CN209313537U - 一种无线充电***金属异物检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无线充电***金属异物检测装置，属于无线充电领域，包括：磁流变液探测器、运动执行机构和信号采集器，所述磁流变液探测器内含有磁流变液材料，所述磁流变液探测器的输出端连接所述信号采集器的输入端，所述运动执行机构控制所述磁流变液探测器沿原边线圈水平移动，本实用新型通过运动执行机构控制磁流变液探测器在原边线圈对副边线圈充电前对原边线圈进行扫描，通过信号采集器可以观测出原边线圈内金属异物是否存在，起到金属异物检测的技术效果，本实用新型结构简单，检测灵敏度高，成本低廉。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线充电领域，尤其是一种无线充电***金属异物检测装置。
背景技术
电动汽车感应式无线充电***在充电过程中存在以下几个方面的问题：一是原副边线圈之间的磁场耦合区域有异物进入时不易被人察觉；二是当有金属异物(如金属碎片、硬币、易拉罐等)或者生物体异物存在原副边线圈之间耦合区域时会影响原充电磁场分布，从而影响充电效率；三是一定体积或数量的金属异物的进入甚至会因为明显的功率损耗造成异物的温度上升，进而引发火灾、器件损坏等严重后果。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的是提供一种可以检测金属异物的一种无线充电***金属异物检测装置。
本实用新型所采用的技术方案是：
一种无线充电***金属异物检测装置，包括：磁流变液探测器、运动执行机构和信号采集器，所述磁流变液探测器内含有磁流变液材料，所述磁流变液探测器的输出端连接所述信号采集器的输入端，所述运动执行机构控制所述磁流变液探测器沿原边线圈水平移动。
进一步地，所述运动执行机构包括运动控制器、电机驱动器和运动执行器，所述运动控制器的输出端连接所述电机驱动器的输入端，所述电机驱动器的输出端连接所述运动执行器的输入端，所述运动执行器的输出端连接所述磁流变液探测器，控制所述磁流变液探测器移动。
进一步地，所述信号采集器包括信号采集模块和信号比较模块，所述信号采集模块的输入端连接所述磁流变液探测器的输出端，所述信号采集模块的输出端连接所述信号比较器的输入端。
进一步地，所述磁流变液探测器还包括有包层，所述包层内设置磁流变液材料，所述包层由磁导率为零的弹性材料构成，所述包层的两端设置有金属片。
进一步地，所述信号采集模块包括压力传感器或电压传感器。
进一步地，所述无线充电***金属异物检测装置还包括控制器，所述控制器的输入端分别与所述运动执行机构的输出端和所述信号采集器的输出端连接，所述控制器通过开关与所述原边线圈的电源连接。
进一步地，所述无线充电***金属异物检测装置还包括报警器，所述报警器的输入端与所述控制器的输出端连接。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过运动执行机构控制磁流变液探测器在原边线圈对副边线圈充电前对原边线圈进行扫描，通过信号采集器可以观测出原边线圈内金属异物是否存在，起到金属异物检测的技术效果，本实用新型结构简单，检测灵敏度高，成本低廉，可广泛应用于无线充电领域。
附图说明
图1是本实用新型中一种无线充电***金属异物检测装置一具体实施例的结构原理图；
图2是本实用新型中一种无线充电***金属异物检测装置一具体实施例的结构示意图；
图3是本实用新型中一种无线充电***金属异物检测装置一具体实施例中磁流变液探测器的结构示意图；
图4是本实用新型中一种无线充电***金属异物检测装置一具体实施例中异物检测计算原理示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，图1为本实用新型中一种无线充电***金属异物检测装置一具体实施例的结构原理图，包括：磁流变液探测器、运动执行机构和信号采集器，所述磁流变液探测器内含有磁流变液材料，所述磁流变液探测器的输出端连接所述信号采集器的输入端，所述运动执行机构控制所述磁流变液探测器沿原边线圈水平移动。
磁流变液是由磁性颗粒分散在非磁性油类中组成的悬浮液，此种材料在零磁场中表现为牛顿流体，在磁场作用下，磁流变液的颗粒从无序的随机分布状态变成沿着外磁场方向有序分布的线状或者柱状，磁流变液材料的流动性发生改变，表现为宾汉流体特性，此种变化是可逆的，迅速的，适合用于当前多次高效的检测情况。当磁流变液从液态转换到胶态时，两种状态下材料的电阻值和剪切应力都会发生明显的变化，并且会随着磁场强度的变化而变化，因此材料的电阻值或者剪切应力可作为易测参量来反映原边线圈的磁场分布这种难测量。
本实用新型利用磁流变液材料在外磁场作用下的电学特性(磁场强度越大，其中的磁流变液材料的电阻越小，导电性越强)和力学特性的变化进行异物检测。当金属异物掉落在原边线圈内时，会引发原边线圈内磁场分布和磁场强度的变化，当磁流变液探测器经过该磁场区域时，可灵敏反应磁场强度的变化，通过信号采集器的数值的变化可判断出磁流变液探测器内存在金属异物。
具体的，运动执行机构包括运动控制器、电机驱动器和运动执行器，所述运动控制器的输出端连接所述电机驱动器的输入端，所述电机驱动器的输出端连接所述运动执行器的输入端，所述运动执行器的输出端连接所述磁流变液探测器，如图2所示，磁流变液探测器1在运动机构的执行下沿原边线圈2移动，其中3为磁力线的方向，4为副边线圈。
运动控制器控制电机驱动器控制运动执行器固定磁流变液探测器沿指定方向运动。
具体的，如图3所示，磁流变液探测器由包层5内包裹着磁流变液弹性材料6组成，包层由磁导率为零的弹性材料构成，所述包层的两端设置有金属片，信号采集模块通过金属片与磁流变液探测器接触。
如图1所示，所述信号采集器包括信号采集模块、信号放大模块和信号比较模块，所述信号采集模块的输入端连接所述磁流变液探测器的输出端，所述信号采集模块的输出端连接所述信号放大模块的输入端，所述信号放大模块的输出端连接所述信号比较模块的输入端。
信号采集器用于提取磁流变液探测器两端的输出电压，信号放大模块用于将输出电压进行放大，信号比较模块用于将采集到的实时电压与当不存在金属异物时磁流变液探测器两端的输出电压进行比较，若电压的变化值大于预设值，则证明磁流变液探测器当前区域内存在金属异物。
磁流变液在变化的磁场中电学性能和力学性能都会发生变化，所以相应的，信号采集模块包括压力传感器或电压传感器。
本实施例中还包括控制器，所述控制器的输入端分别与所述运动执行机构的输出端和所述信号采集器的输出端连接，所述控制器通过开关与所述原边线圈的电源连接。
本实施例中还包括报警器，所述报警器的输入端与所述控制器的输出端连接。
当检测出有金属异物时，控制器将原边线圈的电源切断，报警器发送报警。
具体计算方法如下：如图4所示，沿所述磁流变液探测器运动方向将所述原边线圈划分为N个预设区域，其中N＝b/a，b为所述磁流变液探测器运动方向原边线圈长度，a为磁流探测器包层宽度；
记录所述磁流变液探测器运动到该预设区域时，信号采集器输出的电压值，所述电压值为所述磁流变液探测器在该预设区域的预设值。
如表1所示，探测器在原边线圈的相对位置为a1、a2、a3、…、an，对应的磁场强度分别为H1、H2、H3、…、Hn，根据磁流变液材料在外加磁场强度一定情况下，对应的电阻值或剪切应力一定，则磁流变液探测器在信号采集器中的输出电压值分别为u1、u2、u3、…、un，将上述电压值作为判断有无异物的依据；在实际检测时，假设磁流变液探测器在各个位置的输出电压值分别对应u'1、u'2、u'3、…、u'n，则可根据电压差|u'i-ui|(i＝1,2,…,n)的大小来判读有无异物：若|u'i-ui|<Δui(Δui为预设的电压差阈值，i＝1,2,…,n)则表明不存在异物，反之，则表明有异物存在。
表1
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (7)
1.一种无线充电***金属异物检测装置，其特征在于，包括：磁流变液探测器、运动执行机构和信号采集器，所述磁流变液探测器内含有磁流变液材料，所述磁流变液探测器的输出端连接所述信号采集器的输入端，所述运动执行机构控制所述磁流变液探测器沿原边线圈水平移动。
2.根据权利要求1所述的一种无线充电***金属异物检测装置，其特征在于，所述运动执行机构包括运动控制器、电机驱动器和运动执行器，所述运动控制器的输出端连接所述电机驱动器的输入端，所述电机驱动器的输出端连接所述运动执行器的输入端，所述运动执行器的输出端连接所述磁流变液探测器，控制所述磁流变液探测器移动。
3.根据权利要求1所述的一种无线充电***金属异物检测装置，其特征在于，所述信号采集器包括信号采集模块、信号放大模块和信号比较模块，所述信号采集模块的输入端连接所述磁流变液探测器的输出端，所述信号采集模块的输出端连接所述信号放大模块的输入端，所述信号放大模块的输出端连接所述信号比较模块的输入端。
4.根据权利要求1所述的一种无线充电***金属异物检测装置，其特征在于，所述磁流变液探测器还包括有包层，所述包层内设置磁流变液材料，所述包层由磁导率为零的弹性材料构成，所述包层的两端设置有金属片。
5.根据权利要求3所述的一种无线充电***金属异物检测装置，其特征在于，所述信号采集模块包括压力传感器或电压传感器。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种无线充电***金属异物检测装置，还包括控制器，所述控制器的输入端分别与所述运动执行机构的输出端和所述信号采集器的输出端连接，所述控制器通过开关与所述原边线圈的电源连接。
7.根据权利要求6所述的一种无线充电***金属异物检测装置，还包括报警器，所述报警器的输入端与所述控制器的输出端连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920044226.XU CN209313537U (zh) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | 一种无线充电***金属异物检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201920044226.XU CN209313537U (zh) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | 一种无线充电***金属异物检测装置 |
Publications (1)
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ID=67680897
Family Applications (1)
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| CN201920044226.XU Active CN209313537U (zh) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | 一种无线充电***金属异物检测装置 |
Country Status (1)
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN109638987A (zh) * | 2019-01-10 | 2019-04-16 | 深圳大学 | 一种无线充电***金属异物检测装置和方法 |
| CN112128825A (zh) * | 2020-09-25 | 2020-12-25 | 山东大学 | 基于无线供电的烟机-燃气灶一体化智能***及方法 |
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2019
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