CN105897338A - 一种基于光纤供能的户外检测装置 - Google Patents

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曹珊珊
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王震
胡继刚
张帆
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Abstract

本发明涉及一种基于光纤供能的户外检测装置，包括发电单元、信号接收处理单元以及冷热处理装置；发电单元分别与信号接收处理单元以及冷热处理装置连接，冷热处理装置设置在信号接收处理单元上；所述发电单元包括激光器、光伏电池、传能光纤以及电源管理模块。本发明的优点在于：采用光纤供能的方式给户外设备的检测装置供能，避免了供能***中会出现的干扰等问题；电源管理中采用两条不同的支路，确保在常温下检测装置能够顺利平稳运行；在低温或者高温情况时，能够迅速启动应急支路，在原有激光功率不变的情况下，维持检测装置的运行。

Description

一种基于光纤供能的户外检测装置
技术领域
本发明涉及一种光纤供能领域，特别涉及一种基于光纤供能的户外检测装置。
背景技术
很多的户外设备都设置在条件比较苛刻的条件下，户外的昼夜温差很大，且温度会随着四季的变化发生大幅度的变化，由于户外条件的限制，人员到场对设备进行检测和检查很不现实，一般都采用另外的独立供能的检测设备进行检测，目前的检测设备大都不具备抗低温以及抗高温的特性。
在供能***许多应用中，远端的传感器、变频器盒其他通讯设备经常会受到高频噪声、电磁干扰、磁场或高电压的影响，这些环境会影响电子设备的运行及性能。光纤供能能够成功的解决这些问题，所谓光纤供能就是利用激光器，通过光纤传输，经过接收端的光电转换实现供能。由于光纤的使用，基于这种技术的***具备电磁干扰免疫，耐腐蚀以及高频信号和闪电影响不敏感等性质。此外，光纤的体积远小于铜电缆，因此光纤供能技术适宜长距离传输及作用；但是在光纤供能***普遍存在供电不足的情况，因此只适应于低功耗***。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于光纤供能的户外检测装置。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种基于光纤供能的户外检测装置，其创新点在于：包括发电单元、信号接收处理单元以及冷热处理装置；所述发电单元分别与信号接收处理单元以及冷热处理装置连接，所述冷热处理装置设置在信号接收处理单元上；
所述发电单元包括激光器、光伏电池、传能光纤以及电源管理模块，所述电源管理模块包括总路、常用支路以及并联在常用支路上的应急支路，所述总路上设置有前级DC-DC模块，所述常用支路与信号接收处理单元连接，其上具有温控开关A以及储能模块A，所述应急支路并联在温控开关A上；该应急支路上具有一与温控开关A联动的温控开关B，且从该应急支路上延伸出一条与冷热处理装置连接的连接支路。
进一步的，所述应急支路包括储能支路以及供能支路，所述储能支路上具有储能模块A、电源检测模块以及开关模块A；所述供能支路包括报警灯、升降压DC-DC模块、开关模块B以及微处理器；所述微处理器具有一与储能支路连接的内部AD模块，该微处理器还分别与开关模块A以及开关模块B连接，所述微处理器供电端口与升降压DC-DC模块连接，其输电端口并联在常用支路上且该端口与连接支路连接。
进一步的，所述信号接收处理单元包括远端处理单元、传感节点以及监控节点。
进一步的，所述冷热处理装置包括容纳信号接收处理单元的保护壳、位于壳体内侧的风扇以及设置在风扇前侧的电阻丝；所述保护壳呈圆筒状，其上设置有保温层，所述风扇同轴设置在保护壳内侧后端。
进一步的，所述保护壳外层包裹一层绝缘层，所述绝缘层外部包裹有防冻层。
进一步的，所述传感节点为传感器，所述监控节点为监控探头。
本发明的优点在于：
（1）采用光纤供能的方式给户外设备的检测装置供能，避免了供能***中会出现的干扰等问题；电源管理中采用两条不同的支路，确保在常温下检测装置能够顺利平稳运行；在低温或者高温情况时，能够迅速启动应急支路，在原有激光功率不变的情况下，维持检测装置的运行。
（2）应急支路包括储能支路以及供能支路，当温度超出设定的温度范围时，应急支路开启，常用支路断开，在微处理器的控制下，应急电路能够实现间歇性较大功率的供电，满足后续信号接收处理单元以及冷热处理装置的工作。
（3）监控节点以及传感节点上的保护壳可以保护监控节点以及传感节点免受风雨的侵袭，其内部的风扇可以在温度较高时对部件进行降温，在温度较低时，风扇可以配合电阻丝吹出热风，实现对部件的低温保护。
（4）远端处理单元与传感节点以及监控节点分别电连接，实现对户外设备的全面检测。
附图说明
图1为本发明一种基于光纤供能的户外检测装置的框图。
图2为本发明一种基于光纤供能的户外检测装置的发电单元示意图。
图3为本发明一种基于光纤供能的户外检测装置的冷热处理装置的示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明公开了一种基于光纤供能的户外检测装置，包括发电单元2、信号接收处理单元1以及冷热处理装置3；发电单元2分别与信号接收处理单元1以及冷热处理装置3连接，冷热处理装置3设置在信号接收处理单元1上；
如图2所示，发电单元包括激光器18、光伏电池4、传能光纤19以及电源管理模块，电源管理模块包括总路、常用支路以及并联在常用支路上的应急支路，总路上设置有前级DC-DC模块5，前级DC-DC模块5自带MPPT（最大功率点跟踪），保证光伏电池4工作在最大功率附近，常用支路与信号接收处理单元连接，为信号接收处理单元供能，常用支路上具有温控开关A6以及储能模块A17，温控开关A6在常温段内处于闭合状态，当温度低于或者高于该温度段时自动断开；储能模块A17能够将多余的能源储存起来；应急支路并联在温控开关A6上；该应急支路上具有一与温控开关A6联动的温控开关B16，温控开关B16处于常开状态，当温控开关A6断开时，温控开关B16闭合，应急支路接入工作电路，且从该应急支路上延伸出一条与冷热处理装置连接的连接支路。
应急支路包括储能支路以及供能支路，储能支路上具有储能模块B14、开关模块A以及电源监测模块12，开关模块A包括第一开关13、第二开关11以及第四开关10；供能支路包括报警灯7、开关模块B、升降压DC-DC模块9以及微处理器，开关模块B包括第三开关8；电源监测模块12与第二开关11电压控制端连接，第二开关11输入端与第三开关8输出端连接，第三开关8输入端上连接有第四开关10，微处理器具有一与储能支路连接的内部AD模块15，该微处理器还分别与第一开关13以及第四开关10连接，该微处理器的供电端口与升降压DC-DC模块9连接，输电端口处连接有连接支路；第一开关13和第三开关8选用晶体三极管，低电平导通，第二开关11和第四开关10选用MOS场效应管，高电平导通。第一开关13处于常闭状态，当应急电路接入电路后，储能电路接通，储能模块B14处于充电状态，当其两端的电压充到电源监测模块12设置的阀值后，第二开关11、第三开关8导通，供能支路接通，报警灯7亮起，提醒人们该检测设备处于应急状态，供能支路上的升降压DC-DC模块9的作用是输出合适的电压轨让微处理器工作，微处理器的作用下瞬间导通第四开关，断开第一开关，微处理器内部AD模块15测量储能模块两端电压，当电压低于一定值时，导通第一开关13，断开第四开关10、第二开关11以及第三开关8，这时，储能模块B14又处于充电状态，照此不停循环，实现应急支路的间歇高功率供能，以带动冷热处理装置3和信号接收处理装置1运行。
信号接收处理单元1包括远端处理单元、传感节点以及监控节点，远端处理单元分别与传感节点以及监控节点电连接，传感节点包括各类传感器，监控节点包括摄像头之类的监控探头。
如图3所示，在信号接收处理单元1上，尤其是在传感器和各类摄像探头上安装有冷热处理装置3，冷热处理装置3包括容纳信号接收处理单元1的保护壳、位于壳体内侧的风扇21以及设置在风扇21前侧的电阻丝22；保护壳呈圆筒状，保护壳外层包裹一层绝缘层20，绝缘层20外部包裹有防冻层；传感器等即安装在保护壳内，在此以传感器为例，风扇21同轴设置在保护壳24内侧后端，能够保证从风扇21吹出的风能够吹拂在传感器23上，风扇21与传感器23之间安装有电阻丝22，当温度过高时，仅风扇21开启，为传感器23降温，当温度过低时，风扇21与电阻丝22同时开启，风扇21将经电阻丝22加热的空气吹向传感器23，为传感器23升温，在实际操作中，传感器23可以视具体需要放置在保护壳24内部或者保护壳前端出风口处，保护壳24也可做成前大后小的锥形，方便聚风。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种基于光纤供能的户外检测装置，其特征在于：包括发电单元、信号接收处理单元以及冷热处理装置；所述发电单元分别与信号接收处理单元以及冷热处理装置连接，所述冷热处理装置设置在信号接收处理单元上；
所述发电单元包括激光器、光伏电池、传能光纤以及电源管理模块，所述电源管理模块包括总路、常用支路以及并联在常用支路上的应急支路，所述总路上设置有前级DC-DC模块，所述常用支路与信号接收处理单元连接，其上具有温控开关A以及储能模块A，所述应急支路并联在温控开关A上；该应急支路上具有一与温控开关A联动的温控开关B，且从该应急支路上延伸出一条与冷热处理装置连接的连接支路。
2.根据权利要求1所述的一种基于光纤供能的户外检测装置，其特征在于：所述应急支路包括储能支路以及供能支路，所述储能支路上具有储能模块A、电源检测模块以及开关模块A；所述供能支路包括报警灯、升降压DC-DC模块、开关模块B以及微处理器；所述微处理器具有一与储能支路连接的内部AD模块，该微处理器还分别与开关模块A以及开关模块B连接，所述微处理器供电端口与升降压DC-DC模块连接，其输电端口并联在常用支路上且该端口连接有连接支路。
3.根据权利要求1所述的一种基于光纤供能的户外检测装置，其特征在于：所述冷热处理装置包括容纳信号接收处理单元的保护壳、位于壳体内侧的风扇以及设置在风扇前侧的电阻丝；所述保护壳呈圆筒状，所述风扇同轴设置在保护壳内侧后端。
4.根据权利要求1所述的一种基于光纤供能的户外检测装置，其特征在于：所述信号接收处理单元包括远端处理单元、传感节点以及监控节点，所述远端处理单元分别与传感节点和监控节点连接。
5.根据权利要求3所述的一种基于光纤功能的户外检测装置，其特征在于：所述保护壳外层包裹一层绝缘层，所述绝缘层外部包裹有防冻层。
6.根据权利要求4所述的一种基于光纤供能的户外检测装置，其特征在于：所述传感节点为传感器，所述监控节点为监控探头。
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