物联网与自供能设备发展推动了对轴承微能收集器的需求,但其研发验证面临核心挑战:真实工况(负载/振动频谱)模拟困难;微伏级输出信号易受干扰;需构建能量收集-存储-供电的闭环验证;以及高效集成的测试系统需求。
泛华研制的自供电在线监测系统由主控单元(工控机)、测量单元、能源回收与管理单元、能量转换单元、内部环境监测单元、机械能仿真驱动单元及环境仿真单元七部分构成。系统核心由工控机运行上位机程序,通过VGA显示、RS232总线控制外围设备,并无线接收传感器数据。能量转换单元将外部能量(如机械能)转化为电能,经回收管理单元存储,为内部环境监测等提供驱动能量。外部配备仿真轴承电机模拟转动、加热丝与可控光源模拟温光环境、鼓风机模拟风量,构成完整环境仿真。系统采用标准化模块设计,结构紧凑,运行稳定可靠。
功能项 | 功能描述 |
软件模块 | 可配置采集通道及端口,软件会实时读取无线缓存区数据,并进行图表展示; |
选择驱动器,进行波形显示及试运行,即可控制电机转动; | |
可对电池I-V特性曲线的分析使用; | |
可对采集的数据进行比对分析; | |
电机控制模块 | 用于完成电机的转动,伺服电机通过联轴器与模拟轴承相连,用于仿真轴承的转动过程; |
风能模块 | 用来模拟环境风量,从而增大系统的机械能,用于转换更多的电能; |
风速流量计模块 | 可通过数显界面直接观测到风速流量数值; |
无线传输通讯模块 | 由数字温度测量模块,主控模块和无线传输模块组成,实现温度采集和无线显示功能; |
电池管理模块 | 模块实现低压电压的转换,对电池的管理并为负载提供稳定的输出; |
电机控制模块 | 用于完成电机的转动,伺服电机通过联轴器与模拟轴承相连,用于仿真轴承的转动过程。 |