อุปกรณ์ตรวจวัดแรงดันหรืออัตราการไหลระยะไกลที่ยึดกับท่อฝังดินหรือเหนือพื้นดิน ต้องทำงานหลายปีด้วยแบตเตอรี่ของตัวเอง ขณะสุ่มตัวอย่างทรานสดิวเซอร์ที่มีการจ่ายไฟและรายงานผ่าน NB-IoT หรือ LoRa โพรไฟล์โหลดเป็นบทเรียนแห่งความแตกต่าง: กระแสพักที่ระดับหลายสิบไมโครแอมป์ การกระตุ้นทรานสดิวเซอร์วัดแรงดันหลายมิลลิแอมป์นานประมาณหนึ่งวินาทีต่อตัวอย่าง ช่วงเซลลูลาร์เฉลี่ยหลายสิบมิลลิแอมป์สองสามวินาทีโดยมีค่าสูงสุดเกินหนึ่งร้อยมิลลิแอมป์ และ – เมื่อเกิดแรงดันเปลี่ยนแปลงกะทันหันหรือวอเตอร์แฮมเมอร์ – ช่วงสุ่มตัวอย่างอัตราสูงที่สั้นและเข้มข้น บทความนี้คลี่คลายโพรไฟล์นั้นและบทบาทของบัฟเฟอร์นิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์แบบชาร์จได้ โดยเฉพาะในเทอร์มินัลที่มีแสงอาทิตย์ช่วย
เทอร์มินัลตรวจวัดสมัยใหม่จับคู่ทรานสดิวเซอร์วัดแรงดัน (บางครั้งอัตราการไหลหรือระดับ) กับ MCU พลังงานต่ำ เครื่องบันทึก และวิทยุเซลลูลาร์หรือ LPWAN ซีลที่ IP66–IP68 ตาม IEC 60529 และรองรับช่วงอุณหภูมิภาคสนามกว้าง – ดาตาชีตทั่วไปครอบคลุม −30 ถึง +70 °C บันทึกโพรไฟล์แรงดันตามกำหนดเวลา (ปกติรายชั่วโมง) แจ้งเตือนเมื่อเกิดเหตุการณ์ค่าเกณฑ์หรืออัตราการเปลี่ยนแปลง และอัปโหลดผ่าน NB-IoT, LTE-M หรือ LoRaWAN ตัวอย่างเชิงพาณิชย์แสดงขอบเขตพลังงาน: เครื่องบันทึกแรงดัน NB-IoT ที่ใช้ถ่าน AA เปลี่ยนได้สามก้อนขนาดไม่กี่แอมป์-ชั่วโมง อ้างอายุการใช้งานถึงห้าปี และรุ่น LoRa ที่มีแพ็กใหญ่กว่ายืดได้ไกลกว่า
ต่างจากมิเตอร์เรียกเก็บเงินตามกฎหมาย นี่คืออุปกรณ์ตรวจวัดทางอุตสาหกรรม ที่ถูกควบคุมโดย EMC (ซีรีส์ IEC 61000) การป้องกันการเข้า และข้อกำหนดวิทยุของผู้ให้บริการเซลลูลาร์มากกว่ากฎหมายมาตรวิทยา – แต่วินัยแบตเตอรี่เข้มงวดไม่แพ้กัน
ภาพเคลื่อนไหวแรกลากเส้นกระแสตามเวลา การพักครอบคลุมที่ระดับต่ำกว่าสองสามสิบไมโครแอมป์ (การออกแบบที่ดีที่สุดเข้าใกล้หนึ่งไมโครแอมป์) ทุกตัวอย่างทรานสดิวเซอร์ถูกกระตุ้น – เซ็นเซอร์เพียโซรีซิสทีฟหรือเซรามิกต้องการหลายมิลลิแอมป์เพื่อคงตัว ประมาณหนึ่งวินาที – ขณะที่ ADC อ่านค่า ตามกำหนดรายงาน วิทยุจะเชื่อมต่อและส่ง โดย NB-IoT เฉลี่ยประมาณ 35 mA สองสามวินาทีในการส่งแบบกะทัดรัด หรือถึงประมาณ 15 mA นาน 90 วินาทีในเซสชันออนไลน์ที่หนักกว่า โดยมีค่าสูงสุด 100–200 mA
ตัวแปรที่คาดเดาไม่ได้คือเหตุการณ์: วอเตอร์แฮมเมอร์หรือปั๊มหยุดกระตุ้นการสุ่มตัวอย่างอัตราสูงเร็วเป็นวินาที ซึ่งเป็นทั้งการประมวลผลและกระแสพุ่ง แหล่งพลังงานที่ไม่สามารถส่งช่วงนั้นได้อย่างสะอาดจะพลาดการเปลี่ยนแปลงกะทันหันที่ติดตั้งเทอร์มินัลมาเพื่อจับ
ภาพที่สองแสดงความสัมพันธ์ที่คุ้นเคยแต่ชี้ขาด: เมื่อพลังงานสะสมคงที่ อายุภาคสนามจะพังทลายเมื่อช่วงเปลี่ยนจากรายวันเป็นรายชั่วโมงเป็นเกือบต่อเนื่อง เพราะทุกรายงานมีพลังงานเชื่อมต่อเซลลูลาร์คงที่ และทุกตัวอย่างมีการกระตุ้นทรานสดิวเซอร์ การจัดอันดับของผู้ขายตั้งแต่สองถึงสิบปีไม่ขัดแย้งกัน – อยู่คนละจุดบนพื้นผิว และปลายความถี่สูงคือจุดที่การออกแบบใช้แบตเตอรี่หลักอย่างเดียวหมดภายในหนึ่งหรือสองปี
นี่คือจุดที่สถาปัตยกรรมชาร์จได้เปลี่ยนเศรษฐศาสตร์: การจับคู่แผงโซลาร์เล็กกับบัฟเฟอร์ชาร์จได้ช่วยให้เทอร์มินัลสุ่มและรายงานบ่อยเท่าที่เครือข่ายต้องการโดยไม่มีบทลงโทษอายุเซลล์หลัก
ค่าเริ่มต้นสำหรับตำแหน่งฝังดินที่ไม่มีแสงคือแพ็กลิเธียมหลัก 3.6 V ขนาด 8.5–19 Ah เลือกเพราะความหนาแน่นพลังงาน โดยมีปัญหาแหล่งสะสมพัลส์เดียวกับสมาร์ทมิเตอร์: เซลล์หลักอุดมด้วยพลังงานแต่อ่อนในพัลส์และเกิดการพาสซิเวต ดังนั้นช่วงวิทยุและเหตุการณ์จึงได้ประโยชน์จากแหล่งสะสมความต้านทานต่ำ สำหรับห้องเหนือพื้นดิน บ่อมิเตอร์ที่เข้าถึงได้ง่าย หรือการติดตั้งบนหลังคา/สะพานท่อ แผงโฟโตวอลเทอิกเล็กพร้อมบัฟเฟอร์ชาร์จได้จะน่าสนใจและรองรับอัตราการสุ่มที่สูงกว่ามากอย่างไม่มีกำหนด
NiMH แบบซีลเป็นบัฟเฟอร์ชาร์จได้ดีเยี่ยมที่นี่: ยอมรับการชาร์จไม่สม่ำเสมอของแผง ส่งช่วงการคงตัวทรานสดิวเซอร์ วิทยุ และเหตุการณ์จากแพลตฟอร์มแบนความต้านทานต่ำ ไซเคิลทุกวันหลายปี คายประจุได้อย่างน่าเชื่อถือในบ่อหน้าหนาวที่หนาวเย็น และใช้เคมีน้ำที่ปลอดภัยในกล่องซีลที่ไม่มีคนดูแล
อัลกอริทึมการเปลี่ยนแปลงแรงดันและตรวจจับการรั่วต้องการช่วงตัวอย่างเร็วเมื่อมีบางอย่างเปลี่ยน และวิทยุอาจต้องส่งการแจ้งเตือนทันทีแทนที่จะรอการอัปโหลดตามกำหนด การสุ่มอัตราสูงพร้อมกับการส่งสัญญาณคือพัลส์กระแสกรณีเลวร้ายที่สุดและไม่อาจต่อรองได้: บัฟเฟอร์ที่ขนาดไว้แค่รายงานรายชั่วโมงประจำจะหย่อนหรือรีเซ็ตในเหตุการณ์เดียวที่เป็นเหตุผลของเครื่องมือ
ความต้านทานภายในต่ำของ NiMH และความสามารถพัลส์สูง เทียบกับขนาด ช่วยให้แพ็กขนาดพอประมาณครอบคลุมทั้งรายงานประจำและการแจ้งเตือนการเปลี่ยนแปลง ในขณะที่ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์จะเทอะทะสำหรับโหลดรวมหลายวินาที และเซลล์ลิเธียมหลักจะเห็นแรงดันพังทลายใต้ค่าสูงสุด
บรีฟการออกแบบบันทึกกระแสพัก กระแสและเวลากระตุ้นทรานสดิวเซอร์ ช่วงสุ่มและรายงาน เทคโนโลยีวิทยุพร้อมกระแสเชื่อมต่อ와ค่าสูงสุด ช่วงเหตุการณ์กรณีเลวร้ายที่สุด พลังงานแสงอาทิตย์ที่มี (ถ้ามี) ระดับการป้องกัน และช่วงอุณหภูมิ −30 ถึง +70 °C บทความ B เปลี่ยนสิ่งเหล่านี้เป็นงบประมาณพลังงานและการตัดสินใจหลักเทียบชาร์จได้ บทความ C จับคู่การออกแบบกับการป้องกันการเข้า EMC และหลักฐานระดับเซลล์
Weijiang Power ผลิตเซลล์นิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์แบบซีลและแพ็กบัฟเฟอร์ที่เข้ากันได้กับแสงอาทิตย์สำหรับเทอร์มินัลตรวจวัดแรงดันและการไหล NB-IoT และ LoRa แชร์กระแสกระตุ้นทรานสดิวเซอร์ ช่วงสุ่มและรายงาน โพรไฟล์วิทยุ ขนาดแผงโซลาร์และช่วงอุณหภูมิ แล้ววิศวกรของเราจะออกแบบบัฟเฟอร์ NiMH เชื่อมทนหนาวหรือแพ็กเปลี่ยนได้พร้อมการจัดการชาร์จและการป้องกัน ดูรูปแบบได้ในหน้าผลิตภัณฑ์
