[发明专利]用于振动采集传感器的电力管理方案

说明书

提供一种用于管理针对安装在铁道机车车辆上的远程无线状态监测传感器的传感器电力的系统。所述系统提供：能量采集器，派生出无线传感器电力；可再充电电池，连接到所述能量采集器以使所述能量采集器向所述可再充电电池供应能量，并且为所述系统供电；天线，用于基于测得的振动和加速度数据向远程数据库发送信号；中央处理单元，具有存储器、算术逻辑单元和用于控制所述系统的功能的控制单元。通过按照所述中央处理单元指示、基于电池电压和可用能量容量进入专用操作模式，所述远程无线状态监测传感器被保护免受潜在致命过电压和欠电压状况的影响并且操作寿命被延长。此外，提供一种用于执行所述系统的功能的方法。

技术领域

本发明涉及一种安装在铁道机车车辆(/铁路车辆)(railway rolling stock)上的远程无线状态监测传感器。无线传感器电力从将能量供应到可再充电电池中的能量采集器(energy harvester)派生。本发明特别涉及通过基于电池电压和可用能量容量(energycapacity)进入专用操作模式来保护传感器并延长操作(/运行)寿命。

背景技术

通常，可以附接有远程状态监测装置的铁道机车车辆在其寿命期间会经历若干维修(/维护)事件和翻新(/整修)(refurbishment)。在这种场景下，由于设备是静止的，因此不会采集到电力，并且传感器装置不断地消耗来自内部可再充电电池的电力。

在一些锂可再充电电池的情况下，如果电池放电到一定水平(/电平)(level)以下，则可能导致不可逆的损坏。此外，如果电池耗尽，则远程状态监测装置可能无法恢复，因为其需要能量来运行电力电子器件以使得能够从采集器提取能量。这是一种典型的启用采集技术需要一定程度的存储电力才能够进行采集的场景。

通常，能量采集技术安装在不断运动的设备上，并且不会在没有能量激励(stimulus)的情况下花费大量时间。轨道(/铁轨)(rail)环境是其中装置由于组件的翻新可能会一次停用数月的独特的示例。此外，如果轮副(wheel set)报废，则传感器可以被去除并且长时间保持不附接。

在大多数情况下，现有的远程状态监测系统包括有线电源，因此不会遭受这种问题的困扰。这些系统的购买和安装是昂贵的，并且对于装配在火车车队上是不切实际的。

其他解决方案包括具有集成的原电池(/一次电池)(primary batteries)的传感器，所述传感器可以运行直到电池耗尽，在电池耗尽的情况下，传感器必须经历维护过程以更换耗尽的电池单元或者更换装置本身，这两者都会招致显著的成本。所提出的发明相对于电池解决方案的优点在于系统硬件是完全可恢复的并且可以无限期地操作。

与本发明的情况一样，对于确保产品不会损坏或从没有产生和存储电力的长时间(/持续期)(prolonged period)中恢复，在传感器内实现智能电力管理方案来处理这样的事件是至关重要的。

发明内容