一種自供電測(cè)溫裝置及測(cè)溫方法與流程
1.本發(fā)明涉及測(cè)溫領(lǐng)域，特別涉及一種自供電測(cè)溫裝置及測(cè)溫方法。
背景技術(shù)：
2.煤是一種重要燃料，尤其在火力發(fā)電廠、冶金廠、水泥廠、焦化廠等大型工業(yè)企業(yè)，煤炭是必不可少的，而企業(yè)一般都會(huì)建造一個(gè)或多個(gè)露天的貯煤場(chǎng)，以此來保證煤的供給。
3.煤堆在長(zhǎng)時(shí)間的堆積過程中，由于氧化反應(yīng)的發(fā)生會(huì)使煤堆溫度升高，當(dāng)溫度高于煤堆燃點(diǎn)時(shí)就會(huì)發(fā)生煤堆自燃等一系列安全事故，嚴(yán)重威脅人的生命財(cái)產(chǎn)安全。為了防止煤堆自燃，相關(guān)技術(shù)利用熱管將煤堆熱量散發(fā)到空氣中，但直接將產(chǎn)生的熱量散發(fā)到空氣中造成能量的浪費(fèi)；相關(guān)技術(shù)中，采用煤堆熱點(diǎn)探測(cè)器，熱管與溫差發(fā)電組件之間的熱損失較大，且組裝不方便，且不能實(shí)現(xiàn)電能的管理。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
4.為解決上述技術(shù)問題中的至少之一，本發(fā)明提供一種自供電測(cè)溫裝置及測(cè)溫方法，所采用的技術(shù)方案如下：
5.本發(fā)明提供一種自供電測(cè)溫裝置，自供電測(cè)溫裝置包括傳熱管、溫差發(fā)電芯片、電能管理組件、溫度傳感器，所述傳熱管內(nèi)部設(shè)置有空腔，所述空腔封閉，所述空腔內(nèi)設(shè)置有傳熱工質(zhì)，所述傳熱管包括蒸發(fā)部、絕熱部、冷凝部，所述蒸發(fā)部設(shè)置于所述傳熱管的第一端，所述冷凝部設(shè)置于所述傳熱管的第二端，所述絕熱部處于所述蒸發(fā)部與所述冷凝部之間，所述蒸發(fā)部用于插入待測(cè)物體內(nèi)，所述蒸發(fā)部通過所述傳熱工質(zhì)將熱量傳遞至所述冷凝部；所述溫差發(fā)電芯片包括熱端、冷端，所述熱端與所述冷凝部連接；所述電能管理組件包括直流轉(zhuǎn)換器、儲(chǔ)能器、電壓檢測(cè)器、充電管理芯片、控制器，所述溫差發(fā)電芯片連接所述直流轉(zhuǎn)換器，所述直流轉(zhuǎn)換器連接所述儲(chǔ)能器，電能能夠儲(chǔ)存在所述儲(chǔ)能器中，所述儲(chǔ)能器連接所述電壓檢測(cè)器，所述電壓檢測(cè)器用于檢測(cè)所述儲(chǔ)能器的電壓，所述充電管理芯片連接所述電壓檢測(cè)器，控制器分別連接所述直流轉(zhuǎn)換器與所述電壓檢測(cè)器；所述溫度傳感器與所述控制器連接。
6.本發(fā)明的實(shí)施例至少具有以下有益效果：本發(fā)明中，待測(cè)物體將熱量傳遞至傳熱管第二端，傳熱管蒸發(fā)部吸收熱量使傳熱工質(zhì)蒸發(fā)為氣態(tài)，氣態(tài)高溫的傳熱工質(zhì)將熱量傳遞至冷凝部，傳熱工質(zhì)在冷凝部液化并回流至蒸發(fā)部，進(jìn)行循環(huán)傳熱，冷凝部將熱量傳遞至溫差發(fā)電芯片，溫差發(fā)電芯片產(chǎn)生的電能對(duì)電能管理組件和溫度傳感器供電，使熱能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行利用。電能管理組件將電能轉(zhuǎn)化為直流并調(diào)整溫差發(fā)電芯片的功率，實(shí)現(xiàn)電能的管理與存儲(chǔ)，并通過充電管理芯片保證儲(chǔ)能器的安全。
7.本發(fā)明的某些實(shí)施例中，所述冷凝部包括發(fā)電單元、散熱單元，所述散熱單元靠近所述絕熱部，所述發(fā)電單元靠近所述傳熱管的第二端，所述發(fā)電單元上設(shè)置有傳熱部件，所述傳熱部件中空，所述傳熱部件套設(shè)在所述發(fā)電單元上，所述傳熱部件側(cè)壁包括多個(gè)安裝平面，所述安裝平面的數(shù)量與所述溫差發(fā)電芯片的數(shù)量相同，各所述溫差發(fā)電芯片分別設(shè)
置于所述安裝平面上。
8.本發(fā)明的某些實(shí)施例中，各所述安裝平面上設(shè)置有散熱組件，所述散熱組件包括安裝支座、散熱翅片，所述安裝支座的第一面上設(shè)置有凹陷部，所述溫差發(fā)電芯片處于所述凹陷部?jī)?nèi)，所述散熱翅片設(shè)置有多個(gè)，各所述散熱翅片并列設(shè)置于所述安裝支座的第二面。
9.本發(fā)明的某些實(shí)施例中，所述散熱翅片包括支撐部、彎轉(zhuǎn)部、平直部，所述支撐部設(shè)置于所述安裝支座上，所述支撐部連接所述彎轉(zhuǎn)部，兩個(gè)所述平直部從所述彎轉(zhuǎn)部?jī)蓚?cè)向遠(yuǎn)離所述支撐部的方向延伸。
10.本發(fā)明的某些實(shí)施例中，所述散熱單元側(cè)壁設(shè)置有多個(gè)散熱片，各所述散熱片圍繞所述散熱單元一周設(shè)置，各所述散熱片并列設(shè)置，相鄰所述散熱片之間存在縫隙。
11.本發(fā)明的某些實(shí)施例中，所述傳熱部件頂部設(shè)置有電路連接盒，所述電能管理組件設(shè)置于所述電路連接盒中。
12.本發(fā)明的某些實(shí)施例中，所述溫度傳感器設(shè)置于所述傳熱部件內(nèi)，所述傳熱部件頂部設(shè)置有第一測(cè)溫孔，所述溫度傳感器能夠從所述第一測(cè)溫孔穿出所述傳熱部件。
13.本發(fā)明的某些實(shí)施例中，所述電路連接盒底部設(shè)置有第二測(cè)溫孔，所述溫度傳感器穿過所述第二測(cè)溫孔連接所述控制器。
14.本發(fā)明提供一種自供電測(cè)溫方法，包括：
15.電能從溫差發(fā)電芯片傳遞至直流轉(zhuǎn)換器，直流轉(zhuǎn)換器將電能轉(zhuǎn)化為直流電；
16.直流電在儲(chǔ)能器中儲(chǔ)存；
17.當(dāng)電能采集不充足時(shí)，儲(chǔ)能器放電，當(dāng)儲(chǔ)能器電量過低時(shí)，充電管理芯片控制儲(chǔ)能器停止放電；
18.電壓檢測(cè)器檢測(cè)儲(chǔ)能器兩端電壓，并將信號(hào)傳輸至控制器，控制器計(jì)算溫差發(fā)電芯片的輸出功率，并調(diào)整占空比，以擾動(dòng)觀察法使溫差發(fā)電芯片在輸出的最大功率附近擾動(dòng)。
19.本發(fā)明的實(shí)施例至少具有以下有益效果：本發(fā)明中，首先將電能轉(zhuǎn)化為直流，便于使儲(chǔ)能器存儲(chǔ)電能，避免電能流失，儲(chǔ)能器在電能采集不足時(shí)為溫度傳感器供電，通過充電管理芯片保護(hù)儲(chǔ)能器，避免儲(chǔ)能器放電量過大，通過檢測(cè)儲(chǔ)能器兩端電壓得到當(dāng)前的輸出功率，并以擾動(dòng)觀察法將功率保持在最大功率附近擾動(dòng)，形成電能的自我管理，通過調(diào)整測(cè)溫裝置運(yùn)行模式舍去非必要功耗，延長(zhǎng)測(cè)溫裝置使用壽命。
20.本發(fā)明的某些實(shí)施例中，一種自供電測(cè)溫方法，還包括：
21.設(shè)置第一臨界溫度、第二臨界溫度；
22.當(dāng)前溫度小于第一臨界溫度時(shí)，溫度傳感器以第一時(shí)間間隔檢測(cè)溫度；
23.當(dāng)前溫度處于第一臨界溫度與第二臨界溫度之間時(shí)，溫度傳感器以第二時(shí)間間隔檢測(cè)溫度，并將溫度數(shù)據(jù)上傳；
24.當(dāng)前溫度大于第二臨界溫度時(shí)，溫度傳感器以第二時(shí)間間隔檢測(cè)溫度，將溫度數(shù)據(jù)上傳，并發(fā)出警報(bào)。
25.本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
附圖說明
26.本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：
27.圖1是本發(fā)明自供電測(cè)溫裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
28.圖2是本發(fā)明自供電測(cè)溫裝置的主視圖；
29.圖3是本發(fā)明自供電測(cè)溫裝置的俯視圖；
30.圖4是本發(fā)明自供電測(cè)溫裝置中傳熱管的剖視圖；
31.圖5是本發(fā)明自供電測(cè)溫裝置中傳熱部件的結(jié)構(gòu)示意圖；
32.圖6是本發(fā)明自供電測(cè)溫裝置中散熱組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
33.圖7是本發(fā)明自供電測(cè)溫方法的流程圖。
34.附圖標(biāo)記：
35.101.空腔；102.蒸發(fā)部；103.絕熱部；
36.201.溫差發(fā)電芯片；
37.301.發(fā)電單元；302.安裝平面；303.安裝支座；304.凹陷部；305.支撐部；306.彎轉(zhuǎn)部；307.平直部；308.散熱片
38.401.電路連接盒；402.第一測(cè)溫孔。
具體實(shí)施方式
39.本部分將結(jié)合圖1至圖7詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
40.在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，若出現(xiàn)術(shù)語“中心”、“中部”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。限定有“第一”、“第二”的特征是用于區(qū)分特征名稱，而非具有特殊含義，此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
41.在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
42.煤在堆放過程中，空氣能夠流動(dòng)進(jìn)入煤堆內(nèi)部，煤與空氣中的氧氣接觸發(fā)生氧化反應(yīng)放出熱量，煤堆外層產(chǎn)生的熱量能夠散發(fā)到空氣中，而內(nèi)部氧化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量難以散發(fā)從而使煤堆溫度升高，溫度的上升又加快了煤與空氣氧化反應(yīng)的速度以及觸發(fā)一系列的化學(xué)反應(yīng)放出更多的熱量，熱量過高容易造成安全事故，也產(chǎn)生了能源浪費(fèi)。
43.如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種自供電測(cè)溫裝置，自供電測(cè)溫裝置包括傳熱管、溫差發(fā)電芯片201、電能管理組件、溫度傳感器。
44.傳熱管為封閉的管狀物，傳熱管中空，內(nèi)部設(shè)置有空腔101，空腔101內(nèi)設(shè)置有傳熱工質(zhì)，傳熱工質(zhì)在常溫狀態(tài)下為液態(tài)，在受熱時(shí)，液態(tài)的傳熱工質(zhì)通過汽化轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，氣態(tài)傳熱工質(zhì)因溫度較高向上擴(kuò)散，擴(kuò)散到溫度較低處，傳熱工質(zhì)放熱重新轉(zhuǎn)化為液態(tài)，并回流到溫度較高的位置，再次進(jìn)行汽化，形成熱量的循環(huán)傳遞。
45.進(jìn)一步地，傳熱管包括蒸發(fā)部102、絕熱部103、冷凝部，液態(tài)工質(zhì)在蒸發(fā)部102吸收待測(cè)溫物體的溫度從而吸熱汽化，汽化的工質(zhì)穿過絕熱部103到達(dá)冷凝部進(jìn)行液化放熱，可以理解的是，傳熱管的第一端處于待測(cè)溫物體內(nèi)部，蒸發(fā)部102處于傳熱管的第一端，傳熱管的第二端處于待測(cè)溫物體的外部，冷凝部處于傳熱管的第二端，冷凝部處于蒸發(fā)部102的上方，絕熱部103處于蒸發(fā)部102與冷凝部之間。
46.溫差發(fā)電芯片201包括熱端、冷端，熱端與冷凝部連接，進(jìn)一步地，熱端涂敷界面導(dǎo)熱材料，溫差發(fā)電芯片201的冷端和熱端均具有一定的面積，熱端與冷凝部抵接，保證熱端與冷凝部的接觸面積足夠大，使冷凝部?jī)?nèi)工質(zhì)釋放出的熱量充分傳遞到熱端。溫差發(fā)電芯片201根據(jù)賽貝克效應(yīng)原理，采用薄膜技術(shù)加工制造，溫差發(fā)電芯片201中，在溫度梯度下導(dǎo)體內(nèi)的載流子從熱端向冷端運(yùn)動(dòng)，并在冷端堆積，從而在材料內(nèi)部形成電勢(shì)差，同時(shí)在電勢(shì)差作用下產(chǎn)生反向電荷流，當(dāng)熱運(yùn)動(dòng)的電荷流與內(nèi)部電場(chǎng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，半導(dǎo)體兩端形成穩(wěn)定的溫差電動(dòng)勢(shì)，從而進(jìn)行發(fā)電。
47.如圖5所示，在一些示例中，冷凝部包括發(fā)電單元301、散熱單元，散熱單元用于將待測(cè)物體內(nèi)大量的熱能散發(fā)，通過熱交換降低待測(cè)物體的溫度，發(fā)電單元301用于與溫差發(fā)電芯片201配合，使溫差發(fā)電芯片201上產(chǎn)生溫度差，從而完成發(fā)電工作。通過調(diào)節(jié)發(fā)電單元301與散熱單元之間的長(zhǎng)度比，保證溫差發(fā)電芯片201輸出電能滿足最低用電需求的同時(shí)為待測(cè)物體提供最大散熱量，提高測(cè)溫裝置的綜合性能。
48.進(jìn)一步地，散熱單元靠近絕熱部103，發(fā)電單元301靠近傳熱管的第二端，由于溫差發(fā)電芯片201相對(duì)于發(fā)電單元301尺寸較大，且溫差發(fā)電芯片201的熱端為平面，因此，在發(fā)電單元301上設(shè)置有傳熱部件，工質(zhì)將熱量傳遞至發(fā)電單元301表面，熱量進(jìn)一步傳遞到傳熱部件上，再由傳熱部件將熱量傳遞至溫差發(fā)電芯片201的熱端。進(jìn)一步地，傳熱部件由導(dǎo)熱性能良好的材料制成，且傳熱部件中空，傳熱部件套設(shè)在發(fā)電單元301側(cè)壁上，使發(fā)電單元301的側(cè)壁各處能夠均勻地將熱量傳遞到傳熱部件上。傳熱部件上設(shè)置有安裝平面302，安裝平面302設(shè)置有多個(gè)，相應(yīng)地，溫差發(fā)電芯片201的數(shù)量與安裝平面302的數(shù)量相等，即每個(gè)安裝平面302上均設(shè)置有一個(gè)溫差發(fā)電芯片201，溫差發(fā)電芯片201的熱端抵接于安裝平面302上。
49.具體地，安裝平面302設(shè)置有三個(gè)，三個(gè)安裝平面302均勻分布在傳熱部件的外側(cè)壁上，相應(yīng)地，溫差發(fā)電芯片201也設(shè)置有三個(gè)，各溫差發(fā)電芯片201根據(jù)實(shí)際用電需求進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)。
50.在一些示例中，為保證傳熱部件與發(fā)電單元301連接穩(wěn)固，提升傳熱效率，降低熱損失，發(fā)電單元301的側(cè)壁上設(shè)置有外螺紋，傳熱部件的內(nèi)壁設(shè)置有內(nèi)螺紋，傳熱部件與發(fā)電單元301通過內(nèi)螺紋與外螺紋的螺紋配合保證連接強(qiáng)度。具體地，內(nèi)螺紋與外螺紋的螺距均大于2毫米，便于施加一定的扭矩，使傳熱部件與發(fā)電單元301緊固連接，同時(shí)，減小傳熱
部件與發(fā)電單元301之間產(chǎn)生的接觸熱電阻。
51.如圖6所示，在一些示例中，各安裝平面302上設(shè)置有散熱組件，散熱組件連接溫差發(fā)電芯片201的冷端，保證冷端的溫度較低，使溫差發(fā)電芯片201的冷端與熱端產(chǎn)生溫度差，從而進(jìn)行發(fā)電工作。同時(shí)，當(dāng)待測(cè)物體溫度過高時(shí)，發(fā)電單元301將大量的熱能傳遞至溫差發(fā)電芯片201處，容易使設(shè)備損壞，散熱組件使過多的熱能釋放，保證設(shè)備安全。
52.進(jìn)一步地，散熱組件包括安裝支座303、散熱翅片，安裝支座303設(shè)置于安裝平面302上，由于溫差發(fā)電芯片201凸出于安裝平面302，為保證安裝支座303位置穩(wěn)定，且安裝支座303與溫差發(fā)電芯片201的接觸面積足夠大，安裝支座303的第一面上設(shè)置有凹陷部304，溫差發(fā)電芯片201處于凹陷部304內(nèi)。安裝支座303的第一面上設(shè)置有多個(gè)第一安裝孔，安裝平面302上對(duì)應(yīng)設(shè)置有多個(gè)第二安裝孔，緊固件穿過第一安裝孔與第二安裝孔，使安裝支座303的第一面抵接于安裝平面302上，保證連接穩(wěn)固。
53.散熱翅片設(shè)置于安裝支座303的第二面，從安裝支座303的第二面向外部延伸，可以理解的是，散熱翅片設(shè)置有多個(gè)，各散熱翅片并列設(shè)置，散熱翅片通過擠壓鋁片制成，導(dǎo)熱性能好、散熱面積大，也避免灰塵的堆積。
54.在一些示例中，為提升散熱翅片的表面積，從而提升向周圍環(huán)境散熱的效率，散熱翅片包括支撐部305、彎轉(zhuǎn)部306、平直部307，支撐部305設(shè)置于安裝支座303上，各支撐部305以一定間隔并列設(shè)置，各支撐部305從安裝支座303上向外側(cè)延伸。支撐部305連接彎轉(zhuǎn)部306，彎轉(zhuǎn)部306的兩側(cè)分別連接有平直部307，兩個(gè)平直部307近似以支撐部305的延伸方向繼續(xù)向外延伸，避免相鄰散熱翅片之間發(fā)生干涉。平直部307的表面積較大，熱量傳遞到平直部307上時(shí)，由于平直部307與外部冷空氣接觸，通過熱傳遞將熱量排出。
55.在一些示例中，散熱單元側(cè)壁上設(shè)置有多個(gè)散熱片308，熱量傳遞到散熱片308上時(shí)，散熱片308與外部冷空氣的接觸面積較大，通過熱傳遞進(jìn)行散熱。具體地，各散熱片308圍繞散熱單元一周設(shè)置，且各散熱片308并列設(shè)置，為保證散熱片308充分與外部空氣接觸，相鄰散熱片308之間存在一定縫隙。
56.電能管理組件包括直流轉(zhuǎn)換器、儲(chǔ)能器、電壓檢測(cè)器、充電管理芯片、控制器，儲(chǔ)能器用于存儲(chǔ)溫差發(fā)電芯片201所發(fā)出的電能，具體地，儲(chǔ)能器包括儲(chǔ)能能力較高的超級(jí)電容。為將電能儲(chǔ)存進(jìn)儲(chǔ)能器中，首先要轉(zhuǎn)化為直流電，交流電會(huì)穿過電容，而直流電才能夠被阻隔，從而得以收集。儲(chǔ)能器連接電壓檢測(cè)器，電壓檢測(cè)器能夠?qū)?chǔ)能器的兩端電壓進(jìn)行檢測(cè)，充電管理芯片連接電壓檢測(cè)器，對(duì)儲(chǔ)能器進(jìn)行保護(hù)，避免過度放電?？刂破鞣謩e連接直流轉(zhuǎn)換器與電壓檢測(cè)器，對(duì)收集到的電能進(jìn)行整體管理。
57.在一些示例中，傳熱部件頂部設(shè)置有電路連接盒401，電能管理組件設(shè)置于電路連接盒401中，具體地，為保證電路連接盒401與傳熱部件的相對(duì)位置穩(wěn)定，進(jìn)而使電能管理組件的位置穩(wěn)定，電路連接盒401的底部設(shè)置有多個(gè)第三安裝孔，傳熱部件頂端對(duì)應(yīng)設(shè)置有多個(gè)第四安裝孔，緊固件穿過第三安裝孔與第四安裝孔，保證連接強(qiáng)度。
58.溫度傳感器用于測(cè)量傳熱部件的溫度并發(fā)出信號(hào)，進(jìn)而間接測(cè)量待測(cè)物體的溫度，信號(hào)需要傳遞到控制器處，由控制器進(jìn)行進(jìn)一步處理。因此，溫度傳感器與控制器連接。
59.在一些示例中，溫度傳感器設(shè)置于傳熱部件內(nèi)部，為便于溫度傳感器與傳熱部件頂部的控制器連接，傳熱部件頂部設(shè)置有第一測(cè)溫孔402，溫度傳感器穿過第一測(cè)溫孔402。
60.在一些示例中，電路連接盒401底部設(shè)置有第二測(cè)溫孔，溫度傳感器穿過第二測(cè)溫
孔與控制器連接。
61.如圖7所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種自供電測(cè)溫方法。電能從溫差發(fā)電芯片201傳遞至直流轉(zhuǎn)化器，直流轉(zhuǎn)換器將電能轉(zhuǎn)化為直流電，由于升壓電路在同樣的功率下輸入電壓較低，輸入電流較大，會(huì)帶來較大的線路損耗，因此，直流轉(zhuǎn)換器選用含升降壓芯片的轉(zhuǎn)換電路，而不采用升壓芯片。具體地，直流轉(zhuǎn)換器采用tps61200升降壓芯片。
62.電能經(jīng)直流轉(zhuǎn)換后為儲(chǔ)能器充電，富余電能為后續(xù)電路供電。當(dāng)電能采集不充足時(shí)，儲(chǔ)能器放電，充電管理芯片能夠控制儲(chǔ)能器的放電過程，具體地，充電管理芯片采用ltc4071芯片，ltc4071芯片能夠在儲(chǔ)能器電量過低的時(shí)候，使儲(chǔ)能器停止向外供電，防止儲(chǔ)能器因深度放電而造成損壞。
63.電壓檢測(cè)器檢測(cè)儲(chǔ)能器兩端電壓，并將信號(hào)傳輸至控制器，控制器通過電壓值得到溫差發(fā)電芯片201的輸出功率，控制器輸出pwm信號(hào)調(diào)整占空比，進(jìn)而改變直流轉(zhuǎn)換單元虛擬阻抗以調(diào)整輸出電壓，基于擾動(dòng)觀察法使輸出功率在最大功率附近擾動(dòng)。由于溫差發(fā)電芯片201的輸出功率是不斷進(jìn)行變化的，而輸出功率在變化中存在功率最高值，即功率頂峰點(diǎn)，頂峰點(diǎn)是在當(dāng)前固定的外部條件下功率數(shù)值最大的點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的功率即當(dāng)前溫差發(fā)電芯片201能夠輸出的最大功率，對(duì)應(yīng)的電壓就是在當(dāng)前固定外部條件下溫差發(fā)電芯片201的最大功率點(diǎn)電壓。擾動(dòng)觀察法是在動(dòng)態(tài)環(huán)境中不斷跟蹤最大功率點(diǎn)，每一次都對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，不斷增加或減少輸入信號(hào)的值，然后通過判斷下一次的輸出的變化方向，結(jié)合輸入的變化方向，得出此時(shí)運(yùn)行的狀態(tài)，從而判斷出下一次改變輸入的方向，然后不斷循環(huán)，最終擾動(dòng)到最大功率點(diǎn)附近，具體的改變方式是通過改變占空比來實(shí)現(xiàn)最大功率輸出，最終實(shí)現(xiàn)電能的自我管理。具體地，電壓檢測(cè)器采用bl8506-09crm芯片，控制器采用stm32系列芯片。
64.在一些示例中，自供電測(cè)溫裝置運(yùn)行過程中，通過控制器判斷溫度傳感器讀取的當(dāng)前溫度大小，以調(diào)整運(yùn)行模式，具體地，運(yùn)行模式包括低功耗模式、二級(jí)預(yù)警模式及一級(jí)預(yù)警模式，且自供電測(cè)溫裝置還包括無線收發(fā)部件和報(bào)警部件，無線收發(fā)部件與報(bào)警部件分別連接控制器，具體地，報(bào)警部件包括蜂鳴器。
65.用戶根據(jù)需求和待測(cè)物體的性質(zhì)設(shè)定第一臨界溫度、第二臨界溫度，第一臨界溫度小于第二臨界溫度。具體地，當(dāng)待測(cè)物體為煤時(shí)，第一臨界溫度約為60℃，第二臨界溫度約為80℃。
66.當(dāng)前溫度小于第一臨界溫度時(shí)，自供電測(cè)溫裝置處于低功耗模式，溫度傳感器以第一時(shí)間間隔檢測(cè)溫度，溫度傳感器采用低頻率讀取待測(cè)物體的溫度，且不進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳，即無線收發(fā)部件不進(jìn)行工作；
67.當(dāng)前溫度處于第一臨界溫度與第二臨界溫度之間時(shí)，自供電測(cè)溫裝置進(jìn)入二級(jí)預(yù)警模式，溫度傳感器以第二時(shí)間間隔檢測(cè)溫度，溫度傳感器采用高頻率讀取待測(cè)物體溫度，并通過無線收發(fā)部件上傳數(shù)據(jù)；
68.當(dāng)前溫度大于第二臨界溫度時(shí)，自供電測(cè)溫裝置進(jìn)入一級(jí)預(yù)警模式，溫度傳感器以第二時(shí)間間隔檢測(cè)溫度，溫度傳感器采用高頻率讀取待測(cè)物體溫度，上傳溫度數(shù)據(jù)，同時(shí)，報(bào)警部件發(fā)出警報(bào)提醒，工作人員需要及時(shí)處理過高的待測(cè)物體溫度。
69.在一些示例中，當(dāng)自供電測(cè)溫裝置用于監(jiān)測(cè)糧倉的溫度時(shí)，由于糧倉內(nèi)的溫度相對(duì)較低，傳熱管中需要采用低沸點(diǎn)的傳熱工質(zhì)，傳熱管能夠利用糧倉風(fēng)扇強(qiáng)化冷凝部的散
熱效果，從而提高發(fā)電量。其中，設(shè)置第一臨界溫度約為20℃，設(shè)置第二臨界溫度約為30℃。
70.在本說明書的描述中，若出現(xiàn)參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)例”、“一些實(shí)施例”、“示意性實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
71.以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在所述技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
技術(shù)特征：
1.一種自供電測(cè)溫裝置，其特征在于，包括：傳熱管，所述傳熱管內(nèi)部設(shè)置有空腔，所述空腔封閉，所述空腔內(nèi)設(shè)置有傳熱工質(zhì)，所述傳熱管包括蒸發(fā)部、絕熱部、冷凝部，所述蒸發(fā)部設(shè)置于所述傳熱管的第一端，所述冷凝部設(shè)置于所述傳熱管的第二端，所述絕熱部處于所述蒸發(fā)部與所述冷凝部之間，所述蒸發(fā)部用于插入待測(cè)物體內(nèi)，所述蒸發(fā)部通過所述傳熱工質(zhì)將熱量傳遞至所述冷凝部；溫差發(fā)電芯片，所述溫差發(fā)電芯片包括熱端、冷端，所述熱端與所述冷凝部連接；電能管理組件，所述電能管理組件包括直流轉(zhuǎn)換器、儲(chǔ)能器、電壓檢測(cè)器、充電管理芯片、控制器，所述溫差發(fā)電芯片連接所述直流轉(zhuǎn)換器，所述直流轉(zhuǎn)換器連接所述儲(chǔ)能器，電能能夠儲(chǔ)存在所述儲(chǔ)能器中，所述儲(chǔ)能器連接所述電壓檢測(cè)器，所述電壓檢測(cè)器用于檢測(cè)所述儲(chǔ)能器的電壓，所述充電管理芯片連接所述電壓檢測(cè)器，控制器分別連接所述直流轉(zhuǎn)換器與所述電壓檢測(cè)器；溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述控制器連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自供電測(cè)溫裝置，其特征在于，所述冷凝部包括發(fā)電單元、散熱單元，所述散熱單元靠近所述絕熱部，所述發(fā)電單元靠近所述傳熱管的第二端，所述發(fā)電單元上設(shè)置有傳熱部件，所述傳熱部件中空，所述傳熱部件套設(shè)在所述發(fā)電單元上，所述傳熱部件側(cè)壁包括多個(gè)安裝平面，所述安裝平面的數(shù)量與所述溫差發(fā)電芯片的數(shù)量相同，各所述溫差發(fā)電芯片分別設(shè)置于所述安裝平面上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自供電測(cè)溫裝置，其特征在于，各所述安裝平面上設(shè)置有散熱組件，所述散熱組件包括安裝支座、散熱翅片，所述安裝支座的第一面上設(shè)置有凹陷部，所述溫差發(fā)電芯片處于所述凹陷部?jī)?nèi)，所述散熱翅片設(shè)置有多個(gè)，各所述散熱翅片并列設(shè)置于所述安裝支座的第二面。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自供電測(cè)溫裝置，其特征在于，所述散熱翅片包括支撐部、彎轉(zhuǎn)部、平直部，所述支撐部設(shè)置于所述安裝支座上，所述支撐部連接所述彎轉(zhuǎn)部，兩個(gè)所述平直部從所述彎轉(zhuǎn)部?jī)蓚?cè)向遠(yuǎn)離所述支撐部的方向延伸。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自供電測(cè)溫裝置，其特征在于，所述散熱單元側(cè)壁設(shè)置有多個(gè)散熱片，各所述散熱片圍繞所述散熱單元一周設(shè)置，各所述散熱片并列設(shè)置，相鄰所述散熱片之間存在縫隙。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自供電測(cè)溫裝置，其特征在于，所述傳熱部件頂部設(shè)置有電路連接盒，所述電能管理組件設(shè)置于所述電路連接盒中。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自供電測(cè)溫裝置，其特征在于，所述溫度傳感器設(shè)置于所述傳熱部件內(nèi)，所述傳熱部件頂部設(shè)置有第一測(cè)溫孔，所述溫度傳感器能夠從所述第一測(cè)溫孔穿出所述傳熱部件。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自供電測(cè)溫裝置，其特征在于，所述電路連接盒底部設(shè)置有第二測(cè)溫孔，所述溫度傳感器穿過所述第二測(cè)溫孔連接所述控制器。9.一種自供電測(cè)溫方法，應(yīng)用于權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的自供電測(cè)溫裝置，其特征在于：電能從溫差發(fā)電芯片傳遞至直流轉(zhuǎn)換器，直流轉(zhuǎn)換器將電能轉(zhuǎn)化為直流電；直流電在儲(chǔ)能器中儲(chǔ)存；當(dāng)電能采集不充足時(shí)，儲(chǔ)能器放電，當(dāng)儲(chǔ)能器電量過低時(shí)，充電管理芯片控制儲(chǔ)能器停
止放電；電壓檢測(cè)器檢測(cè)儲(chǔ)能器兩端電壓，并將信號(hào)傳輸至控制器，控制器計(jì)算溫差發(fā)電芯片的輸出功率，并調(diào)整占空比，以擾動(dòng)觀察法使溫差發(fā)電芯片在輸出的最大功率附近擾動(dòng)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自供電測(cè)溫方法，其特征在于，還包括：設(shè)置第一臨界溫度、第二臨界溫度；當(dāng)前溫度小于第一臨界溫度時(shí)，溫度傳感器以第一時(shí)間間隔檢測(cè)溫度；當(dāng)前溫度處于第一臨界溫度與第二臨界溫度之間時(shí)，溫度傳感器以第二時(shí)間間隔檢測(cè)溫度，并將溫度數(shù)據(jù)上傳；當(dāng)前溫度大于第二臨界溫度時(shí)，溫度傳感器以第二時(shí)間間隔檢測(cè)溫度，將溫度數(shù)據(jù)上傳，并發(fā)出警報(bào)。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種自供電測(cè)溫裝置及測(cè)溫方法，自供電測(cè)溫裝置包括傳熱管、溫差發(fā)電芯片、電能管理組件、溫度傳感器，傳熱管內(nèi)部設(shè)置有傳熱工質(zhì)，傳熱管包括蒸發(fā)部、絕熱部、冷凝部；溫差發(fā)電芯片包括熱端、冷端，熱端與冷凝部連接；電能管理組件包括直流轉(zhuǎn)換器、儲(chǔ)能器、電壓檢測(cè)器、充電管理芯片、控制器，電能能夠儲(chǔ)存在儲(chǔ)能器中，控制器分別連接所述直流轉(zhuǎn)換器與所述電壓檢測(cè)器；溫度傳感器與控制器連接。本發(fā)明中，蒸發(fā)部吸收熱量使傳熱工質(zhì)蒸發(fā)為氣態(tài)，氣態(tài)高溫的傳熱工質(zhì)將熱量傳遞至冷凝部，冷凝部將熱量傳遞至溫差發(fā)電芯片，溫差發(fā)電芯片產(chǎn)生的電能對(duì)電能管理組件和溫度傳感器供電。電。電。
