一种基于无线电能传输的预警保护装置的制作方法

[0001]
本实用新型属于电通信技术领域，尤其涉及一种基于无线电能传输的预警保护装置。


背景技术：

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目前，无线电能传输技术具有可靠性高，使用安全，成本低廉等优点，可满足不同应用条件下设备供电需求，在医疗、电动汽车、航空航天航海等领域得到了重视与应用。但是无线电能技术进行能量传输的同时，其应用范围内电磁安全性及其对生物体的影响问题是其进行产业化应用过程中必须面对的问题。
[0003]
针对无线电能技术的研究中电磁环境安全性的问题并不是主要研究对象，不少专家学者目前仅提及相关装置的电场及磁场强度以及相关降低或减少的措施。针对无线电能传输系统对于人体以及生物体的研究相当有限，但是当生物体处于电磁辐射中会吸收电磁能量产生一系列的生物效应，不仅会使得生物组织内产生一定的热量导致生物体热调节系统失衡，甚至会产生心跳速率加快、血压数值升高，呼吸急促等非正常的生理反应，甚至会有生命危险。
[0004]
因此为了限制人体在电场、磁场和电磁场中的暴露，对人体造成各种不利于健康的影响，需要对无线电能传输装置工作范围内的电磁场参数进行相关的实时监测，防止人体长时间暴露于恶劣的工作环境中，造成人体的危害。因此本发明设计一种可用于无线电能传输装置中可进行实时监测与报警的装置，提升装置的安全性。
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通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
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(1)当生物体处于电磁辐射中会吸收电磁能量产生一系列的生物效应，不仅会使得生物组织内产生一定的热量导致生物体热调节系统失衡，甚至会产生心跳速率加快、血压数值升高，呼吸急促等非正常的生理反应，甚至会有生命危险
[0007]
(2)人体在电场、磁场和电磁场中的暴露，对人体造成各种不利于健康的影响。
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解决以上问题及缺陷的难度为：现阶段针对无线电能传输电磁安全性的相关研究等均是通过仿真软件，建立人体模型或是电磁环境模型，通过仿真获取的电磁参数电流密度、功率密度、sar值对相关模型进行优化设计。但是实际实验中缺乏相关的实时监控相关技术指标的数据，缺乏对于实际试验样机的冗余保护措施，具有安全隐患，容易在试验过程中造成试验人员的机体损伤。
[0009]
解决以上问题及缺陷的意义为：使用该装置可以实现试验装置的状态参数的实时监控，避免试验人员长期暴露在超过安全限度值的电磁场中，产生心跳速率加快、血压数值升高，呼吸急促等非正常的生理反应，甚至导致安全事故，有效的提高了相关试验装置的安全性。


技术实现要素：

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为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种基于无线电能传输的预警
保护装置。
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本实用新型是这样实现的，一种基于无线电能传输的预警保护装置设置有对电能进行检测的无线电能传输测试箱；
[0012]
高斯计探头和场强仪探头，分别与无线电能传输测试箱电连接，所述高斯计探头和场强仪探头正交放置在所述无线电能传输测试箱的边缘；
[0013]
高斯计和场强仪，分别连接上位机。
[0014]
进一步，所述无线电能传输测试箱采用pp塑料箱，所述无线电能传输测试箱内壁铺设有吸波材料层。
[0015]
进一步，所述上位机通过控制开关s3连接蜂鸣器。
[0016]
进一步，所述上位机还通过串联连接的控制开关s2和手动开关s1连接无线电能传输测试箱。
[0017]
进一步，所述高斯计和场强仪通过数字信号处理器连接上位机。
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结合上述的所有技术方案，本实用新型所具备的优点及积极效果为：
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(1)本实用新型通过高斯计对装置周围的磁场强度进行实时测量与监测，确保无线电能传输装置周围的电场、磁场强度均处于安全极限值以下，大幅提高装置的安全性。
[0020]
(2)本实用新型场强仪对电场进行相关测量与监测，并将其探头进行正交布置，减少高斯计与场强仪间探头的相互影响。
[0021]
(3)本实用新型通过高斯计对装置周围的磁场强度进行实时测量与监测，确保无线电能传输装置周围的电场、磁场强度均处于安全极限值以下，大幅提高装置的安全性。本实用新型的场强仪对电场进行相关测量与监测，并将其探头进行正交布置，减少高斯计与场强仪间探头的相互影响。
附图说明
[0022]
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。
[0023]
图1是本实用新型实施例提供的基于无线电能传输的预警保护装置结构示意图。
[0024]
图2是本实用新型实施例提供的信号流示意图。
[0025]
图3是本实用新型实施例提供的判断原理图。
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图中：1、高斯计；2、无线电能传输测试箱；3、探头；4、场强仪；5、蜂鸣器。
具体实施方式
[0027]
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0028]
针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种基于无线电能传输的预警保护装置，下面结合附图1至附图3对本实用新型作详细的描述。
[0029]
如图1所示，本实用新型提供的基于无线电能传输的预警保护装置包括：高斯计1、
无线电能传输测试箱2、探头3、场强仪4、蜂鸣器5。
[0030]
高斯计1的探头3和场强仪4的探头3，分别与无线电能传输测试箱2电连接，高斯计1和场强仪4的探头3正交放置在无线电能传输测试箱2的边缘。
[0031]
高斯计1和场强仪4，分别连接上位机。
[0032]
在本发明中，无线电能传输测试箱2采用pp塑料箱，无线电能传输测试箱2内壁铺设有吸波材料层。
[0033]
在本发明中，上位机通过控制开关s3连接蜂鸣器。
[0034]
在本发明中，上位机还通过串联连接的控制开关s2和手动开关s1连接无线电能传输测试箱2。
[0035]
在本发明中，高斯计1和场强仪4通过数字信号处理器连接上位机。
[0036]
本实用新型提供的基于无线电能传输的预警保护装置的无线电能传输测试箱2采用pp塑料，同时在测试箱内壁铺设吸波材料减少相关电磁的反射以及环境电磁的干扰。将高斯计1与场强仪4的探头3分别布置于无线电能传输测试箱2的边缘，且成正交放置以此减少相互间干扰。采用三种监控模式，高斯计1的磁场强度监控，场强仪4的电场强度监控，高斯计1与场强仪4同时监测磁场强度与电场强度。监测信息通过高斯计1与场强仪4分别传送至上位机pc，pc实时监控装置电场强度值与磁场强度值。一旦电场强度值或磁场强度值超过安全阈值，上位机控制开关s3闭合，蜂鸣器间隙工作。电场强度值与磁场强度值超过安全阈值且超过安全时间阈值，pc控制开关s2断开，进而关闭无线电能传输装置工作。
[0037]
开关s1为手动开关，无线电能装置工作需先手动闭合开关s1，且通过上位机闭合开关s2。若因机械故障或电气故障导致其电场强度与磁场强度长时间超限后无法断开开关s2，则可通过手动断开开关s1，停止无线电能传输工作状态，确保安全性。
[0038]
本实用新型的基于无线电能传输的预警保护装置信号的传输，处理，判断：通过对称布置在无线电能传输四周的磁场探头和电场探头获取无线电能传输测试箱四个探测点处的磁场强度与电场强度。其中磁场强度通过探头传递至高斯计，高斯计将磁场强度信号传递至pc机；电场强度通过探头传递至场强仪，场强仪将电场强度值传递至pc机，pc机通过获取的测试点处的磁场强度值以及电场强度值进行综合判断，如若其超过电磁辐射安全限度值，则上位机控制开关s3闭合，蜂鸣器间隙工作。电场强度值与磁场强度值超过安全阈值且超过安全时间阈值，pc控制开关s2断开，进而关闭无线电能传输装置工作。开关s1为手动开关，无线电能装置工作需先手动闭合开关s1，且通过上位机闭合开关s2.若因机械故障或电气故障导致其电场强度与磁场强度长时间超限后无法断开开关s2，则可通过手动断开开关s1，停止无线电能传输工作状态，确保安全性
[0039]
判断原理如图3所示：磁场探头与电场探头将测试所得的磁场与电场强度值，传输给dsp，dsp通过窗口发送给上位机pc，将电磁辐射安全限度标准的限定值输入至pc机，作为指标衡量测试所得磁场与电场强度值是否超限。
[0040]
本实用新型使用台式智能型wt20c高斯计，测量范围0-20-2000mt，最小分辨率0.01mt 1mt。本发明使用德国柯雷e300电磁场强度分析仪，测试范围：0.01v/m to 100kv/m，0.01a/m to 1000a/m，0.1μw/m
2 to 30.00mw/m
2
，0.0001％to 9999％；显示结果：实时值，最大值，最小值，平均值；x，y，z轴和三维磁场显示。
[0041]
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限
于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。