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专利号: 201810948359X
申请人: 中国地质大学(武汉)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种石墨烯型超导无线传输电能飞行器与传感器阵列系统,其特征在于,包括:石墨烯型超导无线传输电能飞行器、石墨烯型超导无线传输电能发射站、石墨烯型超导无线传输电能中继站、传感器阵列;所述石墨烯型超导无线传输电能飞行器与传感器阵列均包括:

石墨烯型散热传导冷却结构;所述石墨烯型超导无线传输电能飞行器,包括:石墨烯型超导无线传输电能接收器、石墨烯型超导无线传输电能发射器B、频率自动跟踪及调控电路单元B、制冷装置B、失超保护单元B、智能控制仪、数字信息接收与发射器B、无线通信仪、全球定位仪、飞行器和蓄电池;所述石墨烯型超导无线传输电能接收器、石墨烯型超导无线传输电能发射器B、频率自动跟踪及调控电路单元B、制冷装置B、失超保护单元B、数字信息接收与发射器B、无线通信仪、全球定位仪、蓄电池和飞行器均与智能控制仪相连接;所述石墨烯型超导无线传输电能接收器、石墨烯型超导无线传输电能发射器B、频率自动跟踪及调控电路单元B、制冷装置B、失超保护单元B、数字信息接收与发射器B、无线通信仪、全球定位仪、蓄电池均与智能控制仪均装配在飞行器中;所述石墨烯型超导无线传输电能接收器和石墨烯型超导无线传输电能发射器B均包括:石墨烯型超导无线传输电能线圈;所述石墨烯型超导无线传输电能接收器和石墨烯型超导无线传输电能发射器B分别与频率自动跟踪及调控电路单元B相连接;所述数字信息接收与发射器B用于接收或发射传感器检测数据信息、频率自动跟踪检测数据信息;

所述石墨烯型散热传导冷却结构采用石墨烯型超导无线传输电能线圈线材与石墨烯层散热传导冷却相结合构成;其采用石墨烯型间接传导冷却结构、石墨烯型超临界氦迫流冷却结构、石墨烯型液氮浸泡超导线圈冷却结构或石墨烯型复合冷却管内超导线圈线材冷却结构中的一种;所述石墨烯型间接传导冷却结构的石墨烯层材料将制冷机冷头及冷质量体与超导线圈线材接触;所述石墨烯型超临界氦迫流冷却结构为一定压差下的强迫氦冷流体通过具有石墨烯散热导冷层的超导线圈线材;所述石墨烯型液氮浸泡石墨烯型超导线圈冷却结构为采用液氮浸泡具有石墨烯散热导冷层的超导线圈线材;所述石墨烯型复合冷却管内超导线圈线材冷却结构为将多股超导线以多级扭绞后,套于具有石墨烯散热导冷层的复合冷却管内形成;所述石墨烯层材料包括:石墨烯薄膜、石墨烯涂层、石墨烯复合材料层、三维石墨烯层、氧化石墨烯、氧化石墨烯复合材料或三维石墨烯复合材料层;所述三维石墨烯复合材料层为在三维石墨烯多孔材料中组装导热性能良好的纳米材料;所述导热性能良好的纳米材料包括:纳米碳管、纳米金、纳米银或纳米颗粒;

所述石墨烯型超导无线传输电能发射站,包括:石墨烯型超导无线传输电能发射器A、频率自动跟踪及调控电路单元A、数字信息接收与发射器A、电源系统、智能控制器、充电装置及电路器件、制冷装置A、云数据库;所述石墨烯型超导无线传输电能发射器A,包括石墨烯型超导无线传输电能线圈线材;所述电源系统包括:三相交流电源、直流电源和电路;所述石墨烯型超导无线传输电能发射器A、频率自动跟踪及调控电路单元A、数字信息接收与发射器A、电源系统、充电装置及电路器件、制冷装置A、云数据库均与智能控制器相连接;

所述石墨烯型超导无线传输电能中继站与传感器阵列相邻;所述石墨烯型超导无线传输电能中继站,包括:石墨烯型超导无线传输电能中继线圈及电路、频率自动跟踪及调控电路单元C、制冷装置C、蓄电池C;所述石墨烯型超导无线传输电能中继线圈包括:采用石墨烯型超导无线传输电能线圈线材;所述频率自动跟踪及调控电路单元A、频率自动跟踪及调控电路单元B和频率自动跟踪及调控电路单元C均包括:高频谐振逆变器、LC谐振耦合和频率跟踪器;所述LC谐振耦合和频率跟踪器包括:超导线圈电流电压检测装置、超导线圈参数调控单元;所述超导线圈参数调控单元包括:自动调谐电阻、自动调谐电容和自动调谐电感及电路;所述频率自动跟踪及调控电路单元C、制冷装置C与蓄电池C相连接;

所述传感器阵列为按照一定方式在一定范围内排布的传感器单元形成的阵列;所述传感器单元包括:传感器元件、无线传输电能接收器D、整流电路及器件、微型存储器、传感器数字信息发射器、微型蓄电池;所述传感器元件与微型存储器相连接;所述微型存储器与传感器数字信息发射器相连接;将所述无线传输电能接收器D通过整流电路及器件与微型蓄电池相连接;所述传感器元件和传感器数字信息发射器与微型蓄电池相连接;所述传感器数字信息发射器能够将微型存储器中存储的传感器监测数据信息发送给石墨烯型超导无线传输电能飞行器或石墨烯型超导无线传输电能发射站云数据库存储分析备用。

2.根据权利要求1所述的石墨烯型超导无线传输电能飞行器与传感器阵列系统,其特征在于,所述石墨烯型超导无线传输电能线圈包括:石墨烯型超导无线传输电能线圈线材;

所述石墨烯型超导无线传输电能线圈线材和失超保护单元B与制冷装置B共同构成石墨烯型超导线圈线材冷却结构;所述石墨烯型超导线圈线材冷却结构包括:圆形石墨烯型超导线圈线材冷却结构或方形石墨烯型超导线圈线材冷却结构,所述超导线圈线材装配在中心区冷流体管外层,并处于具有4‑8个分隔板的超导线管内;装配有超导线圈线材的超导线管内分隔板之间和中心区冷流体管中均有冷流体流动;所述冷流体包括:低温的气态流动物质或低温的液态流动物质;所述超导线管外层为冷质量层;所述冷质量层、超导线管与超导线材层之间均有石墨烯层散热导冷层;所述分隔板表面有石墨烯层;所述冷质量层与制冷装置B的冷头相连接。

3.根据权利要求1所述的石墨烯型超导无线传输电能飞行器与传感器阵列系统,其特征在于,所述石墨烯型超导无线传输电能线圈线材包括:石墨烯型绝缘超导线材、石墨烯型绝缘超导中空线材、石墨烯型无绝缘超导线材、石墨烯型无绝缘超导中空线材或石墨烯型绝缘超导带材;所述石墨烯型绝缘超导线材的超导线外层为绝缘层;所述绝缘层外层为石墨烯层;所述石墨烯型绝缘超导中空线材的中空结构的超导线外层为绝缘层;所述绝缘层外层为石墨烯层;所述石墨烯型无绝缘超导线材的超导线外层为石墨烯层;所述石墨烯无绝缘超导中空线材的中空结构的超导线外层为石墨烯层;所述石墨烯型绝缘超导带材的均匀超导带之间有绝缘层,在超导带与绝缘层的外层为石墨烯层。

4.根据权利要求1所述的石墨烯型超导无线传输电能飞行器与传感器阵列系统,其特征在于,所述飞行器为无人飞行器或有人飞行器;所述飞行器包括:光伏发电与压电发电翅翼;所述光伏发电与压电发电翅翼的上层为光伏发电膜、中层为翅翼弹性基材、下层为压电发电膜;所述压电发电膜包括:聚偏二氟乙烯压电薄膜、PZT压电薄膜或复合压电薄膜;所述光伏发电膜通过太阳光照射进行光伏发电;所述压电发电膜利用飞行器在飞行过程中气流振动进行压电发电;所述光伏发电膜、压电发电膜和石墨烯型超导无线传输电能接收器的电能电流,均通过整流电路及器件与蓄电池相连接;所述蓄电池与石墨烯型超导无线传输电能发射器B、频率自动跟踪及调控电路单元B、制冷装置B、失超保护单元B、智能控制仪、数字信息接收与发射器B、无线通信仪、全球定位仪、飞行器相连接,并提供工作电能。

5.根据权利要求1所述的石墨烯型超导无线传输电能飞行器与传感器阵列系统,其特征在于,所述无线传输电能接收器D包括:镀磁铜无线电能接收器、镀银铜无线电能接收器、碳纳米管覆盖金属线圈接收器、纯铜无线电能接收器或超导无线电能接收器;所述镀磁铜无线电能接收器包括在铜导线表面覆盖铁和镍材料制成的线圈;所述镀银铜无线电能接收器包括在铜导线表面覆盖银材料制成的线圈;所述碳纳米管覆盖金属线圈接收器包括在金属线圈材料表面覆盖碳纳米管材料制成的接收器;所述纯铜无线电能接收器采用纯铜材料制成的接收器;所述超导无线电能接收器包括:超导线圈、低温制冷系统装置。

6.根据权利要求1所述的石墨烯型超导无线传输电能飞行器与传感器阵列系统,其特征在于,所述传感器阵列包括:水库大坝传感器阵列、桥梁公路传感器阵列、轨道交通传感器阵列、工程建筑传感器阵列、楼房公寓传感器阵列、边防海关传感器阵列、蔬菜大棚传感器阵列、高压电网传感器阵列、军事工程传感器阵列、农田土壤传感器阵列、公共场所安全传感器阵列;所述传感器元件包括:温度传感器、压力传感器、湿度传感器、风力传感器、雾霾传感器、空气质量传感器阵列、土壤元素传感器、工程裂纹传感器、地震波传感器阵列、摄像头传感器、光导纤维传感器、有害物质传感器或人流交通传感器。