一种基于振动发电的自供电型无线隧道健康监测装置的制作方法

文档序号:15061699发布日期:2018-07-31 21:58阅读:284来源:国知局

本实用新型涉及一种隧道健康监测仪,特别涉及一种基于振动发电的自供电型无线隧道健康监测装置。



背景技术:

在公路、铁路和城市交通建设中,为跨越江河、深谷和海峡或穿越山岭和水底都需要建造各种桥梁和隧道等结构构造物。在隧道中,需要对每一段的隧道进行质量监测。这是因为隧道一旦坍塌,就会造成重大的安全事故,此外隧道的安全性跟外部的自然环境关联度很大,例如地震、火山、洪灾都会影响到隧道的安全性,因此在隧道上安装各种检测装置是一种基本的安全措施。而每一个检测装置都需要电源进行供电。由于隧道中的特殊环境的限制,因此很难增加电力导线,此外由于隧道中光线不足,因此也不能进行光伏发电,因此人们希望有一种可以利用隧道中震动的能量进行发电的机构来维持隧道的发电,使其长期的对检测装置进行供电,在隧道的进口,通常都会设置减速带。目前的减速带都是刚性减速带,汽车经过时震动很大,由此人们制造了很多的弹性减速带减少车辆的震动。因此人们考虑将弹性减速带同震动发电机结合起来为隧道健康监测装置供电。

振动发电机指一种利用电磁感应原理,把振动机械能转变为电能的设备振动发电机指一种利用电磁感应原理,把振动机械能转变为电能的设备。振动发电技术已经有些历史了,而人们也依然在开发更多这类能够将机械能转变成电能的工具。荷兰一家夜总会利用弹簧地板收集人们舞动时的能量并且将其转化为电能供应照明,已经成了新能源行业的一个经典案例,但是这种方式显然不适合家庭使用。在微型化振动发电的领域,几年前就已经有了产品问世。只是这些都尚未商业化



技术实现要素:

本实用新型提供了一种基于振动发电的自供电型无线隧道健康监测装置,解决了目前普通的桥梁和隧道检测装置因为电源不稳定不能很好的进行工作的问题。

为了解决上述技术问题,本实用新型提供了如下的技术方案:

本实用新型提供了一种基于振动发电的自供电型无线隧道健康监测装置,包括隧道主体、探测单元、震动发电机、超声波探伤头、分析处理芯片、磁感线圈和伸缩压帽,所述隧道主体的顶端和侧壁均匀嵌合安装有若干所述探测单元,所述隧道主体的底端嵌合固定有若干所述震动发电机,所述探测单元的顶端固定安装有所述超声波探伤头,所述探测单元的侧壁嵌合安装有压力计和震动感应器,所述探测单元的内腔中固定安装有所述分析处理芯片,所述超声波探伤头、所述压力计和所述震动感应器均电性连接所述分析处理芯片的信号输入端,所述震动发电机包含一个底壳,所述底壳埋设于所述隧道主体底端的顶面,所述底壳内壁的中部嵌合安装有所述磁感线圈,所述底壳的中心活动穿接有所述伸缩压帽,所述伸缩压帽中嵌合有弹簧,所述伸缩压帽外壁的中部穿接固定有环形磁钢,所述环形磁钢位于所述磁感线圈的内壁,所述磁感线圈通过稳压整流模块电性连接若干所述探测单元的电源端。

作为本实用新型的一种优选技术方案,所述震动发电机的一侧设有蓄电池,所述蓄电池串联于所述稳压整流模块和所述探测单元之间。

作为本实用新型的一种优选技术方案,所述探测单元上安装有无线通信模块和数据接口,所述无线通信模块和所述数据接口均电性连接所述分析处理芯片的信号输出端。

作为本实用新型的一种优选技术方案,所述无线通信模块是WIFI模块或蓝牙模块,所述数据接口是USB接口或DC接口。

作为本实用新型的一种优选技术方案,所述分析处理芯片是智能ICU芯片。

作为本实用新型的一种优选技术方案,所述震动发电机在所述隧道主体的底面是均布且交错式分布。

本实用新型所达到的有益效果是:本实用新型结构精密、使用方便,解决了目前普通的桥梁和隧道检测装置因为电源不稳定不能很好的进行工作的问题,在隧道主体的侧壁中嵌入若干个探测单元,在隧道主体的底端嵌合震动发电机,探测单元上安装有超声波探伤头、压力计、震动感应器和分析处理芯片,超声波探伤头、压力计和震动感应器将检测信号输入分析处理芯片,震动发电机包含弹性伸缩移动的底壳和伸缩压帽,底壳内嵌合安装磁感线圈,伸缩压帽外套接安装环形磁钢,伸缩压帽在汽车的压力下带动环形磁钢与磁感线圈相对移动切割磁感线圈产生电流,电流经过稳压整流模块转变后为探测单元提供工作电流,对隧道主体侧壁中进行实时检测,此外探测单元上还设有无线通信模块和数据接口将探测的数据传输至远程综合控制中心进一步对检测的隧道内部的健康信号进行分析,将微小的问题解决在萌芽状态。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的限制。在附图中:

图1是本实用新型的主观结构示意图;

图2是本实用新型的探测单元结构示意图;

图3是本实用新型的震动发电机结构示意图;

图中:1、隧道主体;2、探测单元;3、震动发电机;4、超声波探伤头;5、压力计;6、震动感应器;7、分析处理芯片;8、底壳;9、磁感线圈;10、伸缩压帽;11、环形磁钢;12、稳压整流模块;13、蓄电池;14、无线通信模块;15、数据接口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-3所示,本实用新型提供一种基于振动发电的自供电型无线隧道健康监测装置,包括隧道主体1、探测单元2、震动发电机3、超声波探伤头4、分析处理芯片7、磁感线圈9和伸缩压帽10,隧道主体1的顶端和侧壁均匀嵌合安装有若干探测单元2,隧道主体1的底端嵌合固定有若干震动发电机3,探测单元2的顶端固定安装有超声波探伤头4,探测单元2的侧壁嵌合安装有压力计5和震动感应器6,探测单元2的内腔中固定安装有分析处理芯片7,超声波探伤头4、压力计5和震动感应器6均电性连接分析处理芯片7的信号输入端,震动发电机3包含一个底壳8,底壳8埋设于隧道主体1底端的顶面,底壳8内壁的中部嵌合安装有磁感线圈9,底壳8的中心活动穿接有伸缩压帽10,伸缩压帽10中嵌合有弹簧,伸缩压帽10外壁的中部穿接固定有环形磁钢11,环形磁钢11位于磁感线圈9的内壁,磁感线圈9通过稳压整流模块12电性连接若干探测单元2的电源端。

进一步,震动发电机3的一侧设有蓄电池13,蓄电池13串联于稳压整流模块12和探测单元2之间,蓄电池11平抑不同电量时的压差,保证系统平稳运行。

进一步,探测单元2上安装有无线通信模块14和数据接口15,无线通信模块14和数据接口15均电性连接分析处理芯片7的信号输出端。

进一步,无线通信模块14是WIFI模块或蓝牙模块,可以很好的在近距离内进行数据传送,数据接口15是USB接口或DC接口,可以输入电流并导出数据。

进一步,分析处理芯片7是智能ICU芯片。以准确的对超声波探伤头4、压力计5和震动感应器6检测的相关信号进行初步处理。

进一步,震动发电机3在隧道主体1的底面是均布且交错式分布,便于对汽车进行减速,以及减少汽车的颠簸程度。

本实用新型结构精密、使用方便,解决了目前普通的桥梁和隧道检测装置因为电源不稳定不能很好的进行工作的问题,在隧道主体1的侧壁中嵌入若干个探测单元2,在隧道主体1的底端嵌合震动发电机3,探测单元2上安装有超声波探伤头4、压力计5、震动感应器6和分析处理芯片7,超声波探伤头4、压力计5和震动感应器6将检测信号输入分析处理芯片7,震动发电机3包含弹性伸缩移动的底壳8和伸缩压帽10,底壳8内嵌合安装磁感线圈9,伸缩压帽10外套接安装环形磁钢11,伸缩压帽10在汽车的压力下带动环形磁钢11与磁感线圈9相对移动切割磁感线圈9产生电流,电流经过稳压整流模块12转变后为探测单元2提供工作电流,对隧道主体1侧壁中进行实时检测,此外探测单元2上还设有无线通信模块14和数据接口15将探测的数据传输至远程综合控制中心进一步对检测的隧道内部的健康信号进行分析,将微小的问题解决在萌芽状态,因此具有很好的实用价值。

最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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