CN112326058A - 一种可以感知温度的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种可以感知温度的系统和方法，所述方法包括：变温层包含第一可逆热致变色层、第一不可逆热致变色层、第二可逆热致变色层、第二不可逆热致变色层；在所述变温层温度达到或超过预设温度时，四个变色层变色提醒用户；当变温层温度曾经达到或超过第二温度、第四温度，第一不可逆热致变色层、第二不可逆热致变色层变色提醒用户；感温线连接在温度控制仪上，实时监控线缆温度，当线缆温度超出预设安全范围时，温度控制仪对用户进行提醒。本发明所设计的系统，解决了线缆升温无法查觉问题，线缆短时间升温后，也可以事后发现。所使用的线缆，在工业上易于成批量制造，所使用的温度控制仪可以使用现有设备，节约成本。

Description

一种可以感知温度的系统和方法

技术领域

本发明专利属于线材防护领域，尤其是涉及一种可以感知温度的系统和方法。

背景技术

线缆的用途有很多，主要用于控制安装、连接设备、输送电力等多重作用，是日常生活中常见而不可缺少的一种东西。线缆的安全性至关重要。

正常情况下，线缆的温度会略上升。但是当电器使用超过安全电流过载或者存在短路等情况时，线缆温度会升高甚至烧毁。而在烧毁之前可能无法察觉。而线缆短时间的升温可能影响线缆的使用寿命，事后也无法发现线缆曾经升温。

发明内容

针对上述问题，本发明设计一种可以感知温度的系统，所述系统包括线缆和温度控制仪；

所述线缆包括若干输电线1、第一护套2、变温层3、保护层4、感温线5；

所述第一护套2内设置有所述若干输电线1和感温线5；

所述第一护套2外侧设置所述变温层3；

所述变温层3外侧包设有所述保护层4；

所述感温线5能够与所述温度控制仪连接。

进一步地，所述输电线1包括金属导线11和绝缘层12；

所述金属导线11外侧包设有绝缘层12。

进一步地，所述变温层3围绕所述线缆一圈设置有四个区域，所述四个区域分别设置有第一可逆热致变色层31、第一不可逆热致变色层32、第二可逆热致变色层33、第二不可逆热致变色层34；

所述第一可逆热致变色层31在常温下具有第一色彩，在第一温度下具有第五色彩；

所述第一不可逆热致变色层32在常温下具有第二色彩，在第二温度下具有第六色彩；

所述第二可逆热致变色层33在常温下具有第三色彩，在第三温度下具有第七色彩；

所述第二不可逆热致变色层34在常温下具有第四色彩，在第三温度下具有第八色彩。

进一步地，所述第五色彩、第六色彩、第七色彩和第八色彩中任一色彩颜色与所述第一色彩、第二色彩、第三色彩、第四色彩中任一色彩颜色均不相同。

进一步地，所述变温层3在所述线缆上每隔一预设距离设置一段。

进一步地，所述变温层3的四个区域为点状、条状或块状。

进一步地，所述保护层4为透明材质保护层。

本发明还设计一种可以感知温度的方法，所述方法包括如下步骤：

S10：采用变温层，变温层设置在第一护套外侧，所述变温层包含第一可逆热致变色层、第一不可逆热致变色层、第二可逆热致变色层、第二不可逆热致变色层；所述第一可逆热致变色层、第一不可逆热致变色层、第二可逆热致变色层、第二不可逆热致变色层由透明或半透明的塑料加入感温变色粉注塑或挤塑成型；在所述变温层温度达到或超过第一温度、第二温度、第三温度、第四温度时，所述第一可逆热致变色层、第一不可逆热致变色层、第二可逆热致变色层、第二不可逆热致变色层变色提醒用户；当变温层温度曾经达到或超过第二温度、第四温度，第一不可逆热致变色层、第二不可逆热致变色层变色提醒用户；

S20：采用感温线，感温线连接在温度控制仪上，实时监控线缆温度，当线缆温度超出预设安全范围时，温度控制仪对用户进行提醒。

进一步地，所述第一可逆热致变色层、第二可逆热致变色层在温度上升到设定值后变色，在温度下降后色彩恢复为原色彩；

所述第一不可逆热致变色层、第二不可逆热致变色层在温度上升到设定值后变色，在温度下降后色彩不会恢复为原色彩。

本发明所设计的一种可以感知温度的系统，解决了线缆升温无法查觉问题，线缆短时间升温后，也可以事后发现。所使用的线缆，在工业上易于成批量制造，所使用的温度控制仪可以使用现有设备，节约成本。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明实施例的可以感知温度的线缆平面结构示意图。

图例说明：1、输电线；11、金属导线；12、绝缘层；2、第一护套；3、变温层；31、第一可逆热致变色层；32、第一不可逆热致变色层；33、第二可逆热致变色层；34、第二不可逆热致变色层；4、保护层；5、感温线。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种可以感知温度的系统，所述系统包括：线缆和温度控制仪；所述线缆如图1所示，所述线缆包括若干输电线1、第一护套2、变温层3、保护层4、感温线5；所述第一护套2内设置有所述若干输电线1和感温线5；所述若干输电线1外侧包设有第一护套2；所述第一护套2外侧设置所述变温层3；所述变温层3外侧包设有所述保护层4。所述输电线1包括金属导线11和绝缘层12；所述金属导线11外侧包设有绝缘层12。所述感温线5能够与所述温度控制仪连接。

示例性的，本发明设计的线缆，可以替代现在常用的线缆，如常用接地线缆、两芯线缆、三芯线缆或多芯线缆。如接地线缆包括一条输电线1，两芯线缆内包括两条输电线1，三芯线缆包括三条输电线1等。线缆由内到外分别为包括若干输电线1、感温线5、第一护套2、变温层3和保护层4。其中输电线1为普通电线，包括金属导线11和绝缘层12；感温线5用于感知输电线1温度。感温线就是俗称的“热电偶”，有很多种类型，但是基本原理都是利用某种材料对温度的变化对应关系，通过两种不同成份的材质导体组成闭合回路，当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过。此时两端之间就存在电动势——热电动势，这就是所谓的“塞贝克效应”，再通过放大电路将电势信号放大后，转换成AD信号用LED或者指针显示出来。本发明的感温线可以选用各种型号，优选的，出于温度范围及成本考虑，选择T型、Cu50或Cu100型号感温线。当感温线5与所述温度控制仪连接后，通过温度控制仪可以得到线缆的温度。所述金属导线11和感温线5外侧包设有绝缘层12。第一护套2为普通的线缆保护层。本发明在原线缆的基础上，增加了感温线5、变温层3、保护层4，这样使得在工业制造时，可以利用之前的线缆制造设备升级以实现制造本发明所设计的线缆。图1所示第一护套2截面为圆形，在另外的设计中，第一护套2截面还可以为椭圆形、长方形等形状。图1所示的输电线1有两条，输电线1条数还可以为其他数字。图1所示的若干输电线1、感温线5、第一护套2、变温层3、保护层4的大小并不能代表实际大小，本领域技术人员能够根据实际需求来设计线缆的具体形状。

具体的，所述变温层3围绕所述线缆一圈设置有四个区域，所述四个区域分别设置有第一可逆热致变色层31、第一不可逆热致变色层32、第二可逆热致变色层33、第二不可逆热致变色层34；所述第一可逆热致变色层31在常温下具有第一色彩，在第一温度下具有第五色彩；所述第一不可逆热致变色层32在常温下具有第二色彩，在第二温度下具有第六色彩；所述第二可逆热致变色层33在常温下具有第三色彩，在第三温度下具有第七色彩；所述第二不可逆热致变色层34在常温下具有第四色彩，在第三温度下具有第八色彩。所述第五色彩、第六色彩、第七色彩和第八色彩中任一色彩颜色与所述第一色彩、第二色彩、第三色彩、第四色彩中任一色彩颜色均不相同。

示例性的，本发明设计的线缆，变温层3围绕所述线缆一圈设置有四个区域，所述四个区域分别设置有第一可逆热致变色层31、第一不可逆热致变色层32、第二可逆热致变色层33、第二不可逆热致变色层34。第一可逆热致变色层31、第一不可逆热致变色层32、第二可逆热致变色层33、第二不可逆热致变色层34可以由透明或半透明的塑料加入感温变色粉注塑或挤塑成型。也可以由感温变色油墨涂在所述第一护套2外侧形成。变温层3围绕所述线缆设置四个区域，这样可以从不同的方向观测到所述变温层3所显示的线缆温度。图1所示的四个区域紧靠，在其他设计中，四个区域之间也可以存在空隙，或者部分区域紧靠，部分区域之间存在空隙。四个区域，其中两个区域设置有可逆热致变色层，两个区域设置有不可逆热致变色层。所述第一可逆热致变色层31在常温下具有第一色彩，在第一温度下具有第五色彩；所述第一不可逆热致变色层32在常温下具有第二色彩，在第二温度下具有第六色彩；所述第二可逆热致变色层33在常温下具有第三色彩，在第三温度下具有第七色彩；所述第二不可逆热致变色层34在常温下具有第四色彩，在第三温度下具有第八色彩。其中第一色彩、第二色彩、第三色彩、第四色彩为分别为常温下第一可逆热致变色层31、第一不可逆热致变色层32、第二可逆热致变色层33、第二不可逆热致变色层34的颜色，第一色彩、第二色彩、第三色彩、第四色彩可以为同一种颜色，也可以为不同颜色，甚至其中部分色彩相同。本发明中的第一温度、第二温度、第三温度、第四温度并不代表其温度值由低到高或由高到低，只是具体的某个温度值。假设第一温度小于等于第三温度，第二温度小于等于第四温度。当线缆温度达到第一温度时，该线缆变温层3中第一可逆热致变色层31变为第五色彩；当温度继续升高，达到第三温度时，该线缆变温层3中第二可逆热致变色层33变为第七色彩，同时第一可逆热致变色层31仍为第五色彩；操作人员看到线缆的色彩发生不同的变化，即可知该线缆温度上升。当线缆温度下降后，第二可逆热致变色层33和第一可逆热致变色层31色彩顺序还原。当线缆温度达到第二温度时，该线缆变温层3中第一不可逆热致变色层32变为第六色彩；当温度继续升高，达到第四温度时，该线缆变温层3中第二不可逆热致变色层34变为第八色彩，同时第一不可逆热致变色层32仍为第六色彩；操作人员看到线缆的色彩发生不同的变化，即可知该线缆温度上升。当线缆温度下降后，第一不可逆热致变色层32与第二不可逆热致变色层34均不能变回原来色彩，操作人员在事后看到线缆的色彩的变化，即可以得知该线缆温度曾经上升过。为了使升温后线缆色彩有鲜明的对比，所述第五色彩、第六色彩、第七色彩和第八色彩中任一色彩颜色与所述第一色彩、第二色彩、第三色彩、第四色彩中任一色彩颜色均不相同。即线缆开始的色彩与升温后变化的色彩不相同。第一可逆热致变色层31与第二可逆热致变色层33可以相同，第一不可逆热致变色层32与第二不可逆热致变色层34可以相同，依照此设计，线缆变温层3中可以设计只包含一种可逆热致变色层和一种不可逆热致变色层，也可以只包含两种可逆热致变色层和一种不可逆热致变色层，也可以只包含一种可逆热致变色层和两种不可逆热致变色层。

具体的，所述变温层3在所述线缆上每隔一预设距离设置一段。所述变温层3的四个区域为点状、条状或块状。

示例性的，变温层3在所述线缆上每隔一预设距离设置一段，这样可以节省所述变温层3的材料，同样也能起到温度显示的效果。预设距离可以根据实际需求来设定。如线缆每1米设置有一段变温层3。每一段的长度同样根据实际需求来设定，如每段长度为2厘米。通过这样设置可以更好的节省材料，同样能够起到温度显示的效果。变温层3的四个区域为点状、条状或块状。通过将变温层3的四个区域点状、条状或块状，相当于只要在所述四个区域设置感温变色材料即可，这样可以减少感温变色材料的使用，从而降低成本。

具体的，所述保护层4为透明材质保护层。

线缆最外层保护层4为透明材质保护层，保护层4可以由透明材质构成，也可以透明涂料涂在所述变温层3外侧形成。

使用本发明设计的系统，使用时，将线缆正常连接在电源上，其中感温线连接到温度控制仪上，通过线缆色彩的变化可以看出线缆温度上升，通过事后线缆色彩的变化，可以得到线缆温度曾经上升，通过温度控制仪可以实时得到线缆的温度。

本发明还提供一种可以感知温度的方法，包括如下步骤：

S10：采用变温层，变温层设置在第一护套外侧，所述变温层包含第一可逆热致变色层、第一不可逆热致变色层、第二可逆热致变色层、第二不可逆热致变色层；所述第一可逆热致变色层、第一不可逆热致变色层、第二可逆热致变色层、第二不可逆热致变色层由透明或半透明的塑料加入感温变色粉注塑或挤塑成型；在所述变温层温度达到或超过第一温度、第二温度、第三温度、第四温度时，所述第一可逆热致变色层、第一不可逆热致变色层、第二可逆热致变色层、第二不可逆热致变色层变色提醒用户；当变温层温度曾经达到或超过第二温度、第四温度，第一不可逆热致变色层、第二不可逆热致变色层变色提醒用户；所述第一可逆热致变色层、第二可逆热致变色层在温度上升到设定值后变色，在温度下降后色彩恢复为原色彩；所述第一不可逆热致变色层、第二不可逆热致变色层在温度上升到设定值后变色，在温度下降后色彩不会恢复为原色彩。

S20：采用感温线，感温线连接在温度控制仪上，实时监控线缆温度，当线缆温度超出预设安全范围时，温度控制仪对用户进行提醒。

示例性的，本发明所使用方法，可以有多种方式来感知线缆温度。

方法一：

使用变温层，变温层设置在第一护套外侧，所述变温层包含第一可逆热致变色层、第一不可逆热致变色层、第二可逆热致变色层、第二不可逆热致变色层；所述第一可逆热致变色层、第一不可逆热致变色层、第二可逆热致变色层、第二不可逆热致变色层由透明或半透明的塑料加入感温变色粉注塑或挤塑成型。

在所述变温层温度达到或超过第一温度、第二温度、第三温度、第四温度时，所述第一可逆热致变色层、第一不可逆热致变色层、第二可逆热致变色层、第二不可逆热致变色层分别变为第五色彩、第六色彩、第七色彩，第八色彩，通过色彩的变化，用户可以得知线缆温度上升。当线缆曾经达到或超过第二温度、第四温度，第一不可逆热致变色层、第二不可逆热致变色层色彩分别变为第六色彩、第八色彩；之后线缆温度无论是否下降，第一不可逆热致变色层、第二不可逆热致变色层色彩不再发生变化。通过色彩的变化，用户可以得知线缆温度曾经温度升高过。由于所述第一可逆热致变色层、第二可逆热致变色层在温度上升到设定值后变色，在温度下降后色彩恢复为原色彩，当线缆温度下降后，第一可逆热致变色层、第二可逆热致变色层会恢复原色，无法通过察看第一可逆热致变色层、第二可逆热致变色层的色彩变化来判断线缆是否曾经升温过。

方法二：

采用感温线，感温线连接在温度控制仪上，通过温度控制仪实时监控线缆温度。事先预设安全温度，当线缆温度超过安全温度后，温度控制仪可以使用如发出声音等形式对用户进行告警。

本发明的方法一与方法二可以同时使用，也可以只使用其中任一种方法来感知线缆的温度。

本发明所设计的一种可以感知温度的系统，解决了线缆升温无法查觉问题，线缆短时间升温后，也可以事后发现。所使用的线缆，在工业上易于成批量制造，所使用的温度控制仪可以使用现有设备，节约成本。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种可以感知温度的系统，其特征在于，

所述系统包括线缆和温度控制仪；

所述线缆包括若干输电线(1)、第一护套(2)、变温层(3)、保护层(4)、感温线(5)；

所述第一护套(2)内设置有所述若干输电线(1)和感温线(5)；

所述第一护套(2)外侧设置所述变温层(3)；

所述变温层(3)外侧包设有所述保护层(4)；

所述感温线(5)能够与所述温度控制仪连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述输电线(1)包括金属导线(11)和绝缘层(12)；

所述金属导线(11)外侧包设有绝缘层(12)。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述变温层(3)围绕所述线缆一圈设置有四个区域，所述四个区域分别设置有第一可逆热致变色层(31)、第一不可逆热致变色层(32)、第二可逆热致变色层(33)、第二不可逆热致变色层(34)；

所述第一可逆热致变色层(31)在常温下具有第一色彩，在第一温度下具有第五色彩；

所述第一不可逆热致变色层(32)在常温下具有第二色彩，在第二温度下具有第六色彩；

所述第二可逆热致变色层(33)在常温下具有第三色彩，在第三温度下具有第七色彩；

所述第二不可逆热致变色层(34)在常温下具有第四色彩，在第三温度下具有第八色彩。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，

所述第五色彩、第六色彩、第七色彩和第八色彩中任一色彩颜色与所述第一色彩、第二色彩、第三色彩、第四色彩中任一色彩颜色均不相同。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述变温层(3)在所述线缆上每隔一预设距离设置一段。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，

所述变温层(3)的四个区域为点状、条状或块状。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述保护层(4)为透明材质保护层。

8.一种可以感知温度的方法，其特征在于，

所述方法包括如下步骤：

S10：采用变温层，变温层设置在第一护套外侧，所述变温层包含第一可逆热致变色层、第一不可逆热致变色层、第二可逆热致变色层、第二不可逆热致变色层；所述第一可逆热致变色层、第一不可逆热致变色层、第二可逆热致变色层、第二不可逆热致变色层由透明或半透明的塑料加入感温变色粉注塑或挤塑成型；在所述变温层温度达到或超过第一温度、第二温度、第三温度、第四温度时，所述第一可逆热致变色层、第一不可逆热致变色层、第二可逆热致变色层、第二不可逆热致变色层变色提醒用户；当变温层温度曾经达到或超过第二温度、第四温度，第一不可逆热致变色层、第二不可逆热致变色层变色提醒用户；

S20：采用感温线，感温线连接在温度控制仪上，实时监控线缆温度，当线缆温度超出预设安全范围时，温度控制仪对用户进行提醒。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述第一可逆热致变色层、第二可逆热致变色层在温度上升到设定值后变色，在温度下降后色彩恢复为原色彩；

所述第一不可逆热致变色层、第二不可逆热致变色层在温度上升到设定值后变色，在温度下降后色彩不会恢复为原色彩。

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