CN112665742A - 电缆测温装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电缆测温装置，用于测量电缆表面的温度，包括：测温芯片，所述测温芯片用于读取所述电缆的温度；绝缘导热件，所述绝缘导热件包括接触部与连接部，所述接触部与所述连接部连接，所述连接部与所述测温芯片连接，所述接触部的材质为金属，所述连接部为绝缘材质，所述接触部用于与所述电缆接触。上述电缆测温装置，其中的测温芯片不容易被击穿报废，且能够迅速测得电缆的温度，测温及时性较好。

Description

电缆测温装置

技术领域

本发明涉及测温技术领域，特别是涉及电缆测温装置。

背景技术

电缆作为电网中的重要组成部分，其安全性直接影响到电网的正常运行。电缆在长时间的使用中，经常会出现短路、过载等情况，这些不稳定因素容易导致电缆的温度过高，严重的甚至会使电缆起火，引发火灾与大面积停电。因此吗，对电缆的温度进行监控显得尤为重要。

相关技术中，通常是将测温传感器固定于电缆外部，通过测温传感器来测量电缆温度。而这些测温传感器测温时要么不够及时，具有一定的延时性，要么容易使测温芯片击穿报废。

发明内容

基于此，本发明提出一种电缆测温装置，其中的测温芯片不容易被击穿报废，且能够迅速测得电缆的温度，测温及时性较好。

一种电缆测温装置，用于测量电缆表面的温度，包括：

测温芯片，所述测温芯片用于读取所述电缆的温度；

绝缘导热件，所述绝缘导热件包括接触部与连接部，所述接触部与所述连接部连接，所述连接部与所述测温芯片连接，所述接触部的材质为金属，所述连接部为绝缘材质，所述接触部用于与所述电缆接触。

在其中一个实施例中，所述连接部的材质为陶瓷。

在其中一个实施例中，所述接触部具有弹性，所述接触部能够弹性抵持于所述电缆。

在其中一个实施例中，所述连接部上设有插接口，所述接触部弯折以形成第一段与第二段，所述第一段插入所述插接口内，所述第二段用于与所述电缆接触。

在其中一个实施例中，所述第二段相对于所述第一段弯折，且所述第二段朝所述连接部的方向拱起。

在其中一个实施例中，所述测温芯片为无缘测温芯片。

在其中一个实施例中，所述电缆测温装置还包括天线，所述测温芯片与所述天线电连接，所述天线用于接收射频信号以为所述测温芯片获取能量与回传数据。

在其中一个实施例中，所述天线包括第一极板、第二极板与介质板，所述介质板位于所述第一极板与所述第二极板之间且三者之间固定连接，所述第一极板、所述介质板均与所述第二极板电连接，所述天线的正极引脚与负极引脚均设置于所述第二极板上，所述测温芯片的正极探针与所述负极引脚电连接，所述测温芯片的负极探针与所述正极引脚电连接。

在其中一个实施例中，所述第一极板与所述第二极板连为一体且二者之间相对弯折180度。

在其中一个实施例中，所述第一极板上设有第一通孔，所述介质板上设有第二通孔与第三通孔，所述测温芯片设置于所述第一通孔内并与所述介质板固定连接，所述正极探针穿过所述第二通孔并与所述负极引脚接触，所述负极探针穿过所述第三通孔并与所述正极引脚接触。

在其中一个实施例中，所述电缆测温装置还包括保护层，所述保护层位于所述天线的一侧并与所述天线连接。

在其中一个实施例中，所述电缆测温装置还包括绝缘层，所述测温芯片与所述天线位于所述绝缘层与所述保护层之间，所述绝缘层用于包裹所述电缆，所述绝缘层上设有第四通孔，所述接触部经所述第四通孔伸出。

在其中一个实施例中，所述电缆测温装置还包括粘接层与离型纸，所述绝缘层、所述粘接层与所述离型纸依次连接。

在其中一个实施例中，所述电缆测温装置包括多个所述测温芯片，多个所述测温芯片均与所述天线电连接，且多个所述测温芯片能够分别与所述电缆的不同区域接触。

上述电缆测温装置，其中的测温芯片通过绝缘导热件与电缆表面接触，绝缘导热件中的接触部与连接部连接，连接部与测温芯片接触，接触部能够与电缆表面接触，电缆表面的温度通过接触部与连接部传至测温芯片，被测温芯片读取。由于接触部为金属材质，具有一定的强度，能够对测温芯片起到一定的保护作用，以免测温芯片被击穿报废，且金属导热较好，传热速度较快，一定程度上能够提高测温的及时性。

附图说明

图1为本发明一实施例中的电缆测温装置的爆炸图；

图2为图1中虚线圆圈处的局部放大图；

图3为图1中电缆测温装置的天线的结构示意图；

图4为图1中电缆测温装置的天线与测温芯片的结构示意图；

图5为图1中电缆测温装置的绝缘导热件的结构示意图；

图6为图1中电缆测温装置的绝缘导热件的连接部结构示意图；

图7为图1中电缆测温装置的绝缘导热件的接触部结构示意图；

图8为另一实施例中电缆测温装置的绝缘导热件的结构示意图。

附图标记：

测温芯片100、正极探针110、负极探针120；

绝缘导热件200、连接部210、插接口211、接触部220、第一段221、第二段222；

天线300、第一极板310、第一通孔311、第二极板320、正极引脚321、负极引脚322、介质板330、第二通孔331、第三通孔332；

保护层400；

绝缘层500、第四通孔510；

粘接层600、第五通孔610；

离型纸700。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1，图1示出了本发明一实施例中的电缆测温装置的爆炸图。本发明一实施例提供的电缆测温装置包括测温芯片100、绝缘导热件200、天线300、保护层400、绝缘层500、粘接层600与离型纸700等部件。该测温装置固定于电缆的外部，可以用于测量电缆的表面温度。

测温芯片100与绝缘导热件200连接，绝缘导热件200与电缆表面接触。电缆表面的温度传递至绝缘导热件200，进而传递至测温芯片100，通过测温芯片100测量并获取电缆的温度数据。

参阅图4与图5，分别示出了电缆测温装置的天线与测温芯片的结构示意图、电缆测温装置的绝缘导热件的结构示意图。绝缘导热件200包括连接部210与接触部220，连接部210与接触部220连接。连接部210与测温芯片100连接，接触部220与电缆的表面接触。接触部220为金属材质，但整个绝缘导热件200 绝缘。连接部210需选用绝缘材质，以保证整个绝缘导热件200绝缘。

由于整个绝缘导热件200是绝缘的，与电缆接触时，能够使电缆中的导体与测温芯片100、天线300等部件之间相互绝缘，以免影响测温准确性。

由于接触部220为金属材质，金属的导热性较好，能够较快的将电缆表面的温度传递至连接部210，进而通过连接部210传递至测温芯片100，从而较快的获取电缆的实时温度，提高测温的及时性。

此外，由于接触部220为金属材质，具有较高的强度，能够将电缆与测温芯片100隔绝开，对测温芯片100起到保护作用，以免电缆内的高压将测温芯片100击穿损坏，从而提高测温的可靠性。

电缆作为电网中的重要组成部分，其安全性直接影响到电网的正常运行。电缆在长时间的使用中，经常会出现短路、过载等情况，这些不稳定因素容易导致电缆的温度过高，严重的甚至会使电缆起火，引发火灾与大面积停电。通过上述的电缆测温装置对电缆表面温度进行测量时，测温的可靠性与及时性较高，能尽早发现电缆过热区域，保证电缆安全，以免引发火灾与停电。

优选的，连接部210的材质为陶瓷。与其他的塑料、橡胶或木材等绝缘材料相比，陶瓷的导热性相对更好，能够使温度较快的传递至测温芯片100。并且，与上述几种材质相比，陶瓷的强度更高，能够对测温芯片100起到保护作用，以免电缆内的高压将测温芯片100击穿损坏，从而提高测温的可靠性。

当然，除了选用陶瓷，其他导热性较好且强度较高的绝缘材质亦可。

优选的，接触部220具有弹性。因此，在与电缆接触时，接触部220能够弹性抵持于电缆的表面，使接触部220与电缆之间能够保持贴紧状态，不易存在缝隙，保证测温的准确性与及时性。

优选的，绝缘导热件200与测温芯片100之间通过粘接进行固定。粘接时使用的胶水需要具有较好的耐热性，以保证粘接的牢固性。且胶水需要具有较好的导热性，以保证温度能较快的传递至测温芯片100处。

参阅图5与图7，图6与图7分别示出了图1中电缆测温装置的绝缘导热件的结构示意图、电缆测温装置的绝缘导热件的连接部结构示意图、电缆测温装置的绝缘导热件的接触部结构示意图。绝缘导热件200中，接触部220包括第一段221与第二段222，第一段221与第二段222连接。第一段221与连接部 210连接，第二段222用于与电缆表面抵持接触。

优选的，连接部210上设有插接口211，插接口211的形状尺寸与第一段 221相匹配。第一段221插入插接口211内，且二者之间粘接固定。第二段222 从连接部210的侧部朝上伸出至连接部210的顶面以上(图5所示的视角)。

第一段221插入插接口211内，能够对接触部220与连接部210之间限位，若该测温装置在遭遇外力破坏时，接触部220与连接部210之间不易发生移位或松脱，使测温能正常进行，保证了测温过程的可靠性与稳定性。且第一段221 插入插接口211内后，第一段221的周面均与连接部210接触，能够使温度更快的从接触部220传递至连接部210，以提高测温及时性。

优选的，第一段221与第二段222一体连接，直接将一平板状金属件反向弯折即可获得上述的接触部220。其结构较简单，制作过程较简单，难度较低，且无需使用紧固件。

参阅图8，示出了另一实施例中电缆测温装置的绝缘导热件的结构示意图。优选的，在另一实施例中，第二段222a与第一段221a连为一体，且二者之间相对弯折，第一段221a插入连接部210a后，第二段222a从连接部210a的侧部伸出至连接部210a的顶面之上。并且第二段222a自身也进行弯折，第二段 222a朝连接部210a的顶面处拱起。此处的“拱起”是指第二段222a的两端与连接部210a的顶面之间的距离小于第二段222a的中部与连接部210a的顶面之间的距离。

因此，第二段222a的顶面呈曲面状。电缆的横截面通常为圆形或椭圆形，当第二段222a与电缆的表面抵紧接触时，二者的形状能够尽量匹配，使第二段 222a与电缆的表面贴合度更高，接触面积更大，进行温度测量时，温度能够较快的传递至第二段222a。并且，电缆的周面上各个区域的温度可能存在差异，第二段222a选用上述结构时，由于第二段222a能够与电缆表面的较多区域接触，使电缆表面多个区域的温度均传递至第二段222a进行中和，传递至测温芯片100处的温度会更加准确，获取的温度数据也将更加准确。

若测温芯片100选用有缘测温芯片，在使用时需要配备电池，电池电量不足时，可能会导致测温中断，无法获取电缆表面温度。若此时电缆某些区域存在过热，可能会引发火灾或停电，存在一定的安全隐患。因此，优选的，上述的测温芯片100选用无缘测温芯片。在其使用时，无需配备电池，因此，能够保证测温的连续性与可靠性，以保证电缆安全。

参阅图1，如上所述，测温芯片100选用无缘测温芯片，则需要使用天线 300接收射频信号来为测温芯片100供电，并将测温芯片100获取到的温度数据回传。

具体的，还设置有读写器与计算机系统。读写器能够向天线300发射射频信号，使天线300获得能量，为测温芯片100供电。当测温芯片100获取到温度数据后，温度数据通过天线300的反射面波发送出去。读写器将天线300回传的温度数据进行识别与读取。读写器可以通过RS232串口与计算机主机连接，或者，可以通过WLAN技术进行数据传输，将读取到的温度数据传送至主机进行进一步处理分析。

计算机系统可以设置显示部件，例如显示屏等。主机获取到的温度数据可以通过显示部件进行显示。

并且，主机可以对温度数据进行处理分析，可以将测得的温度用表格形式显示；或者，也可以用曲线图的形式体现，以便于观察不同时段内的温度变化走向。

并且，还可以设置一个最高温度值，当获取的温度高于该最高温度值时进行提示，以便于及时检修电缆，防止其因过热而发生意外。可以设置警报器，通过警报器发出警报，以便于检修人员及时了解该情况。

优选的，当回传的温度高于设定的最高温度值时，等待一段时间，若该段时间内回传的温度逐渐降低至正常范围，则不发出警报；若该段时间内回传的温度继续升高，则发出警报。因此，若电缆仅出现短暂过热且马上恢复正常，检修人员不必前往检修，能减少检修人员的工作量。

并且，可以计算出多个时刻回传的的温度的平均值，以提高数据的可靠性。

或者，还可以按照预设的时间间隔测量温度并回传数据。在用电量较小的时段，便可以采用上述方式，降低测温频率。在用电高峰期，电缆容易出现过热，可以减小时间间隔，或者实时测温。

参阅图1至图4，图2与图3分别示出了图1中A处的局部放大图、电缆测温装置的天线的结构示意图。天线300包括第一极板310、第二极板320与介质板330。介质板330位于第一极板310与第二极板320之间，且第一极板310、第二极板320与介质板330之间均固定连接。第一极板310、测温芯片100均与第二极板320电连接。天线300包括正极引脚321与负极引脚322，正极引脚 321与负极引脚322均设置于第二极板320上。第二极板320的中间挖空，四周呈环状，正极引脚321与负极引脚322从四周的环状处朝挖空处伸出。

测温芯片100包括正极探针110与负极探针120，正极探针110与负极引脚 322电连接，负极探针120与正极引脚321电连接，使天线300能够为测温芯片 100供电。

优选的，第一极板310与第二极板320之间一体连接，二者之间相对弯折 180度，介质板330被夹持于二者之间。第一极板310上设置的金属线圈经第一极板310与第二极板320的弯折处延伸至第二极板320上，并到达正极引脚321 处。直接选用一块整板，对整板进行弯折即可获得，制作过程较简单。第一极板310、第二极板320与介质板330之间通过粘接进行固定。

介质板330为陶瓷材质，在第一极板310与第二极板320之间设置介质板 330，可以调节第一极板310与第二极板320之间的介电常数，优化天线300的收信效果。

另外，第一极板310上设有第一通孔311，介质板330上设有第二通孔331 与第三通孔332。测温芯片100置于第一通孔311内，并与介质板330通过粘接进行固定。正极探针110穿过第二通孔331后与负极引脚322接触，负极探针 120穿过第三通孔332后与正极引脚321接触，以实现测温芯片100与天线300 间的导通。

优选的，正极探针110与负极探针120均具有弹性，能够沿其长度方向伸缩。当二者分别与负极引脚322和正极引脚321接触时，能够形成弹性抵持，使测温芯片100与天线300始终处于导通状态，不易出现接触不良的情况，从而提高测温可靠性。

参阅图1，优选的，该电缆测温装置还设有保护层400，保护层400位于天线300的外侧，并与天线300固定连接。保护层400可以保护其内侧的天线300 与测温芯片100等部件，使其不易受到外界破坏，保持稳定的测温性能。保护层400需要使用防水性能、防火性能及抗腐蚀性能较好的材质。

优选的，该电缆测温装置还设有绝缘层500，绝缘层500位于测温芯片100 的外侧。即天线300与测温芯片100位于绝缘层500与保护层400之间。绝缘层500与保护层400能够对二者之间的各部件进行保护，使其不易受到损坏，能够保证正常工作。绝缘层500选用绝缘材质，例如硅胶或橡胶等，以保证其与电缆接触时与电缆间能够绝缘。

绝缘层500上设有第四通孔510，第四通孔510与绝缘导热件200的接触部 220的形状尺寸相匹配，接触部220经第四通孔510朝外伸出。

优选的，该电缆测温装置粘接于电缆的表面。具体的，在绝缘层500的外侧还设有粘接层600，粘接层600的外侧还设有离型纸700。粘接层600设有第五通孔610，第五通孔610与绝缘导热件200的接触部220的形状尺寸相匹配，接触部220经第五通孔610朝外伸出。固定该电缆测温装置时，将离型纸700 从粘接层600的表面撕除，使粘接层600露出，并粘贴于电缆的表面即可，操作非常简便。当离型纸700撕除撕除后，接触部220露出，能够直接与电缆表面接触。另外，除了上述的粘接方式，其他常规固定方式亦可，例如设置绑带或卡扣连接件进行固定。

优选的，该电缆测温装置包括多个上述的测温芯片100，当其固定于电缆外部后，多个测温芯片100分布于电缆周面上不同区域。通过多个测温芯片100 对不同区域的温度进行测量，并求得其平均数，可以提高测温准确性与可靠性，即使其中部分测温芯片100失效，其他测温芯片100亦能工作。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种电缆测温装置，用于测量电缆表面的温度，其特征在于，包括：

测温芯片，所述测温芯片用于读取所述电缆的温度；

绝缘导热件，所述绝缘导热件包括接触部与连接部，所述接触部与所述连接部连接，所述连接部与所述测温芯片连接，所述接触部的材质为金属，所述连接部为绝缘材质，所述接触部用于与所述电缆接触。

2.根据权利要求1所述的电缆测温装置，其特征在于，所述连接部的材质为陶瓷。

3.根据权利要求1所述的电缆测温装置，其特征在于，所述接触部具有弹性，所述接触部能够弹性抵持于所述电缆。

4.根据权利要求1所述的电缆测温装置，其特征在于，所述连接部上设有插接口，所述接触部弯折以形成第一段与第二段，所述第一段插入所述插接口内，所述第二段用于与所述电缆接触。

5.根据权利要求4所述的电缆测温装置，其特征在于，所述第二段相对于所述第一段弯折，且所述第二段朝所述连接部的方向拱起。

6.根据权利要求1所述的电缆测温装置，其特征在于，所述测温芯片为无缘测温芯片。

7.根据权利要求6所述的电缆测温装置，其特征在于，所述电缆测温装置还包括天线，所述测温芯片与所述天线电连接，所述天线用于接收射频信号以为所述测温芯片获取能量与回传数据。

8.根据权利要求7所述的电缆测温装置，其特征在于，所述天线包括第一极板、第二极板与介质板，所述介质板位于所述第一极板与所述第二极板之间且三者之间固定连接，所述第一极板、所述介质板均与所述第二极板电连接，所述天线的正极引脚与负极引脚均设置于所述第二极板上，所述测温芯片的正极探针与所述负极引脚电连接，所述测温芯片的负极探针与所述正极引脚电连接。

9.根据权利要求8所述的电缆测温装置，其特征在于，所述第一极板与所述第二极板连为一体且二者之间相对弯折180度。

10.根据权利要求8所述的电缆测温装置，其特征在于，所述第一极板上设有第一通孔，所述介质板上设有第二通孔与第三通孔，所述测温芯片设置于所述第一通孔内并与所述介质板固定连接，所述正极探针穿过所述第二通孔并与所述负极引脚接触，所述负极探针穿过所述第三通孔并与所述正极引脚接触。

11.根据权利要求7所述的电缆测温装置，其特征在于，所述电缆测温装置还包括保护层，所述保护层位于所述天线的一侧并与所述天线连接。

12.根据权利要求11所述的电缆测温装置，其特征在于，所述电缆测温装置还包括绝缘层，所述测温芯片与所述天线位于所述绝缘层与所述保护层之间，所述绝缘层用于包裹所述电缆，所述绝缘层上设有第四通孔，所述接触部经所述第四通孔伸出。

13.根据权利要求12所述的电缆测温装置，其特征在于，所述电缆测温装置还包括粘接层与离型纸，所述绝缘层、所述粘接层与所述离型纸依次连接。

14.根据权利要求7所述的电缆测温装置，其特征在于，所述电缆测温装置包括多个所述测温芯片，多个所述测温芯片均与所述天线电连接，且多个所述测温芯片能够分别与所述电缆的不同区域接触。

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