，所述多圈带状天线为具有高磁通率的坡莫合金材质；多圈带状天线的缠绕圈数根据传感器的工作电流，如果传感器的工作电流在20mA-50mA之间，则缠绕3圈；如果传感器的工作电流在50mA以上，则缠绕2圈。
进一步的技术方案，所述壳体包括上盖和下壳，所述下壳为顶端开口的长方体形，所述上盖为与下壳顶端尺寸适配的长方体形，上盖盖在下壳顶端。
进一步的技术方案，所述传感器为电压传感器、电流传感器、温度传感器或湿度传感器中的一种或几种。
进一步的技术方案，所示无线传输模块为433M无线发射模块。
进一步的技术方案，电磁转换电流模块的控制芯片为BQ25505芯片。
进一步的技术方案，所述主控单片机的型号是MSP430g2332IPW20R。
进一步的技术方案，下壳底端设有开孔，所述开孔处还固定有传感器支架。
进一步的技术方案，所述电磁感应模块包括感应线圈和线圈架，所述感应线圈缠绕在线圈架上。
本实用新型的有益效果是：本实用新型采用多圈带状天线进行感应取电，再将能量传输至电磁感应线圈，电磁感应线圈将感应的能量传输至电磁转换电流模块进行处理后为系统供电，无需采用外接电源和电池，可应用在高压配电设备，安全性高，使用寿命长；传输信号采用无线传输方式，不存在高压电流击穿问题，无需布线，安装方便；体积小巧，能够安装在空间狭小的部位。本实用新型结构简单、安装方便、安全性高、使用寿命长，测试数据准确。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的系统原理图；
图2为本实用新型电磁转换电流模块的电路原理图；
图3为本实用新型线圈架的结构原理图；
图4为本实用新型传感器支架的结构原理图；
图5为本实用新型下壳的结构原理图；
图6为本实用新型上盖的结构原理图；
图7为本实用新型多圈带状天线的结构原理图；
在图中：1—穿孔；2—开孔；3—挡板；4—导线管；5—螺栓孔。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型提出的电磁感应供电独立式微型传感器，包括壳体、多圈带状天线和控制模块；控制模块位于壳体内，包括无线传输模块、主控单片机、电磁转换电流模块、电磁感应模块和传感器，主控单片机的型号是MSP430g2332IPW20R。传感器、无线传输模块、电磁转换电流模块分别与主控单片机连接，电磁感应模块与电磁转换电流模块连接；壳体两侧设有穿孔1，多圈带状天线穿过穿孔1将壳体与被测物体缠绕在一起。传感器为电压传感器、电流传感器、温度传感器或湿度传感器中的一种或几种。
壳体采用耐高温防火材料，壳体包括上盖和下壳，如图5所示，下壳为顶端开口的长方体形，下壳两侧设有穿孔1，下壳内设有挡板3，穿孔1位于挡板3的一侧，挡板3的另一侧的下壳底部设有开孔2，开孔2上方固定有传感器支架。传感器支架结构如图4所示，传感器支架包括导线管4和螺栓孔5，螺栓孔5有两个，分别位于导线管4的左右两侧。如图6所示，上盖为与下壳顶端尺寸适配的长方体形，上盖盖在下壳顶端，上盖下方放置控制模块各单元集成的电路板，传感器支架位于电路板下方。电磁感应模块包括感应线圈和线圈架，线圈架如图3所示，感应线圈缠绕在线圈架上，感应线圈为常用的细铜丝。电磁感应模块放置在挡板3的一侧，即设有开孔2侧的对侧。
多圈带状天线为导电金属材质，如图7所示。多圈带状天线的缠绕圈数根据传感器的工作电流，如果传感器的工作电流在20mA-50mA之间，则缠绕3圈；如果传感器的工作电流在50mA以上，则缠绕2圈。图中显示了缠绕一圈的多圈带状天线。带状天线的长度为900mm，宽20mm，厚0.4mm。外壳的尺寸为30mm*20mm*50mm(宽*高*长)，外壳穿孔1的尺寸为22mm*3mm(长*高)。在缠绕时，将多圈带状天线穿过穿孔1，缠绕在被测物体如静触头、动触头、电缆接头或母排等部位，然后用硅胶自粘带固定牢固。缠绕时，电磁感应模块位于多圈带状天线的下方。
本实用新型在装配时，首先将电磁感应模块放置于下壳中；再将控制模块电路板上的传感器导线从传感器支架穿出；再将控制模块集成的电路板放置在挡板3及电磁感应模块的上方；然后将多圈带状天线穿入两个穿孔1，多圈带状天线位于电路板与电磁感应模块之间，并且不与电磁感应线圈接触；最后盖上上盖，安装固定即可；传感器导线连接传感器，传感器放置在需要测量的位置即可。
无线传输模块为433M无线发射模块，传感器采集被测设备信号后，经433M无线发射模块发射后，经接收端的433M无线接收模块接收信号，将接收到的信号进行处理后经显示单元进行显示。
如图2所示，电磁转换电流模块的控制芯片为BQ25505芯片，在图2中，S1为感应线圈，感应线圈获得感应电流后经D1整流桥进行整流。BQ25505为具有升压充电器的超低功耗收集电源管理IC以及自主电源复用器，BQ25505把微小的电流通过采集储存，升压，转换成可以用的正常电量。一旦启动，升压充电器能够有效地从诸如TEG或单节或双节太阳能电池板的低压输出采集器中提取能量。升压充电器能够在VIN低至330mV时启动，并且一旦启动，能够在VIN低至100mV时继续采集能量。BQ25505执行一个可编程最大功率点跟踪(MPPT)采样网络来优化进入器件的功率传输。VIN_DC开环路电压的，采样由外部电阻器设定，并且采样电压由一个外部电容器保存。例如，太阳能电池运行在它们开环路电压最大功率点(MPP)的80％，电阻分压器可被设定为VIN_DC电压的80％，并且此网络将控制VIN_DC在采样的基准电压附近运行。或者，可通过一个微控制器(MCU)来提供一个外部基准电压来产生一个更加复杂的MPPT算法。BQ25505的设计具有灵活性以支持多种储能元件。能量采集器提取能量的能量源往往是不固定的，或者随时间变化的。通常情况下，系统将需要某些类型的储能元件，例如一个可再充电电池、超大电容器或传统电容器。储能元件将在系统需要时使特定的恒定功率可用。储能元件也使得系统能够处理任何无法直接来自输入源的峰值电流。为了防止对储能元件造成损害，参照内部设定欠压(UV)和用户可编程过压(OV)电平来监视最大和最小电压。为了帮助用户进一步严格管理他们的能耗预算，当储能电池或电容器上的电压已经下降到低于一个预先设定的临界电平以下时，BQ25505切换电池正常标志来向一个连接的微控制器发出一个信号。这样应该使负载电流减少，以防止系统进入一个欠压状态。OV和电池正常阀值被单独设定。除了升压充电前端，BQ25505为系统提供一个自主电源复用器栅极驱动。为了将一个单电源轨提供给系统负载，此栅极驱动器能够实现两个储能元件自主复用。这个复用器基于VBAT_OK阀值，用户可通过电阻器来设定此阀值。这使得用户能够在系统由能量采集器储能元件供电时设定电平，例如，由可再充电电池或超大电容器或一个主要非可再充电电池(例如，两节AA电池)供电时。这个混合系统架构类型可根据采集器上可用能量来延长一个典型电池供电类系统的运行时间。如果由于延长的“黑暗时间”而导致没有足够的能量来运行系统，主电池在8μs内被自主切换到主系统电源轨以提供不间断运行。
本实用新型采用多圈带状天线感应电磁波，吸收能量，同时采用TI的高性能电磁波吸收芯片BQ25505，把磁能转换为电能；同时采用高性能能量储存器钽电容，收集电能，当电能达到一定数量，由控制模块发出，给整个电路供电。因此，本实用新型不需要外接电源和电池，可以用在高压配电设备，安全性高，使用寿命长。本实用新型还采用433M无线传输，实时性高；采用无线传输的方式，不存在高压电流击穿问题，无需布线，安装方便。传感器可配备多个，同时采集电流、电压、温度、湿度等。另外，还可连接气体传感器，采集气体信息。本实用新型体积小巧，安装方式特殊，可安装在空间狭小的部位，例如高压配电柜的静触头、动触头等。
本实用新型采用多圈带状天线感应电磁波，多圈带状天线为具有高磁导率的坡莫合金。感应取电后，根据电磁感应定律，将能量传输给电磁感应模块中的感应线圈，感应线圈接收能量经电磁转换电流模块处理后进行处理与收集，转换为电流为系统供电。
以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。