CN111964803A - 无线测温装置的自取电无线测温电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无线测温装置的自取电无线测温电路，包括自取电电路和无线测温电路，无线测温电路包括温度采样电路和无线发送电路，无线发送电路包括主控芯片U1和无线射频芯片U4，无线射频芯片U4和温度采样电路均连接于主控芯片U1；自取电电路包括第一极板、第二极板和能源收集电路，第二极板接触于电缆附件中的高压线，第一极板与第二极板相对设置以与第二极板构成取能电容，且第一极板和第二极板分别连接于能源收集电路的两个能源收集端。本发明自取电电路采用电压取电方式，没有使用年限的限制和最小电流的限制，采用能量收集芯片收集和处理电能，简化电路结构，提高电路集成度，相对于分立元件具有更强的能量收集效果。

Description

无线测温装置的自取电无线测温电路
技术领域
本发明属于无线测温技术领域，尤其是涉及一种无线测温装置的自取电无线测温电路。
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。
在各种电气设备中，电力线缆容易发生因老化或接触电阻过大而发热的情况，尤其是对于线缆连接处，发热现象会更明显，对这些发热部位的温度检测并报警，可以避免火灾事故的发生，减少经济损失及大规模停电等社会影响。
目前电力系统对于电缆附件的常规测温方法是依靠人力及红外测温仪进行定时巡检，这种方法不仅耗费大量人力，也不能对温度测量点部位的温度变化进行实时检测。并且现有技术中在进行温度测试的时候通常是由工作人员对准一个地方，或者实现在某个位置安装一温度传感器来测量相应位置的温度，前者存在人力耗费大，十分不方便，后者随意安装的温度传感器检测的温度很容易受外接或者附近其他设备的影响，并且随意安装的传感器导致线路线路杂乱，不便于后期维护和修检。
为了解决上述技术问题，人们进行了长期的探索，例如中国专利公开了一种无线温度传感器[申请号：CN201811520411.8]，包括壳体，以及安装在壳体内的PCB板，壳体的两侧开设有相通的通槽，PCB板上设置有能量采集单元、整流电路、稳压保护模块和主控IC芯片，主控IC芯片内含微控单元和RF射频处理单元，主控IC芯片电连接有感温芯片，RF射频处理单元通讯连接有无线发射天线；能量采集单元包括线圈骨架，线圈骨架包括绕线筒，绕线筒的两端均设置有遮挡部，遮挡部远离绕线筒的一侧均开设有环形的凹槽，凹槽内卡接有密封圈，遮挡部固定安装在PCB板上，绕线筒上缠绕有若干匝金属线圈，通槽和线圈骨架的中空内穿设有合金带，合金带的两端固定连接；金属线圈的一端与整流电路的输入端电连接，金属线圈的另一端与稳压保护模块的负极输入端电连接，整流电路的输出端与稳压保护模块的正极输入端电连接；稳压保护模块的正极和负极均与主控IC芯片电连接。
上述传感器能够实现无线取电和无线测温，但是上述传感器的取电电路存在一定的缺陷，上述传感器采用的是电流感应取能，具有最小电流限制，存在诸多不便。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种无线测温装置的电能收集电路。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种无线测温装置的自取电无线测温电路，包括自取电电路和无线测温电路，所述的无线测温电路包括温度采样电路和无线发送电路，所述的无线发送电路包括主控芯片U1和连接于天线的无线射频芯片U4，所述的无线射频芯片U4和温度采样电路均连接于所述的主控芯片U1；所述的自取电电路包括第一极板、第二极板和能源收集电路，所述的第二极板接触于电缆附件中的高压线，所述的第一极板与所述的第二极板相对设置以与第二极板构成取能电容，且所述的第一极板和第二极板分别连接于所述能源收集电路的两个能源收集端。
在上述的自取电无线测温装置的自取电无线测温电路中，所述的温度采样电路包括连接于主控芯片U1的热敏电阻RT1，且所述的热敏电阻RT1位于所述的第二极板处以采集电缆附件处的温度。
在上述的自取电无线测温装置的自取电无线测温电路中，所述热敏电阻RT1的一端连接于地端，热敏电阻RT1远离地端的一端通过分压电阻R3连接于所述的主控芯片U1。
在上述的自取电无线测温装置的自取电无线测温电路中，所述的能源收集电路包括一能量收集芯片U3，所述的能量收集芯片U3的两个能量输入端分别连接于第一极板和第二极板，电源输出端SW连接于所述的无线测温电路以为所述无线测温电路供电。
在上述的自取电无线测温装置的自取电无线测温电路中，所述的能量收集芯片U3内置有能量收集电路和变压稳压电路。
在上述的自取电无线测温装置的自取电无线测温电路中，所述的能量收集芯片U3的型号为LTC3588IMSE-1。
在上述的自取电无线测温装置的自取电无线测温电路中，所述的主控芯片U1的最高工作温度大于100度。
在上述的自取电无线测温装置的自取电无线测温电路中，所述的主控芯片U1采用最高工作温度为125度的CC2530F256芯片。
在上述的自取电无线测温装置的自取电无线测温电路中，所述的无线射频芯片U4包括有用于放大收集信号的功率放大器。
在上述的自取电无线测温装置的自取电无线测温电路中，所述的无线射频芯片U4采用内置有PA功率放大的CC2591芯片。
本发明的优点在于：自取电电路采用电压取电方式，没有使用年限的限制和最小电流的限制；采用能量收集芯片收集和处理电能，简化电路结构，提高电路集成度，相对于分立元件具有更强的能量收集效果；采用两个极板的方式取电，避免直接接触高压电缆对能量收集芯片造成损坏。
附图说明
图1是本发明自取电无线测温电路的自取电电路；
图2是本发明自取电无线测温电路的无线测温电路。
附图标记：自取电电路1；无线测温电路2；温度采样电路21；无线发送电路22；第一极板11；第二极板12；能源收集电路13；主控芯片U1；无线射频芯片U4；能量收集芯片U3。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1和图2所示，本实施例公开了一种无线测温装置的自取电无线测温电路，包括自取电电路1和无线测温电路2，无线测温电路2包括温度采样电路21和无线发送电路22，无线发送电路22包括主控芯片U1和连接于天线ANT1的无线射频芯片U4，其中无线射频芯片U4和温度采样电路21均连接于主控芯片U1。
其中，自取电电路1包括第一极板11、第二极板12和能源收集电路13，具体地，第二极板12接触于高压线，第一极板11悬于空中并与第二极板12相对设置以与第二极板12构成取能电容生成高压电晕，再通过能量收集电路13将空间电晕能量收集起来。能源收集电路13包括一能量收集芯片U3，能量收集芯片U3的两个能量输入端PZ1、PZ2分别连接于第一极板11和第二极板12，电源输出端SW连接于无线测温电路2以为无线测温电路2供电。
优选地，能量收集芯片U3采用内置有能量收集电路和变压稳压电路的LTC3588IMSE-1芯片。直接通过给能量收集芯片U3充电的方式收集电能，无需其他用于变压稳压的元器件，提高电路集成度，简化电路结构，同时使用能量收集芯片的方式，相对于分立元件具有更强的能量收集效果。另外，这里采用第一极板11和第二极板12两个极板，第一极板11悬空，第二极板12接触电缆附件中的高压线，第一极板11与第二极板12形成回路，产生电流，通过这个电流对能量收集芯片U3充电，能量由两个极板收集，避免能量收集芯片U3直接连接高压线，既能够通过采用能量收集芯片的方式简化电路结构，又能够对能量收集芯片及本无线测温装置起到保护作用。
优选地，温度采样电路21包括连接于主控芯片U1的热敏电阻RT1，热敏电阻RT1在常温下的电阻为100K欧姆。且热敏电阻RT1位于第二极板12处以采集电缆附件处的温度。现有技术的传感器采用的均是感温芯片测量温度后将温度数据传输给主控IC芯片的方式，虽然主控IC芯片能够得到精确的温度数据，但是用于监测电缆接点处等位置温度时并不需要获取精确的温度，只要保证在温度到达一定值时能够发出警报即可，所以上述方案并不实用，反而会导致电路存在结构复杂，成本高的问题，而电路结构中，越复杂的电路结构故障率越高。此外，若需要获取精确的温度，也可以由主控芯片U1通过热敏电阻RT1的当前阻值计算温度。
本方案通过热敏电阻RT1采集发热点温度，无需温度传感器，只需检测热敏电阻RT1的阻值即可，进一步简化电路结构，另外，电路结构越简单，装置故障率越低，所以采用热敏电阻的方式还能够降低故障，同时延长装置使用寿命。
具体地，热敏电阻RT1的一端连接于地端，热敏电阻RT1远离地端的一端通过分压电阻R3连接于主控芯片U1。并且，热敏电阻RT1直接接触于第二极板12以通过第二极板12将发热点的热量传导到热敏电阻RT1上。
优选地，本实施例的主控芯片U1采用最高工作温度为125度的CC2530F256芯片，因此整个装置能够检测到125度。无线射频芯片U4采用内置有PA功率放大的CC2591芯片，能够加强信号强度，保证数据传输的可靠性。
进一步地，第二极板12、热敏电阻RT1和能量收集芯片U3等位于取能板上，第一极板11、主控芯片U1和无线射频芯片U4位于主控板上。同时图2中的JP1、JP2位于主控板上，图1中的JP3和JP4位于取能板上，JP1、JP2、JP3和JP4的作用主要是将主控板和取能板上的电路连接在一起。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了自取电电路1；无线测温电路2；温度采样电路21；无线发送电路22；第一极板11；第二极板12；能源收集电路13；主控芯片U1；无线射频芯片U4；能量收集芯片U3等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种无线测温装置的自取电无线测温电路，包括自取电电路(1)和无线测温电路(2)，所述的无线测温电路(2)包括温度采样电路(21)和无线发送电路(22)，其特征在于，所述的无线发送电路(22)包括主控芯片U1和连接于天线的无线射频芯片U4，所述的无线射频芯片U4和温度采样电路(21)均连接于所述的主控芯片U1；所述的自取电电路(1)包括第一极板(11)、第二极板(12)和能源收集电路(13)，所述的第二极板(12)接触于电缆附件中的高压线，所述的第一极板(11)与所述的第二极板(12)相对设置以与第二极板(12)构成取能电容，且所述的第一极板(11)和第二极板(12)分别连接于所述能源收集电路(13)的能源收集端。
2.根据权利要求1所述的自取电无线测温装置的自取电无线测温电路，其特征在于，所述的温度采样电路(21)包括连接于主控芯片U1的热敏电阻RT1，且所述的热敏电阻RT1位于所述的第二极板(12)处以采集电缆附件处的温度。
3.根据权利要求2所述的自取电无线测温装置的自取电无线测温电路，其特征在于，所述热敏电阻RT1的一端连接于地端，热敏电阻RT1远离地端的一端通过分压电阻R3连接于所述的主控芯片U1。
4.根据权利要求1所述的自取电无线测温装置的自取电无线测温电路，其特征在于，所述的能源收集电路(13)包括一能量收集芯片U3，所述的能量收集芯片U3的两个能量输入端分别连接于第一极板(11)和第二极板(12)，电源输出端SW连接于所述的无线测温电路(2)以为所述无线测温电路(2)供电。
5.根据权利要求4所述的自取电无线测温装置的自取电无线测温电路，其特征在于，所述的能量收集芯片U3内置有能量收集电路和变压稳压电路。
6.根据权利要求5所述的自取电无线测温装置的自取电无线测温电路，其特征在于，所述的能量收集芯片U3的型号为LTC3588IMSE-1。
7.根据权利要求1所述的自取电无线测温装置的自取电无线测温电路，其特征在于，所述的主控芯片U1的最高工作温度大于100度。
8.根据权利要求7所述的自取电无线测温装置的自取电无线测温电路，其特征在于，所述的主控芯片U1采用最高工作温度为125度的CC2530F256芯片。
9.根据权利要求1所述的自取电无线测温装置的自取电无线测温电路，其特征在于，所述的无线射频芯片U4包括有用于放大收集信号的功率放大器。
10.根据权利要求9所述的自取电无线测温装置的自取电无线测温电路，其特征在于，所述的无线射频芯片U4采用内置有PA功率放大的CC2591芯片。
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