CN114362382B - 一种具有无线充电功能的节点式检波仪及其充电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及地球物理学和空间物理学实验与仪器领域，具体涉及一种具有无线充电功能的节点式检波仪及其充电装置；其中，节点式检波仪包括节点式检波仪本体以及设置在节点式检波仪本体内的无线受电装置；无线受电装置包括接收金属线圈、整流器、无线接收芯片和快速充电芯片；接收金属线圈的两端与整流器的输入端电连接，整流器的输出端通过无线接收芯片与快速充电芯片的输入端电连接，快速充电芯片的输出端与节点式检波仪本体电连接。本发明中的节点式检波仪采用无线充电的方式，可以避免节点式检波仪的充电方式为拆卸后单独充电池包或者清洗后利用金属触点接触电源来充电导致的拆卸和清洗工作耗时较长、工作量繁重以及充电速度较慢的问题。
Description
技术领域
本发明涉及地球物理学和空间物理学实验与仪器，具体涉及一种具有无线充电功能的节点式检波仪及其充电装置。
背景技术
随着节点式检波仪越来越多的被应用于主动源地震勘探领域，施工中单次同时段使用的节点式检波仪数量也越来越多。而目前，节点式检波仪的充电方式多为拆卸后单独充电池包或者清洗后利用金属触点接触电源来充电，由于检波仪数量较多，因此拆卸和清洗工作耗时较长，工作量繁重，而且充电速度较慢，进而导致施工效率降低，成果转化效率降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有无线充电功能的节点式检波仪及其充电装置，节点式检波仪采用无线充电的方式，可以避免节点式检波仪的充电方式为拆卸后单独充电池包或者清洗后利用金属触点接触电源来充电导致的拆卸和清洗工作耗时较长、工作量繁重以及充电速度较慢的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种具有无线充电功能的节点式检波仪，包括节点式检波仪本体以及设置在所述节点式检波仪本体内的无线受电装置；所述无线受电装置包括接收金属线圈、整流器、无线接收芯片和快速充电芯片；所述接收金属线圈的两端与所述整流器的输入端电连接，所述整流器的输出端通过所述无线接收芯片与所述快速充电芯片的输入端电连接，所述快速充电芯片的输出端与所述节点式检波仪本体内的电池包电连接。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述节点式检波仪本体包括节点式检波仪外壳、尾椎和采集站，所述尾椎固定在所述节点式检波仪外壳的外表面上，所述采集站固定安装在所述节点式检波仪外壳内并与所述尾椎电连接；所述快速充电芯片的输出端具体与所述采集站内的电池包电连接。
进一步，所述节点式检波仪外壳内设有两块层叠间隔设置的第一固定面板，两块层叠间隔设置的所述第一固定面板将所述节点式检波仪外壳内部空间分成上、中、下三层空腔；所述采集站固定安装在所述节点式检波仪外壳内部的下层空腔内，所述整流器、所述无线接收芯片以及所述快速充电芯片固定安装在所述节点式检波仪外壳内部的中层空腔内，所述接收金属线圈固定安装在所述节点式检波仪外壳内部的上层空腔内。
进一步，所述整流器具体为肖特基整流器。
进一步，所述无线接收芯片具体为XKT-901型号的芯片。
进一步，所述快速充电芯片具体为IP6505型号的芯片。
基于上述一种具有无线充电功能的节点式检波仪，本发明还提供一种节点式检波仪的无线充电装置。
一种节点式检波仪的无线充电装置，无线充电装置用于对如上述所述的具有无线充电功能的节点式检波仪进行无线充电，包括发射金属线圈、功率调节及整流芯片和无线发射芯片；所述发射金属线圈与如上述所述的具有无线充电功能的节点式检波仪中的接收金属线圈相匹配，所述发射金属线圈的两端与所述功率调节及整流芯片的输出端电连接，所述功率调节及整流芯片的输入端与所述无线发射芯片的输出端电连接，所述无线发射芯片的输入端用于连接供电源。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，无线充电装置还包括无线充电装置外壳，所述无线充电装置外壳内设有第二固定面板，所述第二固定面板将所述无线充电装置外壳分成上、下两层空腔，所述功率调节及整流芯片和所述无线发射芯片均固定安装在所述无线充电装置外壳的下层空腔内，所述发射金属线圈固定安装在所述无线充电装置外壳的上层空腔内。
进一步，所述功率调节及整流芯片具体为T5366型号的芯片；
进一步，所述无线发射芯片具体为XKT-901型号的芯片。
本发明的有益效果是：在本发明一种具有无线充电功能的节点式检波仪及其充电装置中，利用电磁感应原理，对节点式检波仪进行无线充电，从而简化充电工作步骤，减少工作量，提高充电速率，进而提高了整个工程施工效率。另外，采用无线充电模式可以减少电源线的资源浪费，单个充电器可以对多个用电节点式检波仪进行充电，不用占用多个电源插座；无线充电无通用接点设计，可以避免触电的危险，保证人身安全；无线充电无需外置充电接口，有效减少灰尘和腐蚀性物质进入设备内部，延长电子产品的使用期限。
附图说明
图1为本发明一种具有无线充电功能的节点式检波仪的结构示意图；
图2为本发明一种节点式检波仪的无线充电装置的结构示意图；
图3为本发明一种具有无线充电功能的节点式检波仪及其充电装置的整体电路结构框图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、节点式检波仪，11、接收金属线圈，12、整流器，13、无线接收芯片，14、快速充电芯片，15、节点式检波仪外壳，16、尾椎，17、采集站，18、第一固定面板，19、第一连接线；2、无线充电装置，21、发射金属线圈，22、功率调节及整流芯片，23、无线发射芯片，24、无线充电装置外壳，25、第二固定面板，26、第二连接线。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种具有无线充电功能的节点式检波仪1，包括节点式检波仪本体以及设置在所述节点式检波仪本体内的无线受电装置；所述无线受电装置包括接收金属线圈11、整流器12、无线接收芯片13和快速充电芯片14；所述接收金属线圈11的两端与所述整流器12的输入端电连接，所述整流器12的输出端通过所述无线接收芯片13与所述快速充电芯片14的输入端电连接，所述快速充电芯片14的输出端与所述节点式检波仪本体内的电池包电连接。
在本具体实施例中：
优选的，所述节点式检波仪本体包括节点式检波仪外壳15、尾椎16和采集站17，所述尾椎16固定在所述节点式检波仪外壳15的外表面上，所述采集站17固定安装在所述节点式检波仪外壳15内并与所述尾椎16电连接；所述快速充电芯片14的输出端具体与所述采集站17内的电池包电连接。
优选的，所述节点式检波仪外壳15内设有两块层叠间隔设置的第一固定面板18，两块层叠间隔设置的所述第一固定面板18将所述节点式检波仪外壳15内部空间分成上、中、下三层空腔；所述采集站17固定安装在所述节点式检波仪外壳15内部的下层空腔内，所述整流器12、所述无线接收芯片13以及所述快速充电芯片14固定安装在所述节点式检波仪外壳15内部的中层空腔内，所述接收金属线圈11固定安装在所述节点式检波仪外壳15内部的上层空腔内。具体的，所述采集站17固定在所述节点式检波仪外壳15内的底部，所述整流器12、所述无线接收芯片13以及所述快速充电芯片14固定在位于下方的第一固定面板18上，所述接收金属线圈11固定在位于上方的第一固定面板18上。
优选的，所述接收金属线圈11的两端通过第一连接线19与所述整流器12的输入端电连接。
基于上述一种具有无线充电功能的节点式检波仪，本发明还提供一种节点式检波仪的无线充电装置。
如图2所示，一种节点式检波仪的无线充电装置2，用于对如上述所述的具有无线充电功能的节点式检波仪1进行无线充电，包括发射金属线圈21、功率调节及整流芯片22和无线发射芯片23；所述发射金属线圈21与如上述所述的具有无线充电功能的节点式检波仪1中的接收金属线圈11相匹配，所述发射金属线圈21的两端与所述功率调节及整流芯片22的输出端电连接，所述功率调节及整流芯片22的输入端与所述无线发射芯片23的输出端电连接，所述无线发射芯片23的输入端用于连接供电源。
在本具体实施例中：
优选的，无线充电装置2还包括无线充电装置外壳24，所述无线充电装置外壳24内设有第二固定面板25，所述第二固定面板25将所述无线充电装置外壳24分成上、下两层空腔，所述功率调节及整流芯片22和所述无线发射芯片23均固定安装在所述无线充电装置外壳24的下层空腔内，所述发射金属线圈21固定安装在所述无线充电装置外壳24的上层空腔内。
优选的，所述发射金属线圈21的两端通过第二连接线26与所述功率调节及整流芯片22的输出端电连接。
图3为本发明一种具有无线充电功能的节点式检波仪及其充电装置的整体电路结构框图。
工作时，首先将本发明一种具有无线充电功能的节点式检波仪1倒置(尾椎朝上)放于本发明一种节点式检波仪的无线充电装置2上，接通电源，通过电磁感应原理开始给检波仪充电。
工作中，外部电源接通后无线充电装置2的无线发射芯片23与功率调节及整流芯片22相互配合可以自动控制电路中的电压和频率，根据接入电路中的交流或直流电源等不同情况，通过整流或高频逆变电路进行转变，转变所产生的高频交变电流，输入至发射金属线圈21，当电流流过发射金属线圈21时，发射金属线圈21将电能转化为磁能，产生交变磁场。
节点式检波仪倒置1(尾椎朝上)于无线充电装置2上，当磁力线穿过接收金属线圈11时，接收金属线圈11被交变磁场所切割，从而在电路内部产生交变电流，交变电流经过整流器12和无线接受芯片13的协同调节后流入后续电路中，然后通过快速充电芯片14调节后，自动识别采集站电池包支持的快速充电协议，然后自动调整输出电压和电流，从而实现给节点式检波仪快速充电。
本发明中：
节点式检波仪的尾椎16和采集站17采用节点式检波仪原厂设备。节点式检波仪外壳15选用耐腐蚀、密封、防水材料，如镀锌钢材、钢塑复合材料等，长、宽约0.15-0.2m,高约0.2-0.3m。无线接收芯片13选用XKT-901型号的芯片,它具有调频的作用，可以调整输入电路中的电压和频率。快速充电芯片14选用IP6505型号的芯片，该芯片是一款与同步开关集成的buck转换器，支持11种输出快速充电协议，包括主流的QC3.0、FCP，其输出为CV/CC模式，当输出电流小于设定值时，输出CV模式和输出电压不变；当输出电流大于设定值时，输出CC模式和输出电压降低，自动识别输出终端接入设备支持的快速充电协议，然后自动调整输出电压和电流。整流器12选用肖特基整流器，它是一种二极管，也称为肖特基势垒二极管，具有反向恢复时间很短，正向传导压降较低的特点。接收金属线圈11选用铜质线圈，线圈尺寸为内径0.02-0.03m，外径0.1-0.17m。
无线充电装置的无线充电装置外壳24选用不锈钢金属材料，易散热，使充电过程处于低温状态，长、宽约0.2-0.25m,高约0.05-0.07m。发射金属线圈21选用铜质线圈，线圈尺寸为内径0.02-0.03m，外径0.18-0.23m。无线发射芯片23和功率调节及整流芯片22选用XKT-901型号的芯片与T5366型号的芯片组合，两者配合可以形成良好的发射控制电路，自动控制发射线圈的电磁波发射电压和频率，在交流或直流电源输入下，通过整流或高频逆变电路进行转变，转变所产生的高频交变电流，输入至发射金属线圈21，可保证在不同电压、不同的线圈间距条件下，均可得到最好的输出效果。
在本发明一种具有无线充电功能的节点式检波仪及其充电装置中，利用电磁感应原理，对节点式检波仪进行无线充电，从而简化充电工作步骤，减少工作量，提高充电速率，进而提高了整个工程施工效率。另外，采用无线充电模式可以减少电源线的资源浪费，单个充电器可以对多个用电节点式检波仪进行充电，不用占用多个电源插座；无线充电无通用接点设计，可以避免触电的危险，保证人身安全；无线充电无需外置充电接口，有效减少灰尘和腐蚀性物质进入设备内部，延长电子产品的使用期限。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种具有无线充电功能的节点式检波仪，其特征在于：节点式检波仪（1）包括节点式检波仪本体以及设置在所述节点式检波仪本体内的无线受电装置；所述无线受电装置包括接收金属线圈（11）、整流器（12）、无线接收芯片（13）和快速充电芯片（14）；所述接收金属线圈（11）的两端与所述整流器（12）的输入端电连接，所述整流器（12）的输出端通过所述无线接收芯片（13）与所述快速充电芯片（14）的输入端电连接，所述快速充电芯片（14）的输出端与所述节点式检波仪本体内的电池包电连接；
所述节点式检波仪本体包括节点式检波仪外壳（15）、尾椎（16）和采集站（17），所述尾椎（16）固定在所述节点式检波仪外壳（15）的外表面上，所述采集站（17）固定安装在所述节点式检波仪外壳（15）内并与所述尾椎（16）电连接；所述快速充电芯片（14）的输出端具体与所述采集站（17）内的电池包电连接；
所述节点式检波仪外壳（15）内设有两块层叠间隔设置的第一固定面板（18），两块层叠间隔设置的所述第一固定面板（18）将所述节点式检波仪外壳（15）内部空间分成上、中、下三层空腔；所述采集站（17）固定安装在所述节点式检波仪外壳（15）内部的下层空腔内，所述整流器（12）、所述无线接收芯片（13）以及所述快速充电芯片（14）固定安装在所述节点式检波仪外壳（15）内部的中层空腔内，所述接收金属线圈（11）固定安装在所述节点式检波仪外壳（15）内部的上层空腔内。
2.根据权利要求1所述的具有无线充电功能的节点式检波仪，其特征在于：所述整流器（12）具体为肖特基整流器。
3.根据权利要求1所述的具有无线充电功能的节点式检波仪，其特征在于：所述无线接收芯片（13）具体为XKT-901型号的芯片。
4.根据权利要求1所述的具有无线充电功能的节点式检波仪，其特征在于：所述快速充电芯片（14）具体为IP6505型号的芯片。
5.一种节点式检波仪的无线充电装置，其特征在于：无线充电装置（2）用于对如权利要求1至4任一项所述的具有无线充电功能的节点式检波仪进行无线充电，包括发射金属线圈（21）、功率调节及整流芯片（22）和无线发射芯片（23）；所述发射金属线圈（21）与如权利要求1至4任一项所述的具有无线充电功能的节点式检波仪中的接收金属线圈（11）相匹配，所述发射金属线圈（21）的两端与所述功率调节及整流芯片（22）的输出端电连接，所述功率调节及整流芯片（22）的输入端与所述无线发射芯片（23）的输出端电连接，所述无线发射芯片（23）的输入端用于连接供电源。
6.根据权利要求5所述的节点式检波仪的无线充电装置，其特征在于：无线充电装置（2）还包括无线充电装置外壳（24），所述无线充电装置外壳（24）内设有第二固定面板（25），所述第二固定面板（25）将所述无线充电装置外壳（24）分成上、下两层空腔，所述功率调节及整流芯片（22）和所述无线发射芯片（23）均固定安装在所述无线充电装置外壳（24）的下层空腔内，所述发射金属线圈（21）固定安装在所述无线充电装置外壳（24）的上层空腔内。
7.根据权利要求5或6所述的节点式检波仪的无线充电装置，其特征在于：所述功率调节及整流芯片（22）具体为T5366型号的芯片。
8.根据权利要求5或6所述的节点式检波仪的无线充电装置，其特征在于：所述无线发射芯片（23）具体为XKT-901型号的芯片。
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