随着市政工程的发展,传统的管线仪对市政工程中越来越多的非金属管线探测显得力不从心,基于宽频带窄脉冲电磁波技术的管线探测雷达可以很好的解决这一难题,管线探测雷达不依赖由管线感应并辐射的电磁场(很多时候这种电磁场并不存在或无法探测到),因此它不仅能探测金属管线,也能探测非金属或不导电的管线,如PVC管、PE管、水泥管、陶瓷管、电线电缆等。传统野外探地测试仪采用铅酸电池作为移动备用电源,由于铅酸电池自身能量密度低,质量重、倍率放电效率低,非环保等缺点,已经无法满足现代便携式工业仪器设备所需备用电源的需求。由于锂电池组具备高能量比、轻质量、小体积、高循环寿命、高安全、高电压一致性等独特的优点,已经在众多工业仪器设备领域成为替代铅酸电池首选。
一、探地测试仪备用电源要求:
根据客户探地测试仪具有高工作电压、长时间及特殊环境温度的要求,在锂电池电芯方面采用进口品牌的三星35E高倍率长寿命锂电芯,用6串8并组合实现客户相关参数需求。在锂电池保护电路保护方面,采用6串日本精工硬件保护电路+6串充电平衡电路,以实现成品锂电池的最大过流55A,持续放电电流20A,充电平衡电流200mA的要求。在相关工作环境方面,采用高档的金属拉丝外壳以实现客户的防摔环境要求。组合后的成品电池具体参数如下:
1)锂电池组型号设计要求:18650-6S8P/28Ah/22.2V。
2)电路部分设计要求:
1、单节过充保护电压:4.35±0.25V
2、单节过充恢复电压:4.15±0.50V
3、单节过放保护电压:2.70±0.08V
4、单节过放恢复电压:3.00±0.10V
5、组合电池过流保护值(10ms):35~40A
6、充电平衡电流:200±50mA
7、充电平衡电压:4.20±25mV
8、电池过温保护值(可恢复):70±5度
9、成品电池还具备短路、反充保护。
3)电池循环寿命设计要求:550次(国标充放电标准)
4)电池外型尺寸设计要求:参考外壳
二、探地特种测试仪备用电源设计方案:
1)保护板(PCM):主要是对可充电锂电池组进行设计的保护线路,由于锂电池本身的化学特性,需要提供智能电量计算、过充、过放、短路、过流等保护功能,以避免引起燃烧、爆炸等危险。
2)保护IC(Protection IC):设计方案的主要保护功能芯片,对电芯进行过充、过放、过流、短路等功能的在线时时监测。使电芯在安全稳定高效的范围内工作。
3) 充电平衡模块:充电过程中平衡各电芯电压差,增强各电芯电压的一致性以延长组合电池的使用寿命。
4)温度开关:主要针对温度保护功能设计。当电池本身的温度因其它异常问题达到75度时,温度开关动作,达到过温保护,当温度下降时,自动恢复。
5)18650锂离子电芯/18650/3500mAh/3.7V 韩国三星35E(高倍率电芯)。
6)场效应管(MOSFET):MOSFET管,在保护电路中起开关作用,永远使负载两端的电压不会升高也不会降低,保证电压稳定。
7)探地测试仪备用电源方案设计原理图:
三探地特种测试仪备用电源实现图: