CN110864816B - 多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪,它包括壳体和采集仪,壳体左侧中部设置有出线口,出线口左侧设置有线管,线管左侧设置有线缆,壳体右侧中部设置有螺纹管,螺纹管上设置有螺母,采集仪前面中部设置有红外测温仪安装窗口,红外测温仪安装窗口内部设置有第二内螺纹,螺纹管右侧设置有防水管,防水管左侧设置有第一内螺纹,右侧设置有外螺纹,防水管右侧设置有光阑,硅透镜右侧设置有分划板,分划板右侧设置有安装盘,光阑右侧设置有置线槽,置线槽右侧设置有红外测温探头,红外测温探头右侧中部设置有红外传感器;本发明具有准确、实时、快速、非接触检测、使用安全及使用寿命长的优点。
Description
技术领域
本发明属于参数采集技术领域,具体涉及多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪。
背景技术
红外测温技术在电力生产过程中,特别是在高压电电设备的运维和监测,设备在线故障诊断和安全保护以及节约能源等方面发挥了着重要作用。近20年来,非接触红外测温仪在技术上得到迅速发展,性能不断完善,功能不断增强,品种不断增多,适用范围也不断扩大,红外诊断技术对电气设备的早期故障缺陷及绝缘性能做出可靠的预测,使传统电气设备的预防性试验维修提高到预知状态检修,这也是现代电力企业发展的方向,红外检测技术的应用,对提高电气设备的可靠性与有效性,提高运行经济效益,降低维修成本都有很重要的意义;因此,提供一种准确、实时、快速、非接触检测、使用安全及使用寿命长的多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足,而提供一种准确、实时、快速、非接触检测、使用安全及使用寿命长的多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪。
本发明的目的是这样实现的:多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪,它包括壳体和采集仪,所述的壳体左侧中部设置有出线口,所述的出线口左侧设置有线管,所述的线管左侧设置有线缆,所述的线缆贯穿线管与壳体内部部件电连接,所述的壳体右侧中部设置有螺纹管,所述的螺纹管上设置有螺母,所述的壳体内部底部左侧上方设置有专用集成电路,所述的专用集成电路下方设置有微控制单元,所述的专用集成电路右侧设置有无线收发模块,所述的无线收发模块下方设置有电路保护模块,所述的采集仪前面中部设置有红外测温仪安装窗口,所述的红外测温仪安装窗口内部设置有第二内螺纹,所述的螺纹管通过第二内螺纹安装到采集仪的红外测温仪安装窗口内,所述的螺纹管右侧设置有防水管,所述的防水管左侧设置有第一内螺纹,右侧设置有外螺纹,所述的防水管右侧设置有光阑,所述的光阑内设置有第三内螺纹,所述的光阑内部设置有硅透镜,所述的硅透镜右侧设置有分划板,所述的分划板右侧设置有安装盘,所述的安装盘圆周均匀设置有八个安装螺栓,所述的光阑右侧设置有置线槽,所述的置线槽内部设置有导线,所述的置线槽右侧设置有红外测温探头,所述的红外测温探头右侧中部设置有红外传感器。
所述的红外测温探头为HE-TA型工业级在线式红外测温探头。
所述的壳体为不锈钢材质。
所述的光阑、红外测温探头、红外传感器、硅透镜等部件出厂前经过高精度黑体炉标定。
所述的线缆与电源电连接,所述的专用集成电路、微控制单元、无线收发模块、电路保护模块与线缆电连接,所述的红外测温探头通过导线与红外传感器电连接,所述的光阑、红外测温探头、红外传感器、微控制单元、无线收发模块、电路保护模块与专用集成电路电连接,供电要求为+3VDC。
所述的光阑为GL01型可调光阑。
所述的红外传感器为PD632型传感器。
所述的硅透镜为GIAI018型单晶硅透镜。
所述的专用集成电路为UC3843型专用集成电路,所述的微控制单元为AT89C51ED2型微控制单元,所述的无线收发模块为NRF24L01PA型无线收发模块。
本发明的有益效果:本发明采用工业级在线式红外测温探头,由不锈钢外壳、光阑、硅透镜和专用集成电路(ASIC)等组成,电路采用全数字化设计,采用MCU进行环境温度补偿和传感器的线性校正,可在整个工作温度范围内保证测量精度和稳定的输出,所有产品出厂前经过高精度黑体炉标定,产品的目标测量范围为-50°C~300°C,光学部分采用高灵敏度热电堆红外传感器和单晶硅透镜,硅透镜的8~14μm光谱响应波段有效避免大气尘埃和水汽对红外线传输中的衰减作用,并可有效滤除因杂散光产生的噪声以及环境温度突变引起的输出信号漂移,从而具有很强针对性的红外辐射探测能力,采用特殊的光阑结构,避免了在距离系数比较小(或测量距离较短)时出现的输出不稳定现象,在外壳头部设置有安装螺纹,便于与采集仪壳体结合,无线收发模块可直接通过无线收发模块与无线传输单元和控制单元进行双向通讯,用于对带电设备进行测温;本发明具有准确、实时、快速、非接触检测、使用安全及使用寿命长的优点。
附图说明
图1为本发明多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪的结构示意图。
图2为本发明多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪的采集仪的红外测温仪安装窗口位置示意图。
图3为本发明多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪在采集仪安装位置的示意图。
图4为本发明多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪的图3的侧面示意图。
图5为本发明多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪的防水管的结构示意图。
图6为本发明多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪的红外测温探头的结构示意图。
图7为本发明多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪的光阑的结构示意图。
图8为本发明多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪的壳体内部结构示意图。
图9为本发明多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪的简单电路示意图。
图中:1、壳体 2、出线口 3、线管 4、线缆 5、螺纹管 6、螺母 7、防水管 8、第一内螺纹 9、外螺纹 10、采集仪 11、光阑 12、置线槽 13、红外测温探头 14、红外传感器 15、红外测温仪安装窗口 16、第二内螺纹 17、第三内螺纹 18、导线 19、硅透镜 20、分划板 21、安装盘 22、安装螺栓 23、专用集成电路 24、微控制单元 25、无线收发模块、26电路保护模块。
实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
实施例
如图1-9所示,多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪,它包括壳体1和采集仪10,所述的壳体1左侧中部设置有出线口2,所述的出线口2左侧设置有线管3,所述的线管3左侧设置有线缆4,所述的线缆4贯穿线管3与壳体1内部部件电连接,所述的壳体1右侧中部设置有螺纹管5,所述的螺纹管5上设置有螺母6,所述的壳体1内部底部左侧上方设置有专用集成电路23,所述的专用集成电路23下方设置有微控制单元24,所述的专用集成电路23右侧设置有无线收发模块25,所述的无线收发模块25下方设置有电路保护模块26,所述的采集仪10前面中部设置有红外测温仪安装窗口15,所述的红外测温仪安装窗口15内部设置有第二内螺纹16,所述的螺纹管5通过第二内螺纹16安装到采集仪10的红外测温仪安装窗口15内,所述的螺纹管5右侧设置有防水管7,所述的防水管7左侧设置有第一内螺纹8,右侧设置有外螺纹9,所述的防水管7右侧设置有光阑11,所述的光阑11内设置有第三内螺纹17,所述的光阑11内部设置有硅透镜19,所述的硅透镜19右侧设置有分划板20,所述的分划板20右侧设置有安装盘21,所述的安装盘21圆周均匀设置有八个安装螺栓22,所述的光阑11右侧设置有置线槽12,所述的置线槽12内部设置有导线18,所述的置线槽12右侧设置有红外测温探头13,所述的红外测温探头13右侧中部设置有红外传感器14。
本发明采用工业级在线式红外测温探头,由不锈钢外壳、光阑、硅透镜和专用集成电路(ASIC)等组成,电路采用全数字化设计,采用MCU进行环境温度补偿和传感器的线性校正,可在整个工作温度范围内保证测量精度和稳定的输出,所有产品出厂前经过高精度黑体炉标定,产品的目标测量范围为-50°C~300°C,光学部分采用高灵敏度热电堆红外传感器和单晶硅透镜,硅透镜的8~14μm光谱响应波段有效避免大气尘埃和水汽对红外线传输中的衰减作用,并可有效滤除因杂散光产生的噪声以及环境温度突变引起的输出信号漂移,从而具有很强针对性的红外辐射探测能力,采用特殊的光阑结构,避免了在距离系数比较小(或测量距离较短)时出现的输出不稳定现象,在外壳头部设置有安装螺纹,便于与采集仪壳体结合,无线收发模块可直接通过无线收发模块与无线传输单元和控制单元进行双向通讯,用于对带电设备进行测温;本发明具有准确、实时、快速、非接触检测、使用安全及使用寿命长的优点。
实施例
如图1-9所示,多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪,它包括壳体1和采集仪10,所述的壳体1左侧中部设置有出线口2,所述的出线口2左侧设置有线管3,所述的线管3左侧设置有线缆4,所述的线缆4贯穿线管3与壳体1内部部件电连接,所述的壳体1右侧中部设置有螺纹管5,所述的螺纹管5上设置有螺母6,所述的壳体1内部底部左侧上方设置有专用集成电路23,所述的专用集成电路23下方设置有微控制单元24,所述的专用集成电路23右侧设置有无线收发模块25,所述的无线收发模块25下方设置有电路保护模块26,所述的采集仪10前面中部设置有红外测温仪安装窗口15,所述的红外测温仪安装窗口15内部设置有第二内螺纹16,所述的螺纹管5通过第二内螺纹16安装到采集仪10的红外测温仪安装窗口15内,所述的螺纹管5右侧设置有防水管7,所述的防水管7左侧设置有第一内螺纹8,右侧设置有外螺纹9,所述的防水管7右侧设置有光阑11,所述的光阑11内设置有第三内螺纹17,所述的光阑11内部设置有硅透镜19,所述的硅透镜19右侧设置有分划板20,所述的分划板20右侧设置有安装盘21,所述的安装盘21圆周均匀设置有八个安装螺栓22,所述的光阑11右侧设置有置线槽12,所述的置线槽12内部设置有导线18,所述的置线槽12右侧设置有红外测温探头13,所述的红外测温探头13右侧中部设置有红外传感器14。
为了更好的效果,所述的红外测温探头13为HE-TA型工业级在线式红外测温探头,使得目标测量范围达到-50°C~300°C,并且红外测温探头13具有IP65防护等级和良好密封性能,确保其不会因使用现场的水雾、油污以及灰尘等对测温仪的腐蚀或损坏。
为了更好的效果,所述的壳体1为不锈钢材质,满足坚固性、耐用性、抗冲击或振动等要求,延长使用寿命,在外壳1头部设置有螺纹管,便于与采集仪10壳体结合。
为了更好的效果,所述的光阑11、红外测温探头13、红外传感器14、硅透镜19等部件出厂前经过高精度黑体炉标定,黑体辐射定律:黑体是一种理想化的辐射体,它吸收所有波长的辐射能量,没有能量的反射和透过,其表面的发射率为1,即以波长表示的黑体光谱辐射度,这是一切红外辐射理论的出发点,故称黑体辐射定律,物体发射率对辐射测温的影响:自然界中存在的实际物体,几乎都不是黑体,所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之外,还与构成物体的材料种类、制备方法、热过程以及表面状态和环境条件等因素有关。因此,为使黑体辐射定律适用于所有实际物体,必须引入一个与材料性质及表面状态有关的比例系数,即发射率,该系数表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度,其值在零和小于1的数值之间,经过高精度黑体炉标定减小因自身材料造成的影响,使得结果更加准确。
为了更好的效果,所述的线缆4与电源电连接,所述的专用集成电路23、微控制单元24、无线收发模块25、电路保护模块26与线缆4电连接,所述的红外测温探头13通过导线18与红外传感器14电连接,所述的光阑11、红外测温探头13、红外传感器14、微控制单元24、无线收发模块25、电路保护模块26与专用集成电路23电连接,供电要求为+3VDC。
为了更好的效果,所述的光阑11为GL01型可调光阑,采用特殊的光阑结构,避免了在距离系数比较小(或测量距离较短)时出现的输出不稳定现象。
为了更好的效果,所述的红外传感器14为PD632型传感器,保证测量过程实时快速,并保证结果的准确性。
为了更好的效果,所述的硅透镜19为GIAI018型单晶硅透镜,硅透镜19的8~14μm光谱响应波段有效避免大气尘埃和水汽对红外线传输中的衰减,并可有效滤除因杂散光产生的噪声以及环境温度突变引起的输出信号漂移,从而具有很强针对性的红外辐射探测能力。
为了更好的效果,所述的专用集成电路23为UC3843型专用集成电路,所述的微控制单元24为AT89C51ED2型微控制单元,所述的无线收发模块25为NRF24L01PA型无线收发模块,专用集成电路23至少还包括信号放大器、信号处理器等部件,采用先进的全数字化专用集成电路23(ASIC),提供RS232数字量输出信号,采用微控制单元25(MCU)进行环境温度补偿和红外传感器的线性校正,可在整个工作温度范围内保证测量精度和稳定的输出,采用无线收发模块25,便于与无线传输单元和控制单元通讯。
本发明采用工业级在线式红外测温探头,由不锈钢外壳、光阑、硅透镜和专用集成电路(ASIC)等组成,电路采用全数字化设计,采用MCU进行环境温度补偿和传感器的线性校正,可在整个工作温度范围内保证测量精度和稳定的输出,所有产品出厂前经过高精度黑体炉标定,产品的目标测量范围为-50°C~300°C,光学部分采用高灵敏度热电堆红外传感器和单晶硅透镜,硅透镜的8~14μm光谱响应波段有效避免大气尘埃和水汽对红外线传输中的衰减作用,并可有效滤除因杂散光产生的噪声以及环境温度突变引起的输出信号漂移,从而具有很强针对性的红外辐射探测能力,采用特殊的光阑结构,避免了在距离系数比较小(或测量距离较短)时出现的输出不稳定现象,在外壳头部设置有安装螺纹,便于与采集仪壳体结合,无线收发模块可直接通过无线收发模块与无线传输单元和控制单元进行双向通讯,用于对带电设备进行测温,红外能量聚焦在红外测温探头和红外传感器上并转变为相应的电信号,该信号经过专用集成电路中的信号放大器和信号处理器处理后,按照内部的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值;本发明具有准确、实时、快速、非接触检测、使用安全及使用寿命长的优点。
Claims (9)
1.多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪,其特征在于:它包括壳体和采集仪,所述的壳体左侧中部设置有出线口,所述的出线口左侧设置有线管,所述的线管左侧设置有线缆,所述的线缆贯穿线管与壳体内部部件电连接,所述的壳体右侧中部设置有螺纹管,所述的螺纹管上设置有螺母,所述的壳体内部底部左侧上方设置有专用集成电路,所述的专用集成电路下方设置有微控制单元,所述的专用集成电路右侧设置有无线收发模块,所述的无线收发模块下方设置有电路保护模块,所述的采集仪前面中部设置有红外测温仪安装窗口,所述的红外测温仪安装窗口内部设置有第二内螺纹,所述的螺纹管通过第二内螺纹安装到采集仪的红外测温仪安装窗口内,所述的螺纹管右侧设置有防水管,所述的防水管左侧设置有第一内螺纹,右侧设置有外螺纹,所述的防水管右侧设置有光阑,所述的光阑内设置有第三内螺纹,所述的光阑内部设置有硅透镜,所述的硅透镜右侧设置有分划板,所述的分划板右侧设置有安装盘,所述的安装盘圆周均匀设置有八个安装螺栓,所述的光阑右侧设置有置线槽,所述的置线槽内部设置有导线,所述的置线槽右侧设置有红外测温探头,所述的红外测温探头右侧中部设置有红外传感器。
2.如权利要求1所述的多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪,其特征在于:所述的红外测温探头为HE-TA型工业级在线式红外测温探头。
3.如权利要求1所述的多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪,其特征在于:所述的壳体为不锈钢材质。
4.如权利要求1所述的多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪,其特征在于:所述的光阑、红外测温探头、红外传感器、硅透镜等部件出厂前经过高精度黑体炉标定。
5.如权利要求1所述的多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪,其特征在于:所述的线缆与电源电连接,所述的专用集成电路、微控制单元、无线收发模块、电路保护模块与线缆电连接,所述的红外测温探头通过导线与红外传感器电连接,所述的光阑、红外测温探头、红外传感器、微控制单元、无线收发模块、电路保护模块与专用集成电路电连接,供电要求为+3VDC。
6.如权利要求1所述的多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪,其特征在于:所述的光阑为GL01型可调光阑。
7.如权利要求1所述的多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪,其特征在于:所述的红外传感器为PD632型传感器。
8.如权利要求1所述的多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪,其特征在于:所述的硅透镜为GIAI018型单晶硅透镜。
9.如权利要求1所述的多光谱高压带电设备参数采集仪用红外测温仪,其特征在于:所述的专用集成电路为UC3843型专用集成电路,所述的微控制单元为AT89C51ED2型微控制单元,所述的无线收发模块为NRF24L01PA型无线收发模块。
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