具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1、由于现有的取电方式多采用太阳能电池板为主要电源解决方案，太阳能板必须长期暴露在空气中，受环境印象较为严重，空气中的灰尘和水雾等因素都会影响太阳能板的寿命，随着使用时间不断增加，取电性能直线下降，无法长久使用，且太阳能板受天气影响较为严重，阴雨天气充电效率极低，因此现有的太阳能板电源解决方案取电效率不稳定，并且使用寿命有限，需要一种新的取电方式来替代太阳能板取电方案。本实施例的取能传感器的合金整环的制造工艺，参见图1所示，包括下列主要步骤：

S11、卷带成型步骤：将基础带材缠绕成合金整环。

在本实施例中意图以电磁互感原理作为电源解决方案，但需要选定基础带材的材质、选定合金整环的形状、以及对合金整环的参数进行推导和计算。

在本实施例中合金整环选用1J85型铁镍合金材料，1J85铁镍合金通过后续工艺处理之后取电效率能达到整环的80％以上且无抗腐蚀性能优良；在低负载线路上即可持续获得稳定电源。

本实施例工艺制造的合金整环选用圆环形取能磁芯作为合金整环形状。

另外如上所述，线路电流不稳定，需要对合金整环的参数进行推导和计算。

本实施例中对合金整环的乘积面积进行推导，并使用公式

其中，A_e表示磁芯横截面积，A_w表示磁芯的窗口面积，P_o表示输出功率(W)，ΔB表示磁通密度变化量(T)，f_T表示变压器工作频率(Hz)，K表示系数，为0.014(正激变换器，推挽中心抽头)，为0.017(全桥，半桥)。

在具体实现中，50KHz的工作频率下绝大多数磁材料损耗较低，磁芯材料的饱和限制了磁通密度的选择。铁氧体在100度时饱和磁通密度大约在0.3T左右，当磁通密度大于0.2T以后，磁场强度会很明显的增加，磁化电流会迅速增加，线圈损耗增加。为避免在瞬态时磁芯进入饱和，选取磁通密度摆幅为0.16T。如果频率超过50KHz，按工作频率在磁芯损耗曲线上按100～200mW/cm3选择磁通密度摆幅ΔB。输出功率应当乘以系数ΔB/0.16。

设计要求输出功率达到9W，磁通密度变化量最大为0.3T，假设电路工作在50Hz的频率下，所需的合金整环的乘积面积为：

选择高磁导率、高频率低损耗材料，即1J85型铁镍合金，则

AP＝A_eA_w＝0.388×1.49＝0.57812cm⁴。

在确定了上述取材、形状、参数后，将0.1mm厚度的1J85型铁镍合金带材经过平整后，进入卷带缠绕机，将基础带材缠绕成合金整环。

S12、退火步骤：将合金整环进行退火。

具体的，将带材缠绕好的合金整环放入退火炉中进行退火，退火时长50小时至60小时为佳。

S13、固化步骤：将合金整环放入固化胶水中真空浸泡。

具体的，退火冷却之后的合金整环放入固化胶水中浸泡，浸泡环境为真空浸泡，真空浸泡的时间5小时至10小时为佳。

S14、切割整环步骤：将合金整环以中心线为基准切割成两个半环。

具体的，将合金整环以中心线为基准切割成两个半环，切割的过程中切割断面不能有起层开裂等现象。切割成两个半环的目的在于便于安装在线路上。

本实施例取能传感器的合金整环的制造工艺制作出的合金整环，具备在线路上取电的基础，并且不像太阳能板那样必须暴露于露天环境，可以密封于防水外壳中，仍可正常取电，延长了器件使用寿命，由于本实施例作出的合金整环的取材、形状、参数经过了设计、推导、计算，并且在制作工艺流程上也与之匹配，相对于太阳能板电源解决方案的取电效率更加稳定。

实施例2、由于现有的取电方式多采用太阳能电池板为主要电源解决方案，太阳能板必须长期暴露在空气中，受环境印象较为严重，空气中的灰尘和水雾等因素都会影响太阳能板的寿命，随着使用时间不断增加，取电性能直线下降，无法长久使用，且太阳能板受天气影响较为严重，阴雨天气充电效率极低，因此现有的太阳能板电源解决方案取电效率不稳定，并且使用寿命有限，需要一种新的取电方式来替代太阳能板取电方案。本实施例的取能传感器的合金整环的制造工艺，参见图2所示，包括下列主要步骤：

S21、卷带成型步骤：将基础带材缠绕成合金整环。

在本实施例中意图以电磁互感原理作为电源解决方案，但需要选定基础带材的材质、选定合金整环的形状、以及对合金整环的参数进行推导和计算。

在本实施例中合金整环选用1J85型铁镍合金材料，1J85铁镍合金通过后续工艺处理之后取电效率能达到整环的80％以上且无抗腐蚀性能优良；在低负载线路上即可持续获得稳定电源。

本实施例工艺制造的合金整环选用圆环形取能磁芯作为合金整环形状。

另外如上所述，线路电流不稳定，需要对合金整环的参数进行推导和计算。

本实施例中对合金整环的乘积面积进行推导，并使用公式

其中，A_e表示磁芯横截面积，A_w表示磁芯的窗口面积，P_o表示输出功率(W)，ΔB表示磁通密度变化量(T)，f_T表示变压器工作频率(Hz)，K表示系数，为0.014(正激变换器，推挽中心抽头)，为0.017(全桥，半桥)。

在具体实现中，50KHz的工作频率下绝大多数磁材料损耗较低，磁芯材料的饱和限制了磁通密度的选择。铁氧体在100度时饱和磁通密度大约在0.3T左右，当磁通密度大于0.2T以后，磁场强度会很明显的增加，磁化电流会迅速增加，线圈损耗增加。为避免在瞬态时磁芯进入饱和，选取磁通密度摆幅为0.16T。如果频率超过50KHz，按工作频率在磁芯损耗曲线上按100～200mW/cm3选择磁通密度摆幅ΔB。输出功率应当乘以系数ΔB/0.16。

设计要求输出功率达到9W，磁通密度变化量最大为0.3T，假设电路工作在50Hz的频率下，所需的合金整环的乘积面积为：

选择高磁导率、高频率低损耗材料，即1J85型铁镍合金，则

AP＝A_eA_w＝0.388×1.49＝0.57812cm⁴。

在确定了上述取材、形状、参数后，将0.1mm厚度的1J85型铁镍合金带材经过平整后，进入卷带缠绕机，将基础带材缠绕成合金整环。

S22、退火步骤：将合金整环进行退火。

具体的，将带材缠绕好的合金整环放入退火炉中进行退火，退火时长50小时至60小时为佳。

S23、固化步骤：将合金整环放入固化胶水中真空浸泡。

具体的，退火冷却之后的合金整环放入固化胶水中浸泡，浸泡环境为真空浸泡，真空浸泡的时间5小时至10小时为佳。

S24、喷涂绝缘步骤：将固化之后的合金整环的表面喷涂树脂涂料。

具体的，将固化之后的合金整环表面喷涂树脂涂料，喷涂绝缘树脂的主要作用是将铁镍合金和外界进行隔断，同时起到第二次固化的作用。树脂喷涂有干法喷涂和湿法喷涂，本实施例中采用湿法喷涂。

S25、切割整环步骤：将合金整环以中心线为基准切割成两个半环。

具体的，将合金整环以中心线为基准切割成两个半环，切割的过程中切割断面不能有起层开裂等现象。切割成两个半环的目的在于便于安装在线路上。

S26、研磨表面的步骤：将切割的两个半环的断面进行研磨处理。

具体的，将切好的两个铁镍合金半环断面进行研磨处理，已达到更好的取能效果。

S27、检测研磨后的合金整环。

具体的，将研磨好的成品分别进行高低温，盐雾，拍打，跌落试验，符合试验标准之后出厂。

本实施例取能传感器的合金整环的制造工艺制作出的合金整环，具备在线路上取电的基础，并且不像太阳能板那样必须暴露于露天环境，可以密封于防水外壳中，仍可正常取电，延长了器件使用寿命，由于本实施例作出的合金整环的取材、形状、参数经过了设计、推导、计算，并且在制作工艺流程上也与之匹配，相对于太阳能板电源解决方案的取电效率更加稳定。

实施例3、本实施例的合金整环，采用上述实施例1的取能传感器的合金整环制造工艺制得，参见图3所示，包括由基础带材缠绕成合金整环31，合金整环31的表面具有固化胶水层32，并且合金整环31以中心线为基准切割成两个半环，具体不再赘述。

实施例4、本实施例的合金整环，采用上述实施例2的取能传感器的合金整环制造工艺制得，参见图4所示，包括由基础带材缠绕成合金整环41，合金整环41的表面具有固化胶水层42，固化胶水层42外表面喷涂有树脂涂料层43，并且合金整环41以中心线为基准切割成两个半环，具体不再赘述。

实施例5、本实施例的取能电源，参见图5所示，包括：取能传感器51、储能模块52和防水外壳53。

取能传感器51的合金整环采用上述实施例1或2的制造工艺制得，再经缠绕线圈后得到取能传感器51，用于通过电磁耦合方式从线路中取出能量，并直接供电。

在具体实现中，由于开环磁芯面积实际面积要大于理论值所需磁芯面积，所以它可以满足设计要求，又因为电感系数的计算公式为：

线圈匝数计算得：

1J85型铁镍合金材料系数的电感系数A_L＝105nH/N2，则：

由于线径和空间的原因，在具体实现中选取10*10(mm)截面积参数的导线。在多次测试后得到典型测试条件：磁芯材料为铁镍合金，含漆外径76mm，含漆宽度*厚度＝11mm*11mm，线圈匝数＝400匝，线圈线径0.44mm，T常温＝25℃。

储能模块52，在本实施例中采用超级电容，用于存储从取能传感器51取出的部分能量，并作为备用供电方式。

防水外壳53，将取能传感器51和储能模块52置于其内部。在具体实现中，防水外壳53选择铝合金铠甲的材质，该材质具有优秀的防水防腐效果，同时具有质量轻、坚硬、防静电、抗电磁干扰等特质，能有效的达到设备在室外用电环境中长期使用的需求。由于取能传感器51取能的方式为环扣在线路上感应线路电流取电，所以需要将设备设计成中空的方式，供导线穿过，安装方式为利用软性抱箍进行固定。

本实施例的取能电源可在线路上取电，并且不像太阳能板那样必须暴露于露天环境，可以密封于防水外壳中，仍可正常取电，延长了器件使用寿命，由于本实施例的合金整环的取材、形状、参数经过了设计、推导、计算，并且在制作工艺流程上也与之匹配，相对于太阳能板电源解决方案的取电效率更加稳定。而且本实施例还设置了超级电容作为储能模块，在取能传感器可以充足取能时进行充电，在取能传感器不能充足取能时作为备用供电方式，更加确保了供电的稳定性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。