CN109253815A - 一种无线温度传感器及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线温度传感器及其应用，包括夹紧机构和透明罩，透明罩内安装有支架，支架内部安装有PCB板，支架固定安装在夹紧机构上，夹紧机构上还安装有合金带，合金带上套设有线包，PCB板上设置有电源管理电路和IC主板，IC主板上设置有微处理器和无线发射装置，微处理器与电源管理电路、无线发射装置电连接，微处理器上还电连接有温度传感器，温度传感器安装在夹紧机构上，线包与电源管理电路电连接。本发明利用线包收集电缆上电流流过时的电磁能量，将电磁能量转化为温度传感器和通讯天线工作的电能，整个传感器不需要外部电源，耗能少，只要有电流流过就可以对导体的温度进行监测，绿色环保，不需要维护，抗干扰能力强。
Description
技术领域
本发明涉及高压温度监测装备技术领域，尤其涉及一种无线温度传感器及其 应用。
背景技术
近年来，随着经济的不断增长，电力需求越来越大，使电力系统向大容量、 高电压和智能化的方向发展，并且电力系统的安全高效运营密切关系到社会经济 的健康发展和人民生活的稳定。
在各种高低压开关柜触头及接点、刀闸开关、高压电缆中间头、干式变压器、 低压大电流柜等电气设备中，由于材料老化、接触不良、电流过载等因素引起的 温升过高，且不宜探测的故障隐患，设备电气很容易被损坏，当电气设备不能工 作时，将会造成电能需求的供应不足，以此造成的经济损失将不可估量。目前电 气设备接点温度的测温技术有以下两种：人工测量和有线检测；人工测量带有很 大的危险性，因为这些被检测的设备都是高压，不易接触的，很容易造成对测量 人员的伤害，并且人工检测不能实时操作,检测温度精度低；有线检测即检测温 度的传感器与主机是有线连接。这种方式加大了工程师的现场布线难度，测量的 灵敏性低，且高低压隔离不彻底，抗干扰性差。
并且,现有的无线测量装置多采用电池电源对装置进行供电，此种测量装置 的不足之处在于电源供电单元需要持续供电，对能源较为浪费，且无法做到无线 测温终端与外界完全没有电缆连接。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种无线温度传感器及其应用，该传感器采 用超低功耗、微电磁能量收集设计，无需电池供电，采用射频通讯，具有绿色环 保、免维护、电气隔离彻底、安装方便、抗干扰能力强、工作可靠、体积小巧等 优点，能很好的解决高电压状态下的温度测量问题；实时将采集到的温度通过射 频通讯，传输到监控终端上，实现不间断的、准确的测量。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
一种无线温度传感器，包括夹紧机构、温度测量机构和支架，所述夹紧机构 包括安装座和安装在安装座上对应两侧的支撑板，所述支撑板上安装有箍板，两 个所述箍板相对安装形成抱箍，所述支架与支撑板固定连接，所述温度测量机构 包括温度传感器和取电组件，所述温度传感器安装在安装座上，所述取电组件包 括PCB板、合金带和线包，所述PCB板安装在支架上，所述PCB板上设置有电源 管理电路和IC主板，所述IC主板上设置有微处理器和无线发射装置，所述微处 理器与电源管理电路、无线发射装置电连接，所述微处理器与温度传感器电连接， 所述合金带安装在支架上，所述线包套设在合金带上，所述线包与电源管理电路 电连接。
进一步，所述电源管理电路包括整流二极管和稳压保护电路，所述整流二极 管的正极与线包的输出端连接，所述整流二极管的负极与稳压保护电路的正极连 接，所述稳压保护电路的负极与线包的输入端连接，所述稳压保护电路的正极和 负极均与微处理器连接。
进一步，所述电源管理电路中还接有储能电容，所述储能电容的正极与稳压 保护电路的正极连接，所述储能电容的负极与稳压保护电路的负极连接。
进一步，所述电源管理电路中还连接有电源阀，所述电源阀包括电压检测芯 片和PMOS管，所述PMOS管的源极与储能电容的正极电连接，所述PMOS管的漏 极与微处理器电连接，所述PMOS管的栅极与电压检测芯片的控制端连接，所述 电压检测芯片的正极与储能电容的正极电连接，所述电压检测芯片的负极与储能 电容的负极电连接，所述电压检测芯片的正极与储能电容的正极的连接线上还电 连接有单向稳压二极管，所述电压检测芯片与微处理器电连接。
进一步，所述无线发射装置为弹簧天线，所述弹簧天线固定安装在PCB板上。
进一步，所述线包由若干匝金属线圈缠绕而成，所述金属线圈为铜漆包线， 所述金属线圈的匝数为4900-5100匝。
进一步，所述安装座的底部开设有通孔，所述温度传感器的导热板镶嵌在通 孔内。
进一步，所述支架上套设有透明罩。
本发明的无线温度传感器可以应用于电缆温度的测量。
本发明利用线包收集电缆上电流流过时的电磁能量，将电磁能量转化为温度 传感器和通讯天线工作的电能，整个传感器不需要外部电源，耗能少，只要有电 流流过就可以对导体的温度进行监测，绿色环保，不需要维护，抗干扰能力强；
本发明在PCB板上设置信号无线发射天线，传感芯片收集到的温度数据，可 以通过无线发射天线传输到监控终端上，实现不间断的、准确的测量；
本发明由PMOS管和电压检测芯片组成的电源阀电路，可以在能量收集未满 时，将系统供电电源与后级电路完全切断，使能量收集工作在更高效的状态，通 过微控单元与电压检测芯片通讯连接，可以反过来利用微控单元控制电源阀的关 闭；
本发明采用超低功耗MCU微控制单元设计,并在程序上做电源和低功耗管 理，只需收集电流流过的电磁能量就能给整个系统稳定供电；
本发明采用高频无线电数据传输技术，数据接收装置与被测点无需任何物理 连接，电气隔离更安全可靠；
本发明微控单元和无线发射天线共用一个IC主板，能耗低，结构更加紧凑。
附图说明
图1是本发明一种无线温度传感器的爆炸结构示意图；
图2是本发明一种无线温度传感器的透明罩的内部结构示意图；
图3是本发明一种无线温度传感器的结构示意图；
图4为本发明的系统结构示意图；
其中，夹紧机构1、合金带2、线包4、PCB板5、弹簧天线6、支架7、透 明罩8、导热板9、安装座11、支撑板12、箍板13、铰接柱14、铰接柱15、固 定端161、螺旋部162、夹紧臂163。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明：
如图1-4所示，本发明的一种无线温度传感器，包括夹紧机构1、温度测 量机构和支架7，夹紧机构1包括安装座11，安装座11的两端均固定安装有支 撑板12，两个支撑板12上均铰接有箍板13，两个箍板13相对安装，箍板13 的活动端相互接触，支撑板12与箍板13之间穿设有铰接柱14，铰接柱的中间 套设有抱箍弹簧14，抱箍弹簧14的一端位于支撑板12上、另一端位于箍板13 上，铰接柱15的两端上安装有同一个卡簧，卡簧包括固定端161、螺旋部162 和夹紧臂163，固定端161和夹紧臂163均与螺旋部162一体成型，螺旋部162 有对称设置的两个，夹紧臂163的两端分别位于两个螺旋部162的外侧，固定 端161位于螺旋部162的内侧，固定端161固定穿设在支撑板12上，支架7 固定安装在支撑板12的外壁上，支架7外安装有透明罩8，温度测量机构包括 温度传感器和取电组件，温度传感器安装在安装座11上，安装座11的底部开 设有通孔，温度传感器的导热板9镶嵌在通孔内，取电组件包括PCB板5、合 金带2和线包4，PCB板5安装在支架7上，PCB板5上设置有电源管理电路和 IC主板，IC主板上设置有微处理器和无线发射装置，微处理器与电源管理电路、 无线发射装置电连接，无线发射装置为弹簧天线6，弹簧天线6固定安装在PCB 板5上，微处理器与温度传感器电连接，合金带2安装在支架7上，线包4套 设在合金带2上，线包4与电源管理电路电连接，线包4由若干匝金属线圈缠 绕而成，金属线圈为铜漆包线，金属线圈的匝数为4900-5100匝。
电源管理电路包括整流二极管和稳压保护电路，整流二极管的正极与线包4的输出端连接，整流二极管的负极与稳压保护电路的正极连接，稳压保护电 路的负极与线包4的输入端连接，稳压保护电路的正极和负极均与微处理器连 接。电源管理电路中还接有储能电容，储能电容的正极与稳压保护电路的正极 连接，储能电容的负极与稳压保护电路的负极连接。电源管理电路中还连接有 电源阀，电源阀包括电压检测芯片和PMOS管，PMOS管的源极与储能电容的正 极电连接，PMOS管的漏极与微处理器电连接，PMOS管的栅极与电压检测芯片的 控制端连接，电压检测芯片的正极与储能电容的正极电连接，电压检测芯片的负极与储能电容的负极电连接，电压检测芯片的正极与储能电容的正极的连接 线上还电连接有单向稳压二极管，电压检测芯片与微处理器电连接。
本实施例中的无线温度传感器由PMOS管和电压检测芯片组成的电源阀电 路，可以在能量收集未满时，将系统供电电源与后级电路完全切断，使能量收集 工作在更高效的状态，通过微控单元与电压检测芯片通讯连接，可以反过来利用 微控单元控制电源阀的关闭；
本实施例中的无线温度传感器采用超低功耗MCU微控制单元设计,并在程序 上做电源和低功耗管理，只需收集电流流过的电磁能量就能给整个系统稳定供 电；
本实施例中的无线温度传感器采用高频无线电数据传输技术，数据接收装置 与被测点无需任何物理连接，电气隔离更安全可靠；
本实施例中的无线温度传感器微控单元和无线发射天线共用一个IC主板， 能耗低，结构更加紧凑。
本实施例中的无线温度传感器可以应用于电缆温度的测量，其使用方法如 下：
将两个夹紧臂163均向上拉到箍板13的顶部位置，并与箍板13的内壁相 接触，同时将两个夹紧臂163和两个箍板13拉开，将电缆放入两个夹紧臂163 之间，并使电缆与导热板9相接触，将箍板13闭合，使两个箍板13的端面相 贴合，夹紧臂163压在电缆的表面。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对 本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术 方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵 盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均 为公知技术。
Claims (9)
1.一种无线温度传感器，其特征在于：包括夹紧机构(1)、温度测量机构和支架(7)，所述夹紧机构(1)包括安装座(11)和安装在安装座(11)上对应两侧的支撑板(12)，所述支撑板(12)上安装有箍板(13)，两个所述箍板(13)相对安装形成抱箍，所述支架(7)与支撑板(12)固定连接，所述温度测量机构包括温度传感器和取电组件，所述温度传感器安装在安装座(11)上，所述取电组件包括PCB板(5)、合金带(2)和线包(4)，所述PCB板(5)安装在支架(7)上，所述PCB板(5)上设置有电源管理电路和IC主板，所述IC主板上设置有微处理器和无线发射装置，所述微处理器与电源管理电路、无线发射装置电连接，所述微处理器与温度传感器电连接，所述合金带(2)安装在支架(7)上，所述线包(4)套设在合金带(2)上，所述线包(4)与电源管理电路电连接。
2.根据权利要求1所述的一种无线温度传感器，其特征在于：所述电源管理电路包括整流二极管和稳压保护电路，所述整流二极管的正极与线包(4)的输出端连接，所述整流二极管的负极与稳压保护电路的正极连接，所述稳压保护电路的负极与线包(4)的输入端连接，所述稳压保护电路的正极和负极均与微处理器连接。
3.根据权利要求2所述的一种无线温度传感器，其特征在于：所述电源管理电路中还接有储能电容，所述储能电容的正极与稳压保护电路的正极连接，所述储能电容的负极与稳压保护电路的负极连接。
4.根据权利要求3所述的一种无线温度传感器，其特征在于：所述电源管理电路中还连接有电源阀，所述电源阀包括电压检测芯片和PMOS管，所述PMOS管的源极与储能电容的正极电连接，所述PMOS管的漏极与微处理器电连接，所述PMOS管的栅极与电压检测芯片的控制端连接，所述电压检测芯片的正极与储能电容的正极电连接，所述电压检测芯片的负极与储能电容的负极电连接，所述电压检测芯片的正极与储能电容的正极的连接线上还电连接有单向稳压二极管，所述电压检测芯片与微处理器电连接。
5.根据权利要求4所述的一种无线温度传感器，其特征在于：所述无线发射装置为弹簧天线(6)，所述弹簧天线(6)固定安装在PCB板(5)上。
6.根据权利要求5所述的一种无线温度传感器，其特征在于：所述线包(4)由若干匝金属线圈缠绕而成，所述金属线圈为铜漆包线，所述金属线圈的匝数为4900-5100匝。
7.根据权利要求1所述的一种无线温度传感器，其特征在于：所述安装座(11)的底部开设有通孔，所述温度传感器的导热板(9)镶嵌在通孔内。
8.根据权利要求1-7任一所述的一种无线温度传感器，其特征在于：所述支架(7)上套设有透明罩(8)。
9.根据权利要求8所述的一种无线温度传感器在电缆温度测量上的应用。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |