CN108362396A - 一种用于环网柜温度监测的测温螺母、系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于环网柜温度监测的测温螺母、系统及方法,包括:螺母和测温单元;测温单元的第一特高频天线通过信号线分别与特高频直流变换器、特高频指令信号调理单元和特高频数据信号调理单元相连接;特高频直流变换器通过电源线分别与射频标签芯片和直流直流变换器相连接;直流直流变换器通过电源线与温度传感器相连接;射频标签芯片通过信号线分别与特高频指令信号调理单元、特高频数据信号调理单元和温度传感器相连接。本发明的测温螺母将测温单元设置在测温螺母的内部,无需占用额外的空间,适用于在环网柜设备内大规模布置。

Description

一种用于环网柜温度监测的测温螺母、系统及方法
技术领域
本发明属于环网柜测温技术领域,具体涉及一种用于环网柜温度监测的测温螺母、系统及方法。
背景技术
环网柜是供电系统中常用的切换单元,其正常运行是供电安全稳定的重要保障。温度监测是环网柜监测常用的手段之一,通过监测环网柜温度可预警潜在故障,避免发生火灾甚至爆炸等重大事故。目前,环网柜常用的测温系统有电流互感器测温,表面声波测温以及光纤光栅测温,普遍存在的问题是:现有方法中的传感器占用环网柜内的空间较大,不利于在空间容量有限的环网柜设备内大规模布置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于环网柜温度监测的测温螺母、系统及方法,以解决上述存在的技术问题。本发明的测温螺母将测温单元设置在测温螺母的内部,无需占用额外的空间,适用于在环网柜设备内大规模布置。
为达到上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种用于环网柜温度监测的测温螺母,包括:螺母和测温单元;测温单元设置于螺母的内部,测温单元包括射频标签芯片、温度传感器、第一特高频天线、特高频直流变换器、特高频指令信号调理单元、特高频数据信号调理单元和直流直流变换器;第一特高频天线用来接收外部特高频辐射,通过特高频直流变换器将接收的特高频辐射转换为射频标签芯片的供电电压,射频标签芯片的供电电压通过直流直流变换器转换为温度传感器的供电电压;第一特高频天线还用于接收外部指令信号,通过指令信号调理单元解调出指令并控制射频标签芯片进行执行相应的指令;温度传感器将采集的温度信息传递给射频标签芯片,射频标签芯片将信号进一步传递给特高频数据调理单元,特高频数据调理单元将调理过的数据传递给第一特高频天线,通过第一特高频天线发送给外部。
进一步的,螺母为六角螺母,六角螺母的外侧面上设置有凹槽,测温单元固定设置于凹槽内。
进一步的,螺母由金属材料制成。
一种用于环网柜温度监测的测温系统,基于上述的任一种用于环网柜温度监测的测温螺母,包括:测温螺母和控制及数据采集单元;测温螺母置于环网柜内,控制及数据采集单元通过特高频无线电波与测温单元进行信号传输,控制及数据采集单元能够发送指令给测温单元,也能够接收测温单元发送的信号。
进一步的,控制及数据采集单元包括第二特高频天线和显示屏,第二特高频天线与第一特高频天线能够进行数据传输,显示屏能够实时显示测温单元检测到的温度。
进一步的,控制及数据采集单元上设置有报警装置,接收到的温度数据超过预设值时能够通过报警装置进行报警。
进一步的,报警装置为蜂鸣器。
一种用于环网柜温度监测的测温方法,基于上述任一种用于环网柜温度监测的测温系统,具体步骤包括:
步骤01,将环网柜内待测温度区域附近的普通螺母替换为测温螺母;
步骤02,通过控制及数据采集单元向测温单元发出特高频供电辐射,第一特高频天线接收特高频供电辐射,通过特高频直流变换器转换为射频标签芯片的供电电压;第一特高频天线接收特高频供电辐射,通过特高频直流变换器和直流直流变换器转换为温度传感器的供电电压;
步骤03,通过控制及数据采集单元向测温单元发出测量指令,第一特高频天线接收测量指令,通过特高频指令信号调理单元解调出测量指令,解调出的测量指令传递给射频标签芯片,射频标签芯片的内置程序将测量指令翻译为温度传感器的测量指令,通过翻译出的测量指令控制温度传感器执行测温操作;
步骤04,温度传感器将测量到的温度信息数据传递给射频标签芯片,射频标签芯片将温度信息数据传递给特高频数据调理单元翻译为特高频段数据信号,翻译后的特高频段数据信号通过第一特高频天线发送给控制及数据采集单元;
步骤05,关闭控制及数据采集单元,结束测温工作。
进一步的,重复步骤03和步骤04能够实现温度的连续采集。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
本发明的测温螺母中的测温单元内置于螺母中,不需要占用环网柜内额外的空间,可在环网柜内大规模布置;通过第一特高频天线通信,可避开环网柜内局部放电脉冲信号的频段,可有效降低通信干扰。第一特高频天线工作在特高频段,特高频直流变换器的升压效率更高、体积更小,可使测温单元的体积更小,有利于测温螺母的小型化。
进一步的,螺母采用六角螺母,便于螺母在环网柜内部的装卸,凹槽设置于六角螺母其中的一个侧面上,便于凹槽的加工,也便于测温单元在凹槽内的取放。
进一步的,螺母通过金属材料加工而成,测温单元封装在螺母中,通过螺母的金属肌肤效应,可屏蔽特高频波段的电磁干扰,保证通信的稳定性。
本发明的测系统基于本发明的测温螺母,测温螺母内置测温单元,无外设的传感器占用额外的空间,适用于空间有限的环网柜内的温度监测。
本发明的测温方法基于本发明的测温系统,操作简单方便,可实现环网柜内温度的实时监测。
附图说明
图1是本发明的一种用于环网柜温度监测的测温螺母的整体结构示意图;
图2是图1中测温单元的连接结构示意图;
图3是本发明的一种用于环网柜温度监测的测温系统的整体结构示意图;
图1至图3中,1六角螺母;2测温单元;201射频标签芯片;202温度传感器;203第一特高频天线;204特高频直流变换器;205特高频指令信号调理单元;206特高频数据信号调理单元;207直流直流变换器;3控制及数据采集单元。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
参考图1和图2,本发明的一种用于环网柜温度监测的测温螺母,包括:螺母和测温单元2。
螺母为金属材料加工而成的六角螺母1,六角螺母1的六个外侧面中任选一面开设凹槽,,测温单元2内置在六角螺母1的凹槽中。测温单元2包含射频标签芯片201、温度传感器202、第一特高频天线203、特高频直流变换器204、特高频指令信号调理单元205、特高频数据信号调理单元206和直流直流变换器207。第一特高频天线203的第一输出端连接特高频直流变换器204的输入端,特高频直流变换器204的输出端连接射频标签芯片201的电源端和直流直流变换器207的输入端;直流直流变换器207的输出端连接温度传感器202的电源端;温度传感器202的输出端连接射频标签芯片201的温度信号输入端;射频标签芯片201的温度信号输出端通过特高频数据信号调理单元206连接第一特高频天线203的输入端;第一特高频天线203的第二输出端通过特高频指令信号调理单元205连接射频标签芯片201的控制端。
第一特高频天线203用来接收外部特高频辐射,通过特高频直流变换器204将接收的特高频辐射转换为射频标签芯片201的供电电压,射频标签芯片201的供电电压通过直流直流变换器207转换为温度传感器202的供电电压。第一特高频天线203用于接收外部指令信号,通过指令信号调理单元205解调出指令并控制射频标签芯片201进行执行相应的指令。温度传感器202将采集的温度信息传递给射频标签芯片201,射频标签芯片201将信号进一步传递给特高频数据调理单元206,特高频数据调理单元206将温度数据调理到特高频频段后传递给第一特高频天线203,通过第一特高频天线203发送给外部。
参考图3,本发明的一种用于环网柜温度监测的测温系统,包括:测温螺母和控制及数据采集单元3;测温螺母置于环网柜内,控制及数据采集单元3包括第二特高频天线、显示屏和报警装置,第二特高频天线与第一特高频天线能够进行数据传输,显示屏能够实时显示测温单元2检测到的温度。控制及数据采集单元3通过特高频无线电波与测温单元2进行信号传输,控制及数据采集单元3能够发送指令给测温单元2,也能够接收测温单元2发送的信号,接收到的温度数据超过预设值时能够通过报警装置进行报警,报警装置为蜂鸣器。
本发明的测温系统具有以下优点:
(1)测温单元2内置在六角螺母1的开槽中,不再占用环网柜内额外的空间,适用于有限空间的大规模布置。
(2)射频标签芯片201装有第一特高频天线203用以完成和控制及数据采集单元3的指令控制通信和数据传输通信,利用第一特高频天线203通信可以避开环网柜内局部放电脉冲信号的频段,有效的降低通信干扰,可提高实时传输的精确性。
(3)测温单元2封装在六角螺母1中可利用六角螺母1的金属肌肤效应屏蔽特高频波段的电磁干扰,可保证实时通信的稳定性。
(4)第一特高频天线203工作在特高频段,因此特高频直流变换器204的升压效率更高、体积更小,利于整体测温螺母的小型化。
本发明的一种用于环网柜温度监测的测温方法,包括如下步骤:
步骤01:将环网柜内待测温度区域附近的螺母替换为上述内置测温单元2的六角螺母1。
步骤02:打开控制及数据采集单元3,控制及数据采集单元3开始向测温单元2发出特高频供电辐射。第一特高频天线203接收供电辐射通过特高频直流变换器204转换为射频标签芯片201的供电电压,射频标签芯片201通电后内置程序向测温螺母控制及数据采集单元3发出应答信号,确认测温螺母控制及数据采集单元3与射频标签芯片201的连接正常。
步骤03:控制及数据采集单元3向测温单元2发出测量指令,第一特高频天线203接收测量指令传递给特高频指令信号调理单元205解调出测量指令,解调出的测量指令传递给射频标签芯片201,射频标签芯片201内置程序将测量指令翻译为温度传感器202的测量指令控制温度传感器202执行测温。
步骤04:温度传感器202将测量到的温度信息数据传递给射频标签芯片201,射频标签芯片201将温度信息数据传递给特高频数据调理单元206翻译为特高频段数据信号,翻译后的特高频段数据信号通过第一特高频天线203辐射给测温螺母控制及数据采集单元3。
步骤05:重复步骤03-步骤04实现温度的连续采集。
步骤06:关闭控制及数据采集单元3,结束工作。

Claims (9)

1.一种用于环网柜温度监测的测温螺母,其特征在于,包括:螺母和测温单元(2);
测温单元(2)设置于螺母的内部,测温单元(2)包括射频标签芯片(201)、温度传感器(202)、第一特高频天线(203)、特高频直流变换器(204)、特高频指令信号调理单元(205)、特高频数据信号调理单元(206)和直流直流变换器(207);
第一特高频天线(203)用来接收外部特高频辐射,通过特高频直流变换器(204)将接收的特高频辐射转换为射频标签芯片(201)的供电电压,射频标签芯片(201)的供电电压通过直流直流变换器(207)转换为温度传感器(202)的供电电压;第一特高频天线(203)还用于接收外部指令信号,通过指令信号调理单元(205)解调出指令并控制射频标签芯片(201)进行执行相应的指令;温度传感器(202)将采集的温度信息传递给射频标签芯片(201),射频标签芯片(201)将信号进一步传递给特高频数据调理单元(206),特高频数据调理单元(206)将调理过的数据传递给第一特高频天线(203),通过第一特高频天线(203)发送给外部。
2.根据权利要求1所述的一种用于环网柜温度监测的测温螺母,其特征在于,螺母为六角螺母(1),六角螺母(1)的外侧面上设置有凹槽,测温单元(2)固定设置于凹槽内。
3.根据权利要求1所述的一种用于环网柜温度监测的测温螺母,其特征在于,螺母由金属材料制成。
4.一种用于环网柜温度监测的测温系统,其特征在于,基于权利要求1至3中任一项所述的一种用于环网柜温度监测的测温螺母,包括:测温螺母和控制及数据采集单元(3);
测温螺母置于环网柜内,控制及数据采集单元(3)通过特高频无线电波与测温单元(2)进行信号传输,控制及数据采集单元(3)能够发送指令给测温单元(2),也能够接收测温单元(2)发送的信号。
5.根据权利要求4所述的一种用于环网柜温度监测的测温系统,其特征在于,控制及数据采集单元(3)包括第二特高频天线和显示屏,第二特高频天线与第一特高频天线(203)能够进行数据传输,显示屏能够实时显示测温单元(2)检测到的温度。
6.根据权利要求4所述的一种用于环网柜温度监测的测温系统,其特征在于,控制及数据采集单元(3)上设置有报警装置,接收到的温度数据超过预设值时能够通过报警装置进行报警。
7.根据权利要求6所述的一种用于环网柜温度监测的测温螺母,其特征在于,报警装置为蜂鸣器。
8.一种用于环网柜温度监测的测温方法,其特征在于,基于权利要求4至7中任一项所述的一种用于环网柜温度监测的测温系统,具体步骤包括:
步骤01,将环网柜内待测温度区域附近的普通螺母替换为测温螺母;
步骤02,通过控制及数据采集单元(3)向测温单元(2)发出特高频供电辐射,第一特高频天线(203)接收特高频供电辐射,通过特高频直流变换器(204)转换为射频标签芯片(201)的供电电压;第一特高频天线(203)接收特高频供电辐射,通过特高频直流变换器(204)和直流直流变换器(207)转换为温度传感器(202)的供电电压;
步骤03,通过控制及数据采集单元(3)向测温单元(2)发出测量指令,第一特高频天线(203)接收测量指令,通过特高频指令信号调理单元(205)解调出测量指令,解调出的测量指令传递给射频标签芯片(201),射频标签芯片(201)的内置程序将测量指令翻译为温度传感器(202)的测量指令,通过翻译出的测量指令控制温度传感器(202)执行测温操作;
步骤04,温度传感器(202)将测量到的温度信息数据传递给射频标签芯片(201),射频标签芯片(201)将温度信息数据传递给特高频数据调理单元翻译为特高频段数据信号,翻译后的特高频段数据信号通过第一特高频天线(203)发送给控制及数据采集单元(3);
步骤05,关闭控制及数据采集单元(3),结束测温工作。
9.根据权利要求8所述的一种用于环网柜温度监测的测温方法,其特征在于,重复步骤03和步骤04实现温度的连续采集。
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