专利名称：一种高密度电法仪太阳能供电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高密度电法仪太阳能供电装置，特别是太阳能与高密度电法仪相结合的供电装置，属于太阳能应用领域。
背景技术：
高密度电法仪是一种以介质的电性差异为基础，通过观测和研究人工建立的地下稳定电场的分布规律来解决水文、环境和工程地质问题的物探仪器。它集数据采集和资料处理为一体，广泛应用于电站、公路和民建等各工程领域的工程地质及水文地质的勘察工作。目前高密度电法仪主要使用蓄电池或干电池供电，由于勘探人员工作地点在野外，且存在作业时间长，没有充电电源等问题，一旦蓄电池电量耗尽，就必须停止作业并返回充电， 这样不但耽误工期、影响工作效率，同时也给勘测人员带来了不便。
发明内容本实用新型的目的是提供一种高密度电法仪太阳能供电装置。将太阳能光伏技术和仪器相结合，为高密度电法仪提供应急电量。由于野外勘察大多在天气晴好的时候进行， 这样就能够利用太阳能给蓄电池充电，为野外作业提供备用电源。本实用新型操作简单，使用方便，能够保证仪器工作所需电量。解决本实用新型的技术问题所采用的方案是该装置主要由太阳能电池板、蓄电池、太阳能控制器各组件组成，太阳能控制器通过导线分别连接太阳能电池板、蓄电池和高密度电法仪，蓄电池配有欠压报警装置，防反冲二极管作用连接在太阳能电池板中，所有组件均放置在装有高密度电法仪的供电装置箱体内。太阳能控制器有六个接线端子，太阳能电池板背后装有接线盒，接线盒引出太阳能电池板的两条正负极导线。太阳能控制器的六个接线端子通过导线分别与太阳能电池板的正负极、蓄电池的正负极、高密度电法仪的正负极相连。防反冲二极管作用是防止蓄电池给太阳般反充电，已连接在太阳能电池板中。供电装置箱体由上盖、箱体、太阳能控制器及蓄电池欠压报警装置构成，上盖外侧固定有折叠式太阳能电池板，电池板折叠后面积与上盖面积相等，箱体两侧各有一根可收缩的支撑杆，用于支撑上盖并可调节太阳能电池板的角度。使用时向上打开，不用时合闭保护电池板。箱体被划分为左右部分，左侧放置高密度电法仪，右侧放置连接导线及作业使用工具，也可放置蓄电池。右侧侧壁上固定有太阳能控制器和蓄电池欠压报警装置。高密度电法仪工作参数为12V 2.5A，蓄电池参数为12V 36ah，配有欠压报警装置，当蓄电池电压低于9. 6V时，太阳能电池板选用50W，控制器为12V 5A。使用时，将折叠太阳能电池板展开，电池板的摆放角度由两根可收缩的支撑杆调节，太阳能控制器和蓄电池欠压报警装置固定在箱体上盖内侧。当蓄电池电压低于9. 6V时装置报警。由太阳能控制器通过导线分别连接太阳能电池板、蓄电池和高密度电法仪，太阳能电池板接受阳光辐射给蓄电池充电，蓄电池给高密度电法仪供电。控制器的作用是对太阳能给蓄电池充电以及蓄电池给负载供电进行自动控制，防止各组件电极反接以及短路等，对整个供电装置具有电气保护作用。本供电装置箱有折叠式太阳能电池板，使用时向上打开。本实用新型的有益效果是(1)操作简单，携带方便。只需将太阳能电池板、蓄电池、高密度电法仪的正负极通过导线分别与太阳能控制器的六个端子正确连接即可为蓄电池充电。太阳能供电装置各组件均放置于箱体中，太阳能电池板采用折叠式，且放置于上盖之上，收缩支撑杆设有放置槽，不额外占用面积，携带方便。(2)保证仪器工作所需电量。工作人员作业前，蓄电池先充满电，只要天气晴好，就可按上述操作方法连接好各组件，通过控制器控制，可在蓄电池给仪器供电的同时，太阳能为蓄电池充电。初步测算，仪器工作电流为2. 5A，每天工作时间按8小时算，则日耗电量= 2. 5AX8H = 20AH ；根据箱体体积，太阳能电池板选用50W型号，最大功率电压为19V，充电电流为2A，每天峰值日照时数按4小时算，则一天可充电电量为8AH ；综合以上，蓄电池使用一天后剩余电量=36AH-20AH+8AH = 24AH，为保证蓄电池的使用寿命，蓄电池放电深度按 0. 8计算，则蓄电池最少剩余电量=36AHX0. 2 = 7. 2AH，剩余电量24AH远远大于最少剩余电量7. 2AH，即完全能够满足仪器工作一天所需的电量，还有16. 8AH的富裕，能够应对紧急情况。(3)蓄电池欠压时自动报警。当蓄电池电压低于9. 6V时，仪器不宜进行作业，且蓄电池深度放电会影响其自身寿命，因此，本装置为蓄电池配有欠压报警装置，当蓄电池电压低于9. 6V时，蜂鸣器进行报警。本太阳能供电装置所涉及的技术参数为太阳能电池板功率选用50W，最大功率时电压Vmp = 19V，太阳能控制器参数为12V 5A，蓄电池参数为12V 36ah。
图1为本实用新型的高密度电法仪太阳能供电装置系统原理图。图2为本实用新型的供电装置箱体的结构示意图。图3为本实用新型的蓄电池欠压报警电路图。
具体实施方式
图1中，该装置主要由太阳能电池板、蓄电池、太阳能控制器各组件组成，太阳能控制器通过导线分别连接太阳能电池板、蓄电池和高密度电法仪，蓄电池配有欠压报警装置，防反冲二极管作用连接在太阳能电池板中，所有组件均放置在装有高密度电法仪的供电装置箱体内。防反冲二极管作用是防止蓄电池给太阳般反充电，太阳能电池板接受阳光辐射给蓄电池充电，蓄电池给高密度电法仪供电。控制器的作用是对太阳能给蓄电池充电以及蓄电池给负载供电进行自动控制，防止各组件电极反接以及短路等，对整个供电装置具有电气保护作用。图2中各标号依次表示折叠式太阳能电池板1、上盖2、收缩支撑杆3、蓄电池欠压报警装置4、太阳能控制器5、杂物槽6、仪器槽7、箱体8、收缩杆放置槽9。如图2所示， 包括上盖2和箱体8两部分，上盖2外侧固定有折叠式太阳能电池板1，使用时向上打开，不用时合闭保护电池板。箱体8两侧各有一根可收缩的支撑杆3，用于支撑上盖2并可调节太阳能电池板1的角度。整个箱体被划分为两部分，左侧仪器槽7用于放置高密度电法仪， 右侧杂物槽6用于放置蓄电池，也可放置作业连接导线及工具。右侧侧壁上固定有太阳能
控制器5和蓄电池欠压报警装置4。当蓄电池电压低于9. 6V时，报警装置4发出蜂鸣声报
m 目。图3中，由集成芯片TL431构成2. 5V基准电路，接比较器LM393同向端，R2与R3 串联构成蓄电池分压电路，R3分压接比较器反相端，当蓄电池电压高于9. 6V时，仪器正常工作，R3分压高于2. 5V，比较器将R3分压与基准电压2. 5V进行比较，反相端电压大于同相端，比较器输出低电平，三极管不导通，蜂鸣器不报警；当蓄电池电压低于9. 6V时，R3分压低于2. 5V，即同相端电压大于反相端电压，比较器此时输出高电平，三极管导通并放大电流后供蜂鸣器工作，蜂鸣器报警，提示作业人员蓄电池电压偏低，不宜继续使用，仪器将不能正常工作。各主要原件选型为太阳能电池板功率选用50W，最大功率时电压Vmp = 19V，太阳能控制器参数为12V 5A，蓄电池参数为12V 36ah。蓄电池欠压报警装置采用集成芯片 TL431为恒压源，比较器型号为LM393，12V DC驱动的蜂鸣器，三极管型号为9014。
权利要求1.一种高密度电法仪太阳能供电装置，其特征在于该装置主要由太阳能电池板、蓄电池、太阳能控制器各组件组成，太阳能控制器通过导线分别连接太阳能电池板、蓄电池和高密度电法仪，蓄电池配有欠压报警装置，防反冲二极管作用连接在太阳能电池板中，所有组件均放置在装有高密度电法仪的供电装置箱体内。
2.按照权利要求1所述的太阳能高密度电法仪供电一体化装置，其特征是所述供电装置箱体包括上盖⑵和箱体⑶两部分，上盖⑵外侧固定有折叠式太阳能电池板(1)， 箱体(8)两侧各有一根可收缩的支撑杆(3)，整个箱体被划分为两部分，左侧仪器槽(7)有高密度电法仪，右侧杂物槽(6)有蓄电池、作业连接导线及工具，右侧侧壁上固定有太阳能控制器(5)和蓄电池欠压报警装置(4)。
3.按照权利要求2所述的太阳能高密度电法仪供电一体化装置，其特征是高密度电法仪工作参数为12V 2.5A，蓄电池参数为12V 36ah，配有欠压报警装置，当蓄电池电压低于9. 6V时，太阳能电池板选用50W，控制器为12V 5A。
专利摘要本实用新型涉及一种太阳能供电一体化装置，特别是将太阳能与高密度电法仪相结合的供电一体化装置。在本装置中，供电装置箱体上盖装有折叠式太阳能电池板，箱体两边各有一个可收缩支撑杆。太阳能控制器放置在便携式箱体内，分别连接太阳能电池板、蓄电池和高密度电法仪的正负极。蓄电池配有欠压报警装置。本实用新型的装置使用方便，在晴天情况下可作为高密度电法仪的备用电源，保证野外作业和应急所需电量。
文档编号H02J7/00GK202111482SQ20112012921
公开日2012年1月11日 申请日期2011年4月27日 优先权日2011年4月27日
发明者李晨源, 罗小林, 陈冰 申请人:昆明理工大学