温差发电组件及无线变送器论文和设计-曹聪帅

全文摘要

本实用新型公开一种温差发电组件及无线变送器,涉及变送器技术领域,用于使无线变送器得到持续的电力供应,提高无线变送器的检测频率及信号传输效率。该温差发电组件包括依次叠加设置的导热底板、温差发电元件及散热器;其中,导热底板上设有第一通孔,温差发电元件上设有第二通孔,散热器上设有第三通孔,第一通孔处于第二通孔在导热底板所确定的平面上的正投影之内,且第一通孔处于第三通孔在导热底板所确定的平面上的正投影之内。本实用新型提供的温差发电组件,能够安装在无线变送器上,并在无线变送器与传热管连接时,利用传热管的热量向无线变送器持续的提供电力,有利于简化供电线路,提高无线变送器的检测频率及信号传输效率。

主设计要求

1.一种温差发电组件,其特征在于,所述温差发电组件包括依次叠加设置的导热底板、温差发电元件及散热器;其中,所述导热底板上设有第一通孔,所述温差发电元件上设有第二通孔,所述散热器上设有第三通孔,所述第一通孔处于所述第二通孔在所述导热底板所确定的平面上的正投影之内,且所述第一通孔处于所述第三通孔在所述导热底板所确定的平面上的正投影之内。

设计方案

1.一种温差发电组件,其特征在于,所述温差发电组件包括依次叠加设置的导热底板、温差发电元件及散热器;其中,所述导热底板上设有第一通孔,所述温差发电元件上设有第二通孔,所述散热器上设有第三通孔,

所述第一通孔处于所述第二通孔在所述导热底板所确定的平面上的正投影之内,且所述第一通孔处于所述第三通孔在所述导热底板所确定的平面上的正投影之内。

2.根据权利要求1所述的温差发电组件,其特征在于,所述温差发电组件还包括设于所述第二通孔中的第一隔热管段及设于所述第三通孔中的第二隔热管段。

3.根据权利要求2所述的温差发电组件,其特征在于,所述第一隔热管段与所述第二隔热管段一体成型,所述第一隔热管段与所述导热底板在所述第一通孔的轴线方向上相抵接。

4.根据权利要求1所述的温差发电组件,其特征在于,所述散热器包括环形主体,所述环形主体的外缘向面向所述导热底板的一侧延伸形成第一延伸部,所述温差发电元件设于所述第一延伸部的内侧。

5.根据权利要求4所述的温差发电组件,其特征在于,所述第一延伸部与所述温差发电元件之间设有第一隔热密封材料,所述第一延伸部与所述导热底板之间设有第二隔热密封材料。

6.根据权利要求4所述的温差发电组件,其特征在于,所述温差发电元件包括面向所述环形主体的冷端面及面向所述导热底板的热端面;

所述冷端面与所述环形主体之间设有第一导热密封材料,所述热端面与所述导热底板之间设有第二导热密封材料。

7.根据权利要求4所述的温差发电组件,其特征在于,所述环形主体的内缘向背向所述导热底板的一侧延伸形成第二延伸部,所述第二延伸部的内侧限定出所述第三通孔;

所述第二延伸部的外侧设有多个散热翅片,各个散热翅片沿所述第三通孔的径向延伸,且所述多个散热翅片以所述第三通孔的轴线为中心呈圆周阵列布置。

8.一种无线变送器,所述无线变送器包括支撑杆,所述支撑杆的一端连接表头,另一端连接探测头,其特征在于,所述无线变送器还包括如权利要求1~7中任一项所述的温差发电组件;其中,

所述支撑杆穿过所述温差发电组件的第一通孔、第二通孔及第三通孔,所述导热底板位于所述探测头与所述温差发电组件的温差发电元件之间。

9.根据权利要求8所述的无线变送器,其特征在于,所述支撑杆外设有螺纹连接部;所述无线变送器还包括:

设置于所述导热底板背向所述温差发电元件的一侧、且与所述支撑杆螺纹连接的安装螺母;以及

设置于所述散热器背向所述温差发电元件的一侧、且与所述支撑杆螺纹连接的压紧螺母。

10.根据权利要求8所述的无线变送器,其特征在于,所述表头包括与所述支撑杆连接的表壳,所述表壳内设有电压调整装置、储能装置及变送器主体,

所述电压调整装置的输入端与所述温差发电元件连接,所述电压调整装置的输出端分别与所述储能装置的输入端及所述变送器主体连接,所述储能装置的输出端与所述变送器主体连接,所述变送器主体与所述探测头连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及变送器领域,尤其涉及一种温差发电组件及无线变送器。

背景技术

在热管网传输蒸汽的过程中,随着管道的直径、长度、曲直不同,管内蒸汽的温度、压力与流量也会随之变化。相关技术中,利用变送器对远距离传输的管内蒸汽进行检测,同时为了降低变送器的布线难度,采用电池对变送器进行供电,然而由于电池容量有限,需要经常更换,导致维护成本较高,且难以满足数据的实时测定及信号的实时传输,当管网发生泄漏时,监控端往往需要经过很长的时间才能够得到数据的反馈,而此时有可能故障点附近的多个检测点所测定到的数据均已产生了变化,因此无法实现对故障地点的精准定位,而且低频率的信号传输也不能满足温度敏感行业对管路温度的监控与调整。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种温差发电组件及无线变送器,用于安装在无线变送器上,以在无线变送器与传热管连接时,利用传热管的热量使温差发电组件持续的向该无线变送器提供电力,有利于简化无线变送器的供电线路,提高无线变送器的检测频率及信号传输效率。

为了实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:

本实用新型的第一方面提供了一种温差发电组件,该温差发电组件包括依次叠加设置的导热底板、温差发电元件及散热器;其中,导热底板上设有第一通孔,温差发电元件上设有第二通孔,散热器上设有第三通孔,第一通孔处于第二通孔在导热底板所确定的平面上的正投影之内,且第一通孔处于第三通孔在导热底板所确定的平面上的正投影之内。

可选地,温差发电组件还包括设于第二通孔中的第一隔热管段及设于第三通孔中的第二隔热管段。

可选地,第一隔热管段与第二隔热管段一体成型,第一隔热管段与导热底板在第一通孔的轴线方向上相抵接。

可选地,散热器包括环形主体,环形主体的外缘向面向导热底板的一侧延伸形成第一延伸部,温差发电元件设于第一延伸部的内侧。

可选地,第一延伸部与温差发电元件之间设有第一隔热密封材料,第一延伸部与导热底板之间设有第二隔热密封材料。

可选地,温差发电元件包括面向环形主体的冷端面及面向导热底板的热端面;冷端面与环形主体之间设有第一导热密封材料,热端面与导热底板之间设有第二导热密封材料。

可选地,环形主体的内缘向背向导热底板的一侧延伸形成第二延伸部,第二延伸部的内侧限定出第三通孔;第二延伸部的外侧设有多个散热翅片,各个散热翅片沿第三通孔的径向延伸,且多个散热翅片以第三通孔的轴线为中心呈圆周阵列布置。

基于上述温差发电组件的技术方案,本实用新型的第二方面提供了一种无线变送器,无线变送器包括支撑杆,支撑杆的一端连接表头,另一端连接探测头;无线变送器还包括如上述任一项技术方案中的温差发电组件;其中,支撑杆穿过温差发电组件的第一通孔、第二通孔及第三通孔,导热底板位于探测头与温差发电组件的温差发电元件之间。

可选地,支撑杆外设有螺纹连接部;无线变送器还包括:设置于导热底板背向温差发电元件的一侧、且与支撑杆螺纹连接的安装螺母;以及设置于散热器背向温差发电元件的一侧、且与支撑杆螺纹连接的压紧螺母。

可选地,表头包括与支撑杆连接的表壳,表壳内设有电压调整装置、储能装置及变送器主体,电压调整装置的输入端与温差发电元件连接,电压调整装置的输出端分别与储能装置的输入端及变送器主体连接,储能装置的输出端与变送器主体连接,变送器主体与探测头连接。

与现有技术相比,本实用新型提供的温差发电组件及无线变送器具有如下有益效果:

本实用新型提供的温差发电组件,包括依次叠加设置的导热底板、温差发电元件及散热器,通过导热底板上设有第一通孔,温差发电元件上设有第二通孔,散热器上设有第三通孔,第一通孔处于第二通孔在导热底板所确定的平面上的正投影之内,且第一通孔处于第三通孔在导热底板所确定的平面上的正投影之内,使变送器的支撑杆能够依次穿过第一通孔、第二通孔及第三通孔,实现将温差发电组件的导热底板、温差发电元件及散热器安装在无线变送器的支撑杆上。此时将无线变送器安装在传热管上,使支撑杆连接探测头的一端插入传热管管壁上的接口内,导热底板直接或间接的与传热管管壁接触,即可利用传热管的热量使温差发电元件上靠近导热底板的一端与靠近散热器的一端产生温差,进而能够利用温差发电元件持续的向该无线变送器提供电力。而且由于第一通孔处于第二通孔在导热底板所确定的平面上的正投影之内,且第一通孔处于第三通孔在导热底板所确定的平面上的正投影之内,还能改善支撑杆对散热器及温差发电元件的温度影响,使温差发电元件输出的电能更稳定。

值得指出的是,该温差发电组件可以直接套装在无线变送器的支撑杆外,无需改变无线变送器与传热管的连接方式,即可对无线变送器进行供电,能够简化电路,并持续地向该无线变送器提供电力,有利于提高无线变送器的检测频率及信号传输效率,采用该温差发电组件供电的无线变送器对管内的温度、压力及流量进行检测,能够在较短的时间内得到数据反馈,有利于掌握管内的能量损耗,对管内资源进行优化调配,还可以对热管网故障进行及时精准的定位与排除。

本实用新型提供的无线变送器所能实现的有益效果,与上述技术方案提供的温差发电组件所能达到的有益效果相同,在此不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,构成本实用新型的一部分,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:

图1示出了本实用新型的一个实施例的温差发电组件的结构示意图;

图2示出了本实用新型的另一个实施例的温差发电组件的结构示意图;

图3示出了本实用新型的一个实施例的无线变送器的结构示意图;

图4示出了本实用新型的另一个实施例的无线变送器的结构示意图;

图5示出了本实用新型的一个实施例的无线变送器与传热管连接的结构示意图。

附图标记:

102-导热底板, 104-温差发电元件, 106-散热器,

108-第一通孔, 110-第二通孔, 112-第三通孔,

114-第一隔热管段, 116-第二隔热管段, 118-P型温差电材料,

120-N型温差电材料, 122-环形主体, 124-第一延伸部,

126-第一隔热密封材料, 128-第二隔热密封材料, 130-第一导热密封材料,

132-第二导热密封材料, 134-第二延伸部, 136-散热翅片,

202-支撑杆, 204-表壳, 206-探测头,

208-螺纹连接部, 210-安装螺母, 212-压紧螺母,

214-导热垫片, 30-传热管。

具体实施方式

为便于理解,下面结合说明书附图,对本实用新型的实施例提供的温差发电组件及无线变送器进行详细描述。

参见图1和图2,本实用新型的实施例提供的温差发电组件包括依次叠加设置的导热底板102、温差发电元件104及散热器106;其中,导热底板102 上设有第一通孔108,温差发电元件104上设有第二通孔110,散热器106上设有第三通孔112,第一通孔108处于第二通孔110在导热底板102所确定的平面上的正投影之内,且第一通孔108处于第三通孔112在导热底板102所确定的平面上的正投影之内。

本实用新型提供的温差发电组件,包括依次叠加设置的导热底板102、温差发电元件104及散热器106,通过导热底板102上设有第一通孔108,温差发电元件104上设有第二通孔110,散热器106上设有第三通孔112,第一通孔108处于第二通孔110在导热底板102所确定的平面上的正投影之内,且第一通孔108处于第三通孔112在导热底板102所确定的平面上的正投影之内,使得变送器的支撑杆202能够依次穿过第一通孔108、第二通孔110及第三通孔112,实现将温差发电组件的导热底板102、温差发电元件104及散热器106安装在无线变送器的支撑杆202上(参见图3和图4)。此时将无线变送器安装在传热管30上(参见图5),使支撑杆202连接探测头206的一端插入传热管30管壁上的接口内,导热底板直接或间接的与传热管30的管壁接触,即可利用传热管30的热量使温差发电元件104上靠近导热底板102的一端与靠近散热器106的一端产生温差,进而能够利用温差发电元件104持续的向该无线变送器提供电力。而且由于第一通孔108处于第二通孔110在导热底板102所确定的平面上的正投影之内,且第一通孔108处于第三通孔 112在导热底板102所确定的平面上的正投影之内,还能改善支撑杆202对散热器106及温差发电元件104的温度影响,使温差发电元件104输出的电能更稳定。

示例性的,温差发电芯片可以由多个温差电单偶对组成,例如将P型温差电材料118与N型温差电材料120通过金属导流片连接形成单个温差电单偶对,然后将若干个温差电单偶对串联起来(参见图2),并用导热绝缘陶瓷片覆盖在上下两侧的金属导流片上,以制作成温差发电芯片。其中,P型温差电材料118与N型温差电材料120是利用塞贝克效应与帕尔贴效应实现热电直接相互转换的材料。当热电材料两端出现温差时,便能够形成电压,以接入电路中,作为电源使用。

值得指出的是,该温差发电组件可以直接套装在无线变送器的支撑杆202 外,无需改变无线变送器与传热管30的连接方式,即可对无线变送器进行供电,能够简化电路,并持续地向该无线变送器提供电力,有利于提高无线变送器的检测频率及信号传输效率,采用该温差发电组件供电的无线变送器对管内的温度、压力及流量进行检测,能够在较短的时间内得到数据反馈,有利于掌握管内的能量损耗,对管内资源进行优化调配,还可以对热管网故障进行及时精准的定位与排除。

在一些实施例中,参见图2,温差发电组件还包括设于第二通孔110中的第一隔热管段114及设于第三通孔112中的第二隔热管段116。

在该实施例中,通过在第二通孔110内设置第一隔热管段114,能够进一步改善支撑杆202对温差发电元件104温度的影响,使温差发电元件104输出的电能更稳定。通过在第三通孔112内设置第二隔热管段116,能够进一步改善支撑杆202对散热器106温度的影响,提高散热器106对温差发电元件 104冷端面的散热能力,提高温差发电元件104冷端面与热端面的温差,增大发电量。

示例性的,参见图2,第一隔热管段114与第二隔热管段116一体成型,第一隔热管段114与导热底板102在第一通孔108的轴线方向上相抵接。

本方案中,通过设置第一隔热管段114与第二隔热管段116一体成型,第一隔热管段114与导热底板102在第一通孔108的轴线方向上相抵接,简化了结构,且具有安装定位方便的优点,大幅提高了实用性。

示例性的,第一隔热管段114及第二隔热管段116的材质可以为尼龙等耐热塑料或橡胶,其导热率小于或等于0.5W\/(m〃K),具有较佳的隔热效果,进而有利于提高温差发电元件的发电量及电量输出的稳定性。

示例性的,第一隔热管段114与温差发电元件104的第二通孔110过盈配合,例如过盈量为0.1~0.3mm;第二隔热管段116与散热器106的第三通孔 112过盈配合,例如过盈量为0.1~0.3mm。本实施例中,第一隔热管段114与温差发电元件104、及第二隔热管段116与散热器106之间隔热效果好,且整个连接后的牢固性和可靠性高。

作为一种可能的实施方式,参见图2,第二通孔110的孔径与第三通孔 112的孔径相等、且均小于第一通孔108的孔径,第一通孔108、第一隔热管段114及第二隔热管段116三者的内径相等且轴线重合,将导热底板102、温差发电元件104及散热器106套装在支撑杆202上时操作简单方便。

为了使支撑杆202能够对导热底板102、温差发电元件104及散热器106 进行支撑定位,也可以设置支撑杆202为阶梯状(未图示),并设置第一通孔108、第一隔热管段114的内径及第二隔热管段116的内径分别与支撑杆 202上不同径向尺寸的杆段相配合。

在一些实施例中,参见图2,散热器106包括环形主体122,环形主体122 的外缘向面向导热底板102的一侧延伸形成第一延伸部124,温差发电元件 104设于第一延伸部124的内侧。

在该实施例中,通过环形主体122的外缘向面向导热底板102的一侧延伸形成第一延伸部124,将温差发电元件104设于第一延伸部124的内侧,便于安装温差发电元件104,且能够提高温差发电元件104安装定位后的稳定性、可靠性和准确性,进而使温差发电元件104的电能输出更稳定,不易出现故障。

在一些实施例中,参见图2和图3,第一延伸部124与温差发电元件104 之间设有第一隔热密封材料126,第一延伸部124与导热底板102之间设有第二隔热密封材料128。

在该实施例中,通过在散热器106的第一延伸部124与温差发电元件104 之间设置第一隔热密封材料126,在散热器106的第一延伸部124与导热底板 102之间设置第二隔热密封材料128,能够改善导热底板102的温度与散热器 106的温度相互影响的现象,有利于提高温差发电元件104两端的温差,增大发电量。

示例性的,第一延伸部124的高度小于温差发电元件104的厚度,以使温差发电元件104能够夹紧于导热底板102与环形主体122之间,并方便在第一延伸部124与导热底板102之间设置第二隔热密封材料128。

示例性的,第一延伸部124内侧形成的用于容置温差发电元件104的凹槽的直径相较温差发电元件104的直径至少大8mm,以便于在第一延伸部124 与温差发电元件104之间填充第一隔热密封材料126;该凹槽的深度相较温差发电元件104的厚度至少小1mm,以使第一延伸部124与导热底板102之间的间距不会过小,同时便于在第一延伸部124与导热底板102之间设置第二隔热密封材料128,有利于降低导热底板102直接传递到散热器106的热量,提高温差发电元件104的发电效率。其中,第一隔热密封材料126可以是隔热密封垫,第二隔热密封材料128也可以是隔热密封垫。

为了提高密封和隔热效果,第一隔热密封材料126可以由隔热石棉制成,第二隔热密封材料128可以由硅胶或铁氟龙材质制成。

在一些实施例中,参见图2,温差发电元件104包括面向环形主体122的冷端面及面向导热底板102的热端面;冷端面与环形主体122之间设有第一导热密封材料130,热端面与导热底板102之间设有第二导热密封材料132。

在该实施例中,通过在冷端面与环形主体122之间设置第一导热密封材料130,在热端面与导热底板102之间设置第二导热密封材料132,提高了冷端面与环形主体122之间的传热效率、及热端面与导热底板102之间的传热效率,使热端面的温度能够迅速上升,冷端面的温度能够更快的散发至环境中,有利于进一步提高温差发电元件104两端的温差,增大发电量。

示例性的,第一导热密封材料130和第二导热密封材料132均呈片状,且直径均大于温差发电元件104的直径,有利于增大传热面积。

示例性的,第一导热密封材料130及第二导热密封材料132可以由石墨纸或导热硅脂等高导热率材料。

在一些实施例中,参见图2和图3,环形主体122的内缘向背向导热底板 102的一侧延伸形成第二延伸部134,第二延伸部134的内侧限定出第三通孔 112;第二延伸部134的外侧设有多个散热翅片136,各个散热翅片136沿第三通孔112的径向延伸,且多个散热翅片136以第三通孔112的轴线为中心呈圆周阵列布置。

在该实施例中,通过环形主体122的内缘向背向导热底板102的一侧延伸形成第二延伸部134,第二延伸部134的内侧限定出第三通孔112,有利于增强散热器106的散热效果,并提高与支撑杆202连接后的牢固性。通过第二延伸部134的外侧设有多个散热翅片136,各个散热翅片136沿第三通孔 112的径向延伸,且多个散热翅片136以第三通孔112的轴线为中心呈圆周阵列布置,能够进一步增强散热器106的散热效果,以提高温差发电元件104冷、热端面的温差,增大发电量。

示例性的,各个散热翅片136的厚度沿第三通孔112的径向方向由内至外逐渐减小,以使空气更容易在各个翅片之间流通,散热效果更好。

另一方面,参见图3至图5,基于上述温差发电组件的技术方案,本实用新型的实施例提供了一种无线变送器,该无线变送器包括支撑杆202,支撑杆 202的一端连接表头,另一端连接探测头206;无线变送器还包括如上述任一项技术方案中的温差发电组件;其中,支撑杆202穿过温差发电组件的第一通孔108、第二通孔110及第三通孔112,导热底板102位于探测头206与温差发电组件的温差发电元件104之间。

本实用新型提供的无线变送器,将温差发电组件直接套装在支撑杆202 上,在与传热管30连接时,无需改变无线变送器与传热管30的连接方式,即可对无线变送器进行供电,能够简化电路,并持续地向该无线变送器提供电力,有利于提高无线变送器的检测频率及信号传输效率,采用该温差发电组件供电的无线变送器对管内的温度、压力及流量进行检测,能够在较短的时间内得到数据反馈,有利于掌握管内的能量损耗,对管内资源进行优化调配,还可以对热管网故障进行及时精准的定位与排除。

在一些实施例中,参见图3至图5,支撑杆202外设有螺纹连接部208;无线变送器还包括:设置于导热底板102背向温差发电元件104的一侧、且与支撑杆202螺纹连接的安装螺母210;以及设置于散热器106背向温差发电元件104的一侧、且与支撑杆202螺纹连接的压紧螺母212。

在该实施例中,安装螺母210和压紧螺母212均套设于螺纹连接部208 上以与支撑杆202螺纹连接,无线变送器还可以通过支撑杆202上的螺纹连接部208与传热管30侧壁上的接口螺纹连接,然后通过安装螺母210进行紧固,以限制支撑杆202相对传热管30的接口转动,然后通过旋转压紧螺母212,将温差发电组件中的导热底板102、温差发电元件104及散热器106压紧在压紧螺母212与安装螺母210之间,具有结构简单,连接方便、牢靠的优点,可靠性高。

在一些实施例中,安装螺母210由导热良好的金属材料制成,例如轻质、导热好的铝材料。安装螺母210面向传热管30的接口的表面设置有导热垫片 214(参见图4),一方面提高了无线变送器与传热管30连接后的牢固性,另一方面能够提高传热管30与导热底板102之间的传热效率。

作为一种可能的实施方式,导热垫片214的材质为紫铜,厚度为 1.0~2.0mm,导热系数高且易变形,可以与管壁完全贴合,能够将管壁热量高效率的导向温差发电元。

在一些实施例中,表头包括与支撑杆202连接的表壳204,表壳204内设有电压调整装置、储能装置及变送器主体,电压调整装置的输入端与温差发电元件104连接,电压调整装置的输出端分别与储能装置的输入端及变送器主体连接,储能装置的输出端与变送器主体连接,变送器主体与探测头206 连接。

在该实施例中,通过电压调整装置的输入端与温差发电元件104连接,电压调整装置的输出端分别与储能装置的输入端及变送器主体连接,能够利用电压调整装置对温差发电元件104产生的电压进行调节,向储能装置及变送器主体输出更稳定的电压,不易因温差发电元件104两侧温度的变化而导致输出的电压忽高忽低。储能装置的输出端与变送器主体连接,变送器主体与探测头206连接,储能装置用于储存经电压调整装置调整后输出的电能,并能够在需要时将自身储存的电能输出至变送器主体,以使变送器主体及探测头206稳定工作。

示例性的,储能装置包括充电电池或电容器,其中电容器可以选用超级电容器,在导热底板102升温初期,温度还未达到要求温度时,超级电容器中所存储的电能也能满足变送器及探测头206的数据采集和传输。而且在使用环境下,脉冲电压较高,脉冲输出能力优异,与温差发电元件104相匹配使用,稳定可靠,适宜于无线变送器这种变功率负载。

示例性的,无线变送器数据传输瞬间,需要电流相对较大,储能装置放电;无线变送器数据采集时,所需的电流较小,此时为数据非传输时间,温差发电元件104以相对小电流模式为储能装置进行充电。

示例性的,电压调节装置包括升降压模块,支撑杆202呈管状,且对应温差发电元件104的管壁区域设有线孔,温差发电元件104的正负电极通过该线孔引入支撑杆202内部,并通过支撑杆202引入表壳204中、与升降压模块的输入端连接。

示例性的,变送器主体还包括无线远传模块,无线远传模块的传输模式可以是GPRS,能够高效率的向外传输检测到的温度、压力与流量数据,使远程终端在较短的时间内得到数据反馈,有利于掌握管内的能量损耗,对管内资源进行优化调配,还可以对热管网故障进行及时精准的定位与排除。

综上,该无线变送器可以直接把高温蒸汽管壁热量转化为电能,为无线变送器内的耗电设备提供电源,实现管内蒸汽温度、压力、流量的实时监测和高频率的无线传输,继而实现对远距离的蒸汽管网进行实时监控,变化与蒸汽网管能耗的精准计算,以及故障发生时能够对故障地点进行精准定位。此外,无线对现有的管路进行更改,采用原有的安装方式就可对该无线变送器进行安装。

为了改善管内温度波动而造成温差发电元件104所产生的电压不稳定,电压调节装置选用升降压模块,该升降压模块同时采用升压芯片和降压芯片的双芯片设计,使输入电压为2.0V~28V、输出电压为1.25V~26V,转换效率为40%≤η2<\/sub>≤90%(转换效率与输入、输出电压、电流、压差有关),具有电压宽输入与宽输出、自动升压、降压、稳压的功能。温差发电元件104产生的电流通过该升降压模块可直接输出1.25V~26V任意稳定电压,供电路使用。而且为了防止电流倒灌,还可以在升降压模块的输出端与储能装置(例如电容器)之间还串联有二极管。

为了保证当管道发生泄漏温度降低时,在至少24小时内达到10次\/分钟的数据传输频率需求,可以配置储能装置(例如电容器)的容量至少为230mAh。

作为一种可能的设计,温差发电元件104选用低温热电材料Bi2<\/sub>Te3<\/sub>,Bi2<\/sub>Te3<\/sub>塞贝克系数为S:200uv\/K≤S≤300uv\/K;转换效率η1<\/sub>≥5,内部的N-P热电对(即P型温差电材料118与N型温差电材料120通过金属导流片连接形成的单个温差电单偶对)数量、高度、截面不同,相同温差下温差发电元件104 的电压与内阻均不同。

为了满足无线变送器功耗需求及升降压模块中芯片驱动电压,温差发电元件104开路电压Vopen<\/sub>=2×n×S×ΔT≥2.8V(其中n为热电对数量、S为热电材料塞贝克系数、ΔT为温度差),最大功率设计图

温差发电组件及无线变送器论文和设计

相关信息详情

申请码:申请号:CN201920115918.9

申请日:2019-01-23

公开号:公开日:国家:CN

国家/省市:13(河北)

授权编号:CN209267479U

授权时间:20190816

主分类号:H02N 11/00

专利分类号:H02N11/00

范畴分类:37B;

申请人:新奥科技发展有限公司

第一申请人:新奥科技发展有限公司

申请人地址:065001 河北省廊坊市廊坊开发区广阳道北

发明人:曹聪帅;齐会龙;魏健;王培侨;姜恒;聂革;耿金峰;房娟

第一发明人:曹聪帅

当前权利人:新奥科技发展有限公司

代理人:申健

代理机构:11274

代理机构编号:北京中博世达专利商标代理有限公司

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类型名称:外观设计

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温差发电组件及无线变送器论文和设计-曹聪帅
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