CN111504489A - 一种用于电缆接头的液态金属温度传感器 - Google Patents
一种用于电缆接头的液态金属温度传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111504489A CN111504489A CN202010224730.5A CN202010224730A CN111504489A CN 111504489 A CN111504489 A CN 111504489A CN 202010224730 A CN202010224730 A CN 202010224730A CN 111504489 A CN111504489 A CN 111504489A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- liquid metal
- temperature sensor
- metal temperature
- cable joint
- shrinkable tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
Abstract
本发明提供了一种用于电缆接头的液态金属温度传感器，包括：热缩管、若干液态金属腔室及引线；其中，所述热缩管包覆于待测电缆接头导体部分的外表面；所述液态金属腔室位于所述热缩管内、外层的环形通道中，其内封装有液态金属以形成的液态金属测温元件；所述引线连接在所述液态金属腔室的两端，用于将所述液态金属测温元件连接至外部电路以测量所述液态金属测温元件的电阻。本发明提供的用于电缆接头的液态金属温度传感器,利用热缩管的热收缩特性及液态金属随温度变化的电阻特性对电缆接头处的温度进行监测，结构简单，易于实施，且具有较高的准确性及灵敏性。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，具体而言，涉及一种用于电缆接头的液态金属温度传感器。
背景技术
随着电力行业的迅速发展，对输配电线路的稳定性和安全性也有了更高的要求，其中电力电缆接头是其中最重要的环节。在实际的应用中，电缆接头在安装中存在的接触电阻或实际运行中过高的载流量都会使得电缆接头处产生局部的过大的温升，加速外部的绝缘老化，甚至还会引发火灾。因此，对于电缆接头处的温度检测收到研究人员广泛的关注。
就目前的测温方式而言，以热电偶以及热敏电阻为代表的点式测温在电缆接头较多的情况下安装以及维护较为困难；以光纤测温为代表的线式测温在测量时会受到温度、应力以及绝缘水平等诸多干扰因素的影响；以热红外为代表的非接触测温更适合人工巡检。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种用于电缆接头的液态金属温度传感器，旨在解决现有用于电缆接头监测的温度传感器安装及维护不便、测量时对外界影响因素的抗干扰能力较差等问题。
一个方面，本发明提出了一种用于电缆接头的液态金属温度传感器，包括：热缩管、若干液态金属腔室及引线；其中，所述热缩管包覆于待测电缆接头导体部分的外表面；所述液态金属腔室位于所述热缩管内、外层的环形通道中，其内封装有液态金属以形成液态金属测温元件；所述引线连接在所述液态金属腔室的两端，用于将所述液态金属测温元件连接至外部电路以测量所述液态金属测温元件的电阻。
进一步地，上述用于电缆接头的液态金属温度传感器中，所述热缩管的环形通道中设置有用以形成所述液态金属腔室的槽道。
进一步地，上述用于电缆接头的液态金属温度传感器中，所述液态金属腔室为多个，各所述液态金属腔室沿所述热缩管的内部通道的周向均匀分布。
进一步地，上述用于电缆接头的液态金属温度传感器中，将所述液态金属以注塑的方式填充于所述液态金属腔室以形成所述液态金属测温元件。
进一步地，上述用于电缆接头的液态金属温度传感器中，所述热缩管的完全收缩温度小于其所应用的电缆绝缘层所允许的最小温度。
进一步地，上述用于电缆接头的液态金属温度传感器中，所述液态金属为熔点在-20-20℃的液态金属合金。
进一步地，上述用于电缆接头的液态金属温度传感器中，所述液态金属合金选自镓铟、镓铟锡、镓铟锡锌和镓铟锡锌银中的至少一种。
进一步地，上述用于电缆接头的液态金属温度传感器中，所述引线的直径小于完全压缩后的所述液态金属测温元件的轴向高度。
进一步地，上述用于电缆接头的液态金属温度传感器中，所述引线的材质为金、银、铜或铂。
进一步地，上述用于电缆接头的液态金属温度传感器中，还包括：两个封装部；其中，两个所述封装部分别设置在所述液态金属腔室的两端，用以将所述液态金属测温元件封装在所述热缩管内。
本发明提供的用于电缆接头的液态金属温度传感器，通过在具有环形通道的热缩管内封装由液态金属形成的液态金属测温元件，并通过引线将测温元件连接至外部电路以检测测温元件的电阻，从而根据测温元件的电阻推导出电缆接头的温度，结构简单，易于安装及维护，且具有较高的准确性及灵敏性。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的用于电缆接头的液态金属温度传感器的轴向截面示意图；
图2为本发明实施例提供的用于电缆接头的液态金属温度传感器的横截面图；
图3为本发明实施例提供的用于电缆接头的液态金属温度传感器的一种形式的液态金属腔室沿周向展开的示意图；
图4为本发明实施例提供的用于电缆接头的液态金属温度传感器的另一种形式的液态金属腔室沿周向展开的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参阅图1和图2，本发明实施例提供的用于电缆接头的液态金属温度传感器包括：热缩管1、若干液态金属腔室2及引线3；其中，所述热缩管1包覆于待测电缆接头导体部分4的外表面；所述液态金属腔室2位于所述热缩管1内、外层的环形通道中，其内封装有液态金属以形成液态金属测温元件；所述引线3连接在所述液态金属腔室2的两端，用于将所述液态金属测温元件连接至外部电路以测量所述液态金属测温元件的电阻。
具体而言，热缩管1为双层结构，其内层与外层之间的环形通道中设置有用以形成所述液态金属腔室的槽道。本实施例中，热缩管1可以为具有环形通道的管体，液态金属腔室2分布在该环形通道中。可以通过注塑的方式将液态金属填充于液态金属腔室2中以形成液态金属测温元件，通过引线3将液态金属测温元件连接在外部的电阻测量电路中，从而可以检测到液态金属测温元件的电阻，进而根据预先得到的液态金属测温元件的电阻与电缆接头4的温度关系数据即可得到电缆接头4的温度。其中：
热缩管1可以采用现有技术中任意一种类型的热缩管，能保证其完全收缩温度小于电缆绝缘层所允许的最小温度即可，以保障热宿管在加热收缩过程中，加热温度不会破坏电缆。
本实施例中，在制作热缩管1时，在制作热缩管的模具中灌注热缩管材料时，在已经灌注的热缩管材料上层，预埋制作液态金属腔室2的模具，然后继续灌注热缩管材料，其中，制作液态金属腔室2的模具可以为由石蜡、糖粒、盐粒等材料压制而成，待液态金属腔室2形成后，可通过加热热缩管、将热缩管放入水中浸泡等方式将模具从引线处的开口排出热缩管。
液态金属腔室2可以为一个或多个。参阅图3，当液态金属腔室2为一个时，液态金属腔室2的形状可以与热缩管1内、外层之间的通道形状相匹配。制作时，可以选用环形模具或者半环形模具等，模具的材料可以由石蜡、糖粒或盐粒等材料压制而成。此时，液态金属腔室2可以占据热缩管1的整个内部环形通道，也可以仅占据内部通道的一部分。
参阅图4，当液态金属腔室2为多个时，各所述液态金属腔室2沿所述热缩管1的内部通道的周向均匀分布。也就是说，各个液态金属腔室2相并联，图4中示出了以4个液态金属腔室2为例，示出了各个液态金属腔室2相互并联布置的示意图。制作多个液态腔室2时，可以选用具有多个矩形孔道的环形模具或半环形模具，模具的材料可以由石蜡、糖粒或盐粒等材料压制而成。
本实施例中，液态金属腔室2的轴向截面积可以根据实际情况确定，例如可以为200*200um。
液态金属腔室2中填充的液态金属为熔点在-20-20℃的液态金属合金。优选的，液态金属合金选自镓、镓铟、镓铟锡、镓铟锡锌以及镓铟锡锌银中的至少一种。
本实施例中，在电缆接头4上安装热缩管1时，对热缩管1进行加热，其沿径向收缩，能间接的将其环形通道中的液态金属测温元件紧密贴附于电缆接头外部，以便于金属测温元件能灵敏的感知到电缆接头的温度变化；进一步的，由于在热缩管内部填充了液态金属，大大提高了热缩管自身的热导率，使得热缩管1在充当电缆接头4的绝缘层的同时，能有效的将电缆接头产生的热量传递至液态金属测温元件。此外，由于液态金属的抗压、抗形变能力较为优异，其能改善热缩管1的柔韧性，避免热缩管在外界的作用力下遭到破坏，有利于延长热缩管1的使用寿命。
引线3的材质为金、银、铜或铂。引线3的直径小于完全压缩后的所述液态金属测温元件的轴向高度，以便于安装和实际的测量工作。
本实施例中，还包括：两个封装部（图中未示出）；两个所述封装部分别设置在所述液态金属腔室2的两端，用以将所述液态金属测温元件封装在所述热缩管1内。封装部可以呈环形片状结构，能恰好封堵在热缩管1的内部环形通道的两端即可。
本实施例中，可以选用由掺混液态金属微液滴的弹性材料混合物制成封装部，掺混液态金属微液滴的弹性材料混合物的制备方法如下：首先将液态金属均匀打碎成直径为10~20微米的液态金属液滴，接着将液态金属液滴与未固化的硅橡胶充分混合从而得到未固化的液态金属硅橡胶混合物。其中，液态金属和未固化的硅橡胶的质量比为1~4:1，优选为4:1。实际中，可以采用电动搅拌器在1000r/min下搅拌30分钟将液态金属打碎成液滴状。选用这样的封装材料，有利于提高传感器的抗电磁干扰的能力。
本实施例中液态金属温度传感器的工作原理为：电缆接头在因接触电阻或载流量增大产生局部温升时，会将热量传递至热缩管1，热缩管1沿径向的收缩，因而导致热缩管1内的液态金属腔室2产生形变，腔室内的液态金属的温度发生变化进而导致液态金属测温元件的电阻发生变化，通过连接外部电路检测到测温元件的当前电阻R，由于温度与阻值呈线性关系，可以根据R、参比电阻R0及参比电阻R0对应的温度T0即可计算得到当前的电缆接头的温度。其中，参比电阻值为安装后且电缆接头中未有电流通过时的电阻值。
上述显然可以得出，本实施例中提供的用于电缆接头的液态金属温度传感器，通过在具有环形通道的热缩管内封装由液态金属形成的液态金属测温元件，并通过引线将测温元件连接至外部电路以检测测温元件的电阻，从而根据测温元件的电阻推导出电缆接头的温度，结构简单，易于安装及维护，且具有较高的准确性及灵敏性。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种用于电缆接头的液态金属温度传感器，其特征在于，包括：热缩管、若干液态金属腔室及引线；其中，
所述热缩管包覆于待测电缆接头导体部分的外表面；
所述液态金属腔室位于所述热缩管内、外层的环形通道中，其内封装有液态金属以形成液态金属测温元件；
所述引线连接在所述液态金属腔室的两端，用于将所述液态金属测温元件连接至外部电路以测量所述液态金属测温元件的电阻。
2.根据权利要求1所述的用于电缆接头的液态金属温度传感器，其特征在于，所述热缩管的环形通道中设置有用以形成所述液态金属腔室的槽道。
3.根据权利要求2所述的用于电缆接头的液态金属温度传感器，其特征在于，所述液态金属腔室为多个，各所述液态金属腔室沿所述热缩管的内部通道的周向均匀分布。
4.根据权利要求1所述的用于电缆接头的液态金属温度传感器，其特征在于，将所述液态金属以注塑的方式填充于所述液态金属腔室以形成所述液态金属测温元件。
5.根据权利要求1所述的用于电缆接头的液态金属温度传感器，其特征在于，所述热缩管的完全收缩温度小于其所应用的电缆绝缘层所允许的最小温度。
6.根据权利要求1所述的用于电缆接头的液态金属温度传感器，其特征在于，所述液态金属为熔点在 -20-20℃的液态金属合金。
7.根据权利要求6所述的用于电缆接头的液态金属温度传感器，其特征在于，所述液态金属合金选自、镓铟、镓铟锡、镓铟锡锌以及镓铟锡锌银中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的用于电缆接头的液态金属温度传感器，其特征在于，所述引线的直径小于完全压缩后的所述液态金属测温元件的轴向高度。
9.根据权利要求1所述的用于电缆接头的液态金属温度传感器，其特征在于，所述引线的材质为金、银、铜或铂。
10.根据权利要求1所述的用于电缆接头的液态金属温度传感器，其特征在于，还包括：两个封装部；其中，
两个所述封装部分别设置在所述液态金属腔室的两端，用以将所述液态金属测温元件封装在所述热缩管内。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010224730.5A CN111504489B (zh) | 2020-03-26 | 2020-03-26 | 一种用于电缆接头的液态金属温度传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010224730.5A CN111504489B (zh) | 2020-03-26 | 2020-03-26 | 一种用于电缆接头的液态金属温度传感器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111504489A true CN111504489A (zh) | 2020-08-07 |
| CN111504489B CN111504489B (zh) | 2022-09-09 |
Family
ID=71871696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010224730.5A Active CN111504489B (zh) | 2020-03-26 | 2020-03-26 | 一种用于电缆接头的液态金属温度传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111504489B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0080965A2 (fr) * | 1981-11-26 | 1983-06-08 | Arbed S.A. | Procédé et dispositif pour effectuer des mesures ou des prélèvements dans un bain de métal liquide |
| CN202433115U (zh) * | 2011-11-29 | 2012-09-12 | 沈阳兴华航空电器有限责任公司 | 一种车辆轴温温度传感器 |
| CN202651537U (zh) * | 2012-06-14 | 2013-01-02 | 赫兹曼电力（广东）有限公司 | 带温度检测的电缆插头 |
| CN104515623A (zh) * | 2015-01-16 | 2015-04-15 | 国家电网公司 | 一种表带式无源无线在线测温装置及其监测系统 |
| CN107202642A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-09-26 | 国网浙江省电力公司温州市洞头区供电公司 | 一种电缆接头温度在线监测装置 |
-
2020
- 2020-03-26 CN CN202010224730.5A patent/CN111504489B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0080965A2 (fr) * | 1981-11-26 | 1983-06-08 | Arbed S.A. | Procédé et dispositif pour effectuer des mesures ou des prélèvements dans un bain de métal liquide |
| CN202433115U (zh) * | 2011-11-29 | 2012-09-12 | 沈阳兴华航空电器有限责任公司 | 一种车辆轴温温度传感器 |
| CN202651537U (zh) * | 2012-06-14 | 2013-01-02 | 赫兹曼电力（广东）有限公司 | 带温度检测的电缆插头 |
| CN104515623A (zh) * | 2015-01-16 | 2015-04-15 | 国家电网公司 | 一种表带式无源无线在线测温装置及其监测系统 |
| CN107202642A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-09-26 | 国网浙江省电力公司温州市洞头区供电公司 | 一种电缆接头温度在线监测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111504489B (zh) | 2022-09-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4484022A (en) | Method of making tensile-, pressure-, and moisture-proof connections | |
| US5528155A (en) | Sensor for measuring material properties | |
| US5558794A (en) | Coaxial heating cable with ground shield | |
| US4361799A (en) | Over-temperature sense and locate device | |
| US3897272A (en) | Sturdy sensing apparatus for measuring the temperature of a heated rubber material during its curing process and method for making same | |
| US10928253B2 (en) | Dual-sensor waterproof temperature monitoring probe and associated systems and methods | |
| US4718774A (en) | Scale monitoring means and method | |
| US20110019714A1 (en) | Overmolded temperature sensor and method for fabricating a temperature sensor | |
| US20040141545A1 (en) | Temperature sensor and method for manufacturing the same | |
| US20140346712A1 (en) | Cable with injection molded coupling part | |
| CN111504489B (zh) | 一种用于电缆接头的液态金属温度传感器 | |
| WO1997008798A1 (en) | Sealing device | |
| US3396357A (en) | Temperature sensing cable and method for making same | |
| CN201213075Y (zh) | 一种具有实时测温功能的电缆 | |
| CN208171468U (zh) | 一种电缆式温度传感器 | |
| US4995731A (en) | Method for measuring heat transfer coefficient and sensor including heat transfer element and thermal insulation element | |
| US5121994A (en) | Thermocouple for autoclave and method of making the same | |
| CN114467153A (zh) | 用于监控从能量源到能量阱的输电线路段的温度的装置 | |
| US4388267A (en) | Temperature profile detector | |
| CN109612597A (zh) | 冗余型温度传感器 | |
| CN101995298A (zh) | 温度传感器 | |
| CN210625890U (zh) | 风力发电机组齿轮箱用耐高压温度传感器 | |
| US20060146911A1 (en) | Overheat detection sensor | |
| EP2330397B1 (en) | Cable, module and installation for the detection and the localization of conductive liquid leaks. | |
| US7905628B2 (en) | LED device having a humidity sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |