阅读说明：本技术 一种爆破振动能量发电和监测系统 (Blasting vibration energy power generation and monitoring system ) 是由 徐振洋 邓丁 董英健 于 2020-04-27 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种爆破振动能量发电和监测系统,通过收集爆破振动的能量对监测装置进行充电,实现爆破振动能量发电和监测这一目的。包括振动能量收集装置、电量存储装置、显示控制装置。振动能量收集装置包括磁致伸缩材料、感应电流拾取线圈,磁致伸缩材料在受到外界振动作用时产生弯曲变形发生磁致伸缩逆效应,进而导致材料内部磁化与磁通密度发生变化,感应电流拾取线圈环绕在磁致伸缩材料外围,使得磁致伸缩逆效应与电磁效应相耦合,从而实现发电。电量存储装置与感应电流拾取线圈相连接,将振动能量收集装置收集转化的电能进行存储,进而为爆破振动监测装置使用时提供电能。显示控制装置用于设置参数,控制数据的采集和存储。(The invention provides a blasting vibration energy power generation and monitoring system, which realizes the purposes of blasting vibration energy power generation and monitoring by collecting the energy of blasting vibration to charge a monitoring device. The device comprises a vibration energy collecting device, an electric quantity storage device and a display control device. The vibration energy collecting device comprises a magnetostrictive material and an induced current pickup coil, wherein the magnetostrictive material generates bending deformation to generate a magnetostrictive reverse effect when being subjected to external vibration, so that the internal magnetization and magnetic flux density of the material are changed, and the induced current pickup coil surrounds the periphery of the magnetostrictive material, so that the magnetostrictive reverse effect is coupled with the electromagnetic effect, and power generation is realized. The electric quantity storage device is connected with the induction current pickup coil, and stores the electric energy collected and converted by the vibration energy collecting device, so that the electric energy is provided for the blasting vibration monitoring device when in use. The display control device is used for setting parameters and controlling the acquisition and storage of data.)

一种爆破振动能量发电和监测系统

技术领域

本发明涉及采爆破工程技术领域，特别涉及一种爆破振动能量发电和监测系统。

背景技术

在矿山的实际生产过程中，爆破是矿山生产不可或缺的重要环节，爆破振动为常见的危害之一，同时爆破振动也蕴含着巨大的能量。目前，为保证一些保护对象在爆破生产过程中的安全，在爆破施工中常使用爆破振动监测装置对其爆破振动进行监测，进而为改善爆破效果，减小爆破振动对被保护对象的影响。

近年来，爆破振动监测装置朝着便携小巧方向有非常大的改进，储能方面也有大的提升，但爆破振动监测装置在几次使用过后需要对其进行充电，现发明一种爆破振动能量发电和监测的系统。

发明内容

为了解决背景技术提出的技术问题，本发明提供一种爆破振动能量发电和监测系统，通过收集爆破振动的能量对监测装置进行充电，实现爆破振动能量发电和监测这一目的。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种爆破振动能量发电和监测系统，包括振动能量收集装置、电量存储装置、显示控制装置。

所述振动能量收集装置包括磁致伸缩材料、感应电流拾取线圈，磁致伸缩材料在受到外界振动作用时产生弯曲变形发生磁致伸缩逆效应，进而导致材料内部磁化与磁通密度发生变化，感应电流拾取线圈环绕在磁致伸缩材料外围，使得磁致伸缩逆效应与电磁效应相耦合，从而实现发电。

所述电量存储装置与感应电流拾取线圈相连接，将振动能量收集装置收集转化的电能进行存储，进而为爆破振动监测装置使用时提供电能。

所述显示控制装置包括单片机及与其连接的显示屏，电量存储装置与单片机相连，为其提供电能，显示控制装置用于设置触发电平和采样率等参数，控制数据的采集和存储。

进一步地，还包括数据采集装置，所述数据采集装置包括三分量振动速度传感器，用于测量X，Y，Z方向的振动速度，数据采集装置与单片机相连，将采集到的数据传入显示控制装置。

进一步地，还包括数据存储装置，所述数据存储装置与单片机相连，数据采集装置将采集的数据进行存储，方便数据带回处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)实现爆破振动的数据采集和能量收集，采集振动数据的同时也收集振动能量为爆破振动监测装置提供电能。

2)相比之前的爆破振动监测装置，可实现仪器监测过程中的自动充电，提高仪器的续航使用能力。

附图说明

图1是本发明的一种爆破振动能量发电和监测系统的原理框图；

图2是本发明的一种爆破振动能量发电和监测系统的结构图。

图中：1-振动能量收集装置1-1-磁致伸缩材1-2-感应电流拾取线圈2-电量存储装置3-显示控制装置3-1显示屏幕3-2单片机4-振动数据采集装置5-振动数据存储装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。

如图1所示，本发明的一种爆破振动能量发电和监测系统包括振动能量收集装置1、电量存储装置2、显示控制装置3、振动数据采集装置4、振动数据存储装置5。

所述振动能量收集装置1包括磁致伸缩材料1-1、感应电流拾取线圈1-2，磁致伸缩材料1-1在受到外界振动作用时产生弯曲变形发生磁致伸缩逆效应，进而导致材料内部磁化与磁通密度发生变化，感应电流拾取线圈1-2环绕在磁致伸缩材料外围，使得磁致伸缩逆效应与电磁效应相耦合，从而实现发电。

所述电量存储装置2，电量存储装置2与感应电流拾取线圈1-2相连接，将振动能量收集装置1收集转化的电能进行存储，进而为爆破振动监测装置使用时提供电能。

所述显示控制装置3包括显示屏幕3-1和单片机3-2，型号STM32F103C8T6，用于设置触发电平和采样率等参数，控制数据的采集和存储。

所述数据采集装置4包括三分量振动速度传感器，用于测量X，Y，Z方向的振动速度。

所述数据存储装置5用于将测量的振动数据进行存储。

所述振动能量收集装置1与电量存储装置2相连，电量存储装置2与显示控制装置2和数据采集装置4相连，数据采集装置4与数据存储装置5相连。

本发明的原理如下：

1)磁致伸缩材料1-1在受到外界振动作用时，产生弯曲变形发生磁致伸缩逆效应，进而导致材料内部磁化与磁通密度发生变化，感应电流拾取线圈1-2的存在，会使得磁致伸缩逆效应与电磁效应相耦合，从而实现发电；

2)振动能量收集装置1收集的能量传到电量存储装置2进行存储；

3)电量存储装置2存储的电能为显示控制装置3、数据采集装置4和数据存储装置5提供电能；

4)显示控制装置3主要用于控制数据采集装置4的触发电平和采样率；

5)数据采集装置4是为采集爆破振动信号数据，并且传输给数据存储装置5进行存储。

6)数据存储装置5进行数据采集装置4采集的数据进行存储，方便数据带回处理。

所述振动能量收集装置，可以将振动产生的机械能转化为电能，并且在电量存储装置中进行存储。

所述电量存储装置不仅是振动收集能量装置收集的能量存储装置，同时也是监测装置的供电装置。

以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。