CN112987829A - 智能定点凝露器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能定点凝露器。壳体内设置有MCU控制器，MCU控制器的信号输入端连接键盘开关、NTC负温度系数热电阻和温湿度传感器，MCU控制器的信号输出端连接半导体制冷片、风扇、加热带、共阴极数码管、蜂鸣器和工作状态指示灯，对应风扇设置有带风孔的盖板，对应共阴极数码管和工作状态指示灯在壳体上分别设置有透明数字观察窗和指示灯观察口，对应键盘开关在壳体上设置有操作按钮，壳体内设置有均热板Ⅰ和均热板Ⅱ，半导体制冷片设置在均热板Ⅰ和均热板Ⅱ之间，均热板Ⅰ上设置有与风扇相配合的散热齿片，壳体侧面有电源插口，下部有通风槽孔，底部有凝水出口。本发明能够进行温度、湿度调节，避免结露，避免放电造成事故，提高设备运行可靠性。

Description

智能定点凝露器
技术领域
本发明涉及一种智能定点凝露器，属于配电设施安全技术领域。
背景技术
电力输电柜、工矿企业输电柜、环网柜、配电柜、电缆T接柜、箱变等配电设施是目前供电领域所必不可少的设备，其安全性也是至关重要的。但是目前配电设备在长期运行中，会受外界环境等各种因素的影响，使得柜体内的温湿度较高，若不及时处理，会在放电时造成各种电力事故，因此为了确保安全性，需要频繁的对供电设备进行检修和维护，不但影响设备运行的可靠性，还一定程度上增加了工作人员的工作量。因此，为解决上述问题，提出了一种能够实现温、湿度调节的智能凝露器。
发明内容
根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的问题是：提供一种结构设计合理，使用方便，能够进行温度、湿度调节，防止配电设备结露，避免放电造成事故，降低设备检修率，降低工作人员工作量，提高设备运行可靠性的智能定点凝露器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
所述的智能定点凝露器，包括壳体，壳体后部设置后挡板，壳体内部上方设置风扇，对应风扇在壳体外部设置有带风孔的盖板，风扇连接设置在其下方的MCU控制器U，MCU控制器U的信号输出端连接共阴极数码管U1和工作状态指示灯LED2-LED9，MCU控制器U的信号输入端连接键盘开关S1-S5，对应共阴极数码管U1在壳体上设置透明数字观察窗，对应工作状态指示灯LED2-LED9在壳体上设置透明指示灯观察口，对应键盘开关S1-S5在壳体上设置有操作按钮，壳体下部设置通风槽孔，壳体底部设置凝水出口，壳体内部设置还均热板Ⅰ和均热板Ⅱ，均热板Ⅰ和均热板Ⅱ之间设置半导体制冷片，半导体制冷片连接MCU控制器U，均热板Ⅰ上设置有散热齿片，散热齿片与风扇相配合，壳体侧面设置电源插口，电源插口连接设置在壳体内部的AC转DC直流稳压开关电源U4，AC转DC直流稳压开关电源U4连接风扇和半导体制冷片，AC转DC直流稳压开关电源U4连接DC12-DC3.3V降压开关电源U5，DC12-DC3.3V降压开关电源U5连接MCU控制器U的电源端，MCU控制器U的信号输入端还连接NTC负温度系数热电阻U7和温湿度传感器U6，MCU控制器U的控制输出端还连接加热带U8和蜂鸣器LS1，所述的NTC负温度系数热电阻U7、温湿度传感器U6、加热带U8、共阴极数码管U1、蜂鸣器LS1均通过DC12-DC3.3V降压开关电源U5进行供电。
智能定点凝露器结构设计合理，体积小巧，使用方便，可带电进行安装，能够实现温度、湿度的精确调节，还能够将凝水随时排出，防止配电设备结露，避免了放电事故的发生，大大降低了设备检修率，降低了工作人员工作量，提高了设备的运行可靠性，具有较强的实用性。
进一步的优选，MCU控制器U的控制输出端通过电极翻转换相芯片连接半导体驱动电路，半导体驱动电路连接半导体制冷片，半导体制冷片、均热板Ⅰ和均热板Ⅱ通过导热硅胶连接为一体；所述的半导体驱动电路包括电阻R6，电阻R6连接三极管Q1和三极管Q7的基极，三极管Q1和三极管Q7的发射极连接公共端连接场效应管Q5，场效应管Q5连接半导体制冷片。
进一步的优选，MCU控制器U的信号输出端通过数码显示扩展端口U3连接电阻R12-19后与共阴极数码管U1相连接，MCU控制器U通过数码显示扩展端口U2与共阴极数码管U1相连接，电阻R12-19和共阴极数码管U1的连接公共端分别连接工作状态指示灯LED2-LED9。
进一步的优选，MCU控制器U的控制输出端通过风扇驱动电路连接风扇，所述的风扇驱动电路包括电阻R5，电阻R5连接三极管Q4的基极，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极连接电阻R3，电阻R3连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极连接电源，三极管Q2的集电极连接风扇，电阻R3和三极管Q2基极的连接公共端通过电阻R1连接电源。
进一步的优选，MCU控制器U的控制输出端通过电辅热驱动电路连接加热带U8，所述的电辅热驱动电路包括电阻R7，电阻R7连接三极管Q6的基极，三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的集电极连接电阻R4，电阻R4连接三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极连接电源，三极管Q3的集电极连接加热带U8，电阻R4和三极管Q3基极的连接公共端通过电阻R2连接电源。
进一步的优选，MCU控制器U的控制输出端通过蜂鸣器驱动电路连接蜂鸣器LS1，蜂鸣器驱动电路包括电阻R11，电阻R11连接三极管Q8的基极，三极管Q8的发射极接地，三极管Q8的集电极连接蜂鸣器LS1，蜂鸣器LS1连接电源。
进一步的优选，MCU控制器U的信号输入端通过NTC负温度系数热电阻驱动电路连接NTC负温度系数热电阻U7，所述的NTC负温度系数热电阻驱动电路包括电容C5和电阻R9，电容C5一端连接电阻R9与MCU控制器U的连接公共端，电容C5的另一端接地，电阻R9连接电阻R10，电阻R10接地，电阻R10两端并联电容C4，电阻R9和电阻R10的连接公共端连接NTC负温度系数热电阻U7，NTC负温度系数热电阻U7连接电源，NTC负温度系数热电阻U7与电源的连接公共端连接电容C3的正极，电容C3的负极接地。
进一步的优选，MCU控制器U的串行通信接口连接无线通信模块U9，无线通信模块的型号为JDY-40，能够实现与工作人员的通信功能，将设备所检测的数据实时发送至工作人员，以便工作人员远程掌握设备工作状态，减少巡检工作量。
进一步的优选，半导体制冷片的尺寸为40mm×40mm或者20mm×90mm，半导体制冷片的材质为陶瓷。
进一步的优选，风扇的尺寸为40mm×40mm×11mm；均热板Ⅰ的尺寸为100mm×350mm×3mm，均热板Ⅱ的尺寸为100mm×200mm×3mm或100mm×1500mm×3mm或100mm×100mm×3mm；加热带U8的尺寸为90mm×10mm。
本发明所具有的有益效果是：
1、本发明所述的智能定点凝露器结构简单，设计合理，体积小巧，安装时可带电操作，不影响原柜内设备布置，不影响带电部分安全距离，具有较强的实用性。
2、本发明所述的智能定点凝露器导热效率高，控制精准，能够实现温度、湿度的精确调节，防止配电设备结露，避免放电造成事故，降低设备检修率，降低工作人员工作量，提高了设备运行可靠性。
3、本发明所述的智能定点凝露器不同于传统的除湿设备，无需大功率风扇抽取空气循环，大大降低了噪音的产生，属于静态除湿设备。
4、本发明所述的智能定点凝通过无线通信模块的设置，能够实现设备运行状态的实时工况远传功能，其半导体制冷片、实时温湿度以及MCU控制器的运行等情况，均可实时传送至工作人员处，以便工作人员实时掌握设备运行情况，大大减少了设备巡检的工作量。
附图说明
图1为本发明的控制电路示意图；
图2为本发明数码显示扩展端口电路示意图；
图3为本发明共阴极数码管电路示意图；
图4为本发明电源电路示意图；
图5为本发明半导体驱动电路示意图；
图6为本发明风扇驱动电路示意图；
图7为本发明电辅热驱动电路示意图；
图8为本发明键盘开关电路示意图；
图9为本发明NTC负温度系数热电阻驱动电路示意图；
图10为本发明工作状态指示灯电路示意图；
图11为本发明的结构示意图；
图12为本发明的侧视图；
图13为本发明的剖视图；
图14为本发明半导体制冷片、均热板Ⅰ和均热板Ⅱ的连接示意图；
图15为本发明散热齿片的示意图。
图中，1、壳体；2、通风槽孔；3、凝水出口；4、指示灯观察口；5、风扇；6、盖板；7、风孔；8、数字观察窗；9、操作按钮；10、后挡板；11、电源插口；12、半导体制冷片；13、均热板Ⅱ；14、均热板Ⅰ；15、散热齿片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：
如图1-15所示，本发明所述的智能定点凝露器，包括壳体1，壳体1后部设置后挡板10，壳体1内部上方设置风扇5，对应风扇5在壳体1外部设置有带风孔7的盖板6，风扇5连接设置在其下方的MCU控制器U，MCU控制器U的信号输出端连接共阴极数码管U1和工作状态指示灯LED2-LED9，MCU控制器U的信号输入端连接键盘开关S1-S5，对应共阴极数码管U1在壳体1上设置透明数字观察窗8，对应工作状态指示灯LED2-LED9在壳体1上设置透明指示灯观察口4，对应键盘开关S1-S5在壳体1上设置有操作按钮9，壳体1下部设置通风槽孔2，壳体1底部设置凝水出口3，壳体1内部设置还均热板Ⅰ14和均热板Ⅱ13，均热板Ⅰ14和均热板Ⅱ13之间设置半导体制冷片12，半导体制冷片12连接MCU控制器U，均热板Ⅰ14上设置有散热齿片15，散热齿片15与风扇5相配合，壳体侧面设置电源插口11，电源插口11连接设置在壳体1内部的AC转DC直流稳压开关电源U4，AC转DC直流稳压开关电源U4连接风扇5和半导体制冷片12，AC转DC直流稳压开关电源U4连接DC12-DC3.3V降压开关电源U5，DC12-DC3.3V降压开关电源U5连接MCU控制器U的电源端，MCU控制器U的信号输入端还连接设置在壳体1内部的NTC负温度系数热电阻U7和温湿度传感器U6，MCU控制器U的控制输出端还连接设置在壳体1内部的加热带U8和蜂鸣器LS1，MCU控制器U的串行通信接口连接无线通信模块U9。所述的NTC负温度系数热电阻U7、温湿度传感器U6、加热带U8、共阴极数码管U1、蜂鸣器LS1、无线通信模块U9均通过DC12-DC3.3V降压开关电源U5进行供电。
如图1所示，所述的MCU控制器U的控制输出端通过蜂鸣器驱动电路连接蜂鸣器LS1，蜂鸣器驱动电路包括电阻R11，电阻R11连接三极管Q8的基极，三极管Q8的发射极接地，三极管Q8的集电极连接蜂鸣器LS1，蜂鸣器LS1连接电源。
如图2、图3、图10所示，所述的MCU控制器U的信号输出端通过数码显示扩展端口U3连接电阻R12-19后与共阴极数码管U1相连接，MCU控制器U通过数码显示扩展端口U2与共阴极数码管U1相连接，电阻R12-19和共阴极数码管U1的连接公共端分别连接工作状态指示灯LED2-LED9。
如图5所示，所述的MCU控制器U的控制输出端通过电极翻转换相芯片连接半导体驱动电路，半导体驱动电路连接半导体制冷片12，半导体制冷片12、均热板Ⅰ14和均热板Ⅱ13通过导热硅胶连接为一体；所述的半导体驱动电路包括电阻R6，电阻R6连接三极管Q1和三极管Q7的基极，三极管Q1和三极管Q7的发射极连接公共端连接场效应管Q5，场效应管Q5连接半导体制冷片12。
如图6所示，所述的MCU控制器U的控制输出端通过风扇驱动电路连接风扇，所述的风扇驱动电路包括电阻R5，电阻R5连接三极管Q4的基极，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极连接电阻R3，电阻R3连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极连接电源，三极管Q2的集电极连接风扇5，电阻R3和三极管Q2基极的连接公共端通过电阻R1连接电源。
如图7所示，所述的MCU控制器U的控制输出端通过电辅热驱动电路连接加热带U8，所述的电辅热驱动电路包括电阻R7，电阻R7连接三极管Q6的基极，三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的集电极连接电阻R4，电阻R4连接三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极连接电源，三极管Q3的集电极连接加热带U8，电阻R4和三极管Q3基极的连接公共端通过电阻R2连接电源。
如图9所示，所述的MCU控制器U的信号输入端通过NTC负温度系数热电阻驱动电路连接NTC负温度系数热电阻U7，所述的NTC负温度系数热电阻驱动电路包括电容C5和电阻R9，电容C5一端连接电阻R9与MCU控制器U的连接公共端，电容C5的另一端接地，电阻R9连接电阻R10，电阻R10接地，电阻R10两端并联电容C4，电阻R9和电阻R10的连接公共端连接NTC负温度系数热电阻U7，NTC负温度系数热电阻U7连接电源，NTC负温度系数热电阻U7与电源的连接公共端连接电容C3的正极，电容C3的负极接地。
所述的半导体制冷片12的尺寸为40mm×40mm或者20mm×90mm，半导体制冷片12的材质为陶瓷。所述的风扇5的尺寸为40mm×40mm×11mm；均热板Ⅰ14的尺寸为100mm×350mm×3mm，均热板Ⅱ13的尺寸为100mm×200mm×3mm或100mm×1500mm×3mm或100mm×100mm×3mm；加热带U8的尺寸为90mm×10mm。
本发明的工作原理和使用过程：
使用时，将该凝露器安装在配电设置柜内，可根据柜体的体积设置凝露器的数量，安装完成后，通过电源插口11通电，凝露器开始工作。工作时，通过NTC负温度系数热电阻U7和温湿度传感器U6实时监测柜体内温度和湿度，将温度和湿度信号传输至MCU控制器U，MCU控制器U将数据处理后通过共阴极数码管U1显示，工作人员可以通过数字观察窗实时观察数据。温度、温湿度交替显示时，对应的工作状态指示灯会亮，表示正常工作。当检测到温度及湿度到达设定值时，MCU控制器U控制半导体制冷片12和风扇5工作，对应的工作状态指示灯亮，风扇5将柜体内的湿气通过带风孔7的盖板6吸入到凝露器内，半导体制冷片12通过均热板Ⅰ14和均热板Ⅱ13的作用，将高温湿热空气进行干燥，并将湿气凝结成水，干燥的空气通过下部的通风槽孔2排出，凝水通过凝水出口3排出。若均热板Ⅱ温度过低导致凝水结冻时，可以通过MCU控制器U控制电极翻转换相芯片工作，将均热板Ⅰ14和均热板Ⅱ13的作用进行转换，这样可以迅速解冻凝水，将凝水排出；也可以通过MCU控制器U控制加热带U8工作，通过加热将凝露器内部温度进行升温，将凝水解冻排出即可。若设备运行过程中出现异常，MCU控制器U控制蜂鸣器LS1工作，通过蜂鸣器LS1报警，以便于工作人员及时检修即可。同时，半导体制冷片12、风扇5、加热带U8、NTC负温度系数热电阻U7、温湿度传感器U6以及MCU控制器U的实时运行状况能够通过无线通信模块U9实时传送至工作人员处，工作人员可随时随地掌握设备的运行情况，无需频繁到现场，大大减少了设备巡检的工作量。
本发明结构设计合理，使用方便，能够进行温度、湿度调节，防止配电设备结露，避免放电造成事故，降低了设备检修率，降低了工作人员工作量，提高了设备运行可靠性，具有较强的实用性。
本发明并不仅限于上述具体实施方式，本领域普通技术人员在本发明的实质范围内做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能定点凝露器，包括壳体(1)，壳体(1)后部设置后挡板(10)，其特征在于：壳体(1)内部上方设置风扇(5)，对应风扇(5)在壳体(1)外部设置有带风孔(7)的盖板(6)，风扇(5)连接设置在其下方的MCU控制器U，MCU控制器U的信号输出端连接共阴极数码管U1和工作状态指示灯LED2-LED9，MCU控制器U的信号输入端连接键盘开关S1-S5，对应共阴极数码管U1在壳体(1)上设置透明数字观察窗(8)，对应工作状态指示灯LED2-LED9在壳体(1)上设置透明指示灯观察口(4)，对应键盘开关S1-S5在壳体(1)上设置有操作按钮(9)，壳体(1)下部设置通风槽孔(2)，壳体(1)底部设置凝水出口(3)，壳体(1)内部设置还均热板Ⅰ(14)和均热板Ⅱ(13)，均热板Ⅰ(14)和均热板Ⅱ(13)之间设置半导体制冷片(12)，半导体制冷片(12)连接MCU控制器U，均热板Ⅰ(14)上设置有散热齿片(15)，散热齿片(15)与风扇(5)相配合，壳体侧面设置电源插口(11)，电源插口(11)连接设置在壳体(1)内部的AC转DC直流稳压开关电源U4，AC转DC直流稳压开关电源U4连接风扇(5)和半导体制冷片(12)，AC转DC直流稳压开关电源U4连接DC12-DC3.3V降压开关电源U5，DC12-DC3.3V降压开关电源U5连接MCU控制器U的电源端，MCU控制器U的信号输入端还连接NTC负温度系数热电阻U7和温湿度传感器U6，MCU控制器U的控制输出端还连接加热带U8和蜂鸣器LS1，所述的NTC负温度系数热电阻U7、温湿度传感器U6、加热带U8、共阴极数码管U1、蜂鸣器LS1均通过DC12-DC3.3V降压开关电源U5进行供电。
2.根据权利要求1所述的智能定点凝露器，其特征在于：所述的MCU控制器U的控制输出端通过电极翻转换相芯片连接半导体驱动电路，半导体驱动电路连接半导体制冷片(12)，半导体制冷片(12)、均热板Ⅰ(14)和均热板Ⅱ(13)通过导热硅胶连接为一体；所述的半导体驱动电路包括电阻R6，电阻R6连接三极管Q1和三极管Q7的基极，三极管Q1和三极管Q7的发射极连接公共端连接场效应管Q5，场效应管Q5连接半导体制冷片(12)。
3.根据权利要求1所述的智能定点凝露器，其特征在于：所述的MCU控制器U的信号输出端通过数码显示扩展端口U3连接电阻R12-19后与共阴极数码管U1相连接，MCU控制器U通过数码显示扩展端口U2与共阴极数码管U1相连接，电阻R12-19和共阴极数码管U1的连接公共端分别连接工作状态指示灯LED2-LED9。
4.根据权利要求1所述的智能定点凝露器，其特征在于：所述的MCU控制器U的控制输出端通过风扇驱动电路连接风扇，所述的风扇驱动电路包括电阻R5，电阻R5连接三极管Q4的基极，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极连接电阻R3，电阻R3连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极连接电源，三极管Q2的集电极连接风扇(5)，电阻R3和三极管Q2基极的连接公共端通过电阻R1连接电源。
5.根据权利要求1所述的智能定点凝露器，其特征在于：所述的MCU控制器U的控制输出端通过电辅热驱动电路连接加热带U8，所述的电辅热驱动电路包括电阻R7，电阻R7连接三极管Q6的基极，三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的集电极连接电阻R4，电阻R4连接三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极连接电源，三极管Q3的集电极连接加热带U8，电阻R4和三极管Q3基极的连接公共端通过电阻R2连接电源。
6.根据权利要求1所述的智能定点凝露器，其特征在于：所述的MCU控制器U的控制输出端通过蜂鸣器驱动电路连接蜂鸣器LS1，蜂鸣器驱动电路包括电阻R11，电阻R11连接三极管Q8的基极，三极管Q8的发射极接地，三极管Q8的集电极连接蜂鸣器LS1，蜂鸣器LS1连接电源。
7.根据权利要求1所述的智能定点凝露器，其特征在于：所述的MCU控制器U的信号输入端通过NTC负温度系数热电阻驱动电路连接NTC负温度系数热电阻U7，所述的NTC负温度系数热电阻驱动电路包括电容C5和电阻R9，电容C5一端连接电阻R9与MCU控制器U的连接公共端，电容C5的另一端接地，电阻R9连接电阻R10，电阻R10接地，电阻R10两端并联电容C4，电阻R9和电阻R10的连接公共端连接NTC负温度系数热电阻U7，NTC负温度系数热电阻U7连接电源，NTC负温度系数热电阻U7与电源的连接公共端连接电容C3的正极，电容C3的负极接地。
8.根据权利要求1所述的智能定点凝露器，其特征在于：所述的MCU控制器U的串行通信接口连接无线通信模块U9。
9.根据权利要求1所述的智能定点凝露器，其特征在于：所述的半导体制冷片(12)的尺寸为40mm×40mm或者20mm×90mm，半导体制冷片(12)的材质为陶瓷。
10.根据权利要求1所述的智能定点凝露器，其特征在于：所述的风扇(5)的尺寸为40mm×40mm×11mm；均热板Ⅰ(14)的尺寸为100mm×350mm×3mm，均热板Ⅱ(13)的尺寸为100mm×200mm×3mm或100mm×1500mm×3mm或100mm×100mm×3mm；加热带U8的尺寸为90mm×10mm。
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