CN113340443A - 一种高温旋转体温度检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于数据检测技术领域,特别涉及一种高温旋转体温度检测装置及方法;所述装置包括在旋转体上方安装有粘胶层:在所述粘胶层上方设置有发电片,在所述发电片上连接有红外发射器并形成闭合回路,当所述旋转体温度升高时,所述发电片由于温度升高产生电子流动,形成电压差控制所述红外发射器发出红外光;在所述红外发射器的远端连接有红外接收器,所述红外接收器接收红外发射器发出的红外光,通过与所述红外接收器相连接的数据处理模块进行处理,得到旋转体的温度检测结果。本发明对于复杂狭小空间的轴杆,滚轮等机构的温升情况能够在线监视,对于复杂机构内部各温升监控点的就地标定,能够得到更加准确的温度测量结果。
Description
技术领域
本发明属于数据检测技术领域,特别涉及一种高温旋转体温度检测装置及方法。
背景技术
在电力系统中,温度历来是一个非常重要的参数,随着温升时间的延长,温度超限处将因发热而加大氧化程度,进而可能造成重大事故。为了避免出现高压设备安全隐患,目前的测温方式一般是通过温度传感器来实现;而传统的电动车用驱动电机只能通过温度传感器监测定子绕组的温度,而电机转子高速旋转,不宜安装相关温度检测器件,因此转子的温度没有监测与反馈。
因此,中国专利CN 108390617A采用定子温度信息和预设的转子温度仿真模型计算,能够实现对电机转子温度的实时监控,并通过对电机进行控制以保证电机转子温度不超过规定的限值从而保护电机,降低电机出现故障的风险,提高了电机的运行可靠性和安全性;该专利中还提供了基于电机结构中定子与转子的热传导特性来准确计算电机的实时温度,但是由于热传导性系数不够准确,所以会导致测量有误差。
一般而言,目前只能测量高温旋转体(转子)内的定子温度,并且其测量温度不是很精准;是因为旋转体是由硅钢片构成,而旋转体具有磁场,形成涡流发热;即真实发热点在转子,定子不能自身产生热量,其热量来自于转子旋转,转子与定子间之间会有黄油,而黄油具有隔热效果,导致这种温度测量方式不能准确反映温度变化情况,并且使得最终的参数拟合不够准确。
发明内容
基于现有技术存在的问题,本发明的目的在于提供一种无源无线粘扣式温升度传感器方法来实现一种高温旋转体温度检测装置及方法。本发明基于自供电温升的电压转换,利用电压频率的压控方法,控制红外线发射,利用红外线变化频率来表示温度变化;基于自供电温升电压转换,用电压色标材料就地标定温升。
在本发明的第一方面,本发明提供了一种高温旋转体温度检测装置,所述装置包括在旋转体上方安装有粘胶层:在所述粘胶层上方设置有发电片,在所述发电片上连接有红外发射器并形成闭合回路,当所述旋转体温度升高时,所述发电片由于温度升高产生电子流动,形成电压差控制所述红外发射器发出红外光;在所述红外发射器的远端连接有红外接收器,所述红外接收器接收红外发射器发出的红外光,通过与所述红外接收器相连接的数据处理模块进行处理,得到旋转体的温度检测结果。
进一步的,所述红外发射器与所述发电片之间所形成的闭合回路中还包括压控振荡器,所述压控振荡器一端连接发电片,另一端连接红外发射器;所述压控振荡器用于筛除所述发电片产生的偶发电压。
进一步的,所述红外发射器与所述发电片之间所形成的闭合回路中还包括色标指示片,所述红外发射器与所述色标指示片并联,所述色标指示片在所述闭合电路中电压或者电流发生变化时产生色变。
在本发明的第二方面,本发明提供了与本发明第一方面对应的一种高温旋转体温度检测方法,所述方法包括:
发电片实时检测旋转体的温度变化情况,若旋转体温度超过预设阈值,发电片发电;
发电后的发电片作为电源控制红外发射器发出红外光;
红外接收器接收所述红外光后,通过数据处理模块对接收到的红外光信号进行处理,得到旋转体的温度检测结果。
进一步的,在发电片发电之前还包括通过压控振荡器对发电片产生的偶发电压筛除。
进一步的,在发电片发电之后还包括利用色标指示片对发电片产生的电压或者电流标定指示,显示出对应的色标。
本发明的有益效果:
本发明采用无源无线的温度检测装置及方法,对于复杂狭小空间的轴杆,滚轮等机构的温升情况能够在线监视,对于复杂机构内部各温升监控点的就地标定,为温度准确检测需求填补了空白,解决了工程难题,能够得到更加准确的温度测量结果。
附图说明
图1是本发明实施例中高温旋转体温度检测装置的部分结构图;
图2是本发明优选实施例中高温旋转体温度检测装置的部分结构图;
图3是本发明更为优选实施例中高温旋转体温度检测装置的部分结构图;
图4是本发明实施例中一种高温旋转体温度检测方法流程图;
图5是本发明优选实施例中一种高温旋转体温度检测方法流程图;
图6是本发明更为优选实施例中一种高温旋转体温度检测方法流程图。
具体实施方式
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、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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。
本发明实施例中考虑到传统的旋转体温度检测技术中由于仿真模型和热传导系数不够准确所导致的测量误差,另外还考虑到对于复杂狭小空间的轴杆,滚轮等机构,在转子里面无法安装有电源,主要是由于在转子高速旋转的情况下,一方面,转子高速旋转会释放大量热量,高温会破坏电源的工作条件,导致电源失效,另一方面,在旋转的情况下,电线容易发生缠绕现象,导致电线破损甚至崩断;还有一方面则是由于高速旋转体周围的电磁场发生变化,也会导致电源电线失效;因此也不能采用有源的红外测温仪对此进行测量,基于上述考虑本发明提出了基于温度变化来控制自发电,自发电的电压可以通过电压色标材料来标定出温升情况;自发电的电压还可以来触发红外发射器工作,令远端的红外接收器接收到红外发射器发出的红外光后,能够由后端的数据处理模块得到温度测量结果。
图1是本发明实施例中高温旋转体温度检测装置的部分结构图,如图1所示,所述高温旋转体温度检测装置至少包括发电片3,所述发电片3安装在粘胶层7上方,所述粘胶层7安装在旋转体8上方;在所述发电片3上连接有红外发射器5,所述发电片3和所述红外发射器5连接成闭合回路;所述发电片3由于温度升高产生电子流动,形成电压差控制所述红外发射器5发出红外光;在所述红外发射器5的远端连接有红外接收器1,所述红外接收器1接收红外发射器5发出的红外光,通过与所述红外接收器1相连接的数据处理模块2进行处理,得到旋转体8的温度检测结果。
图2是本发明优选实施例中高温旋转体温度检测装置的部分结构图,如图2所示,所述高温旋转体温度检测装置至少包括发电片3,所述发电片3安装在粘胶层7上方,所述粘胶层7安装在旋转体8上方;在所述发电片3上连接有红外发射器5,所述发电片3和所述红外发射器5连接成闭合回路;所述红外发射器与所述发电片之间所形成的闭合回路中还包括压控振荡器4,所述压控振荡器4一端连接发电片3,另一端连接红外发射器5;所述压控振荡器5用于筛除所述发电片3产生的偶发电压;所述发电片3由于温度升高产生电子流动,形成电压差控制所述红外发射器5发出红外光;在所述红外发射器5的远端连接有红外接收器1,所述红外接收器1接收红外发射器5发出的红外光,通过与所述红外接收器1相连接的数据处理模块2进行处理,得到旋转体8的温度检测结果。
图3是本发明更为优选实施例中高温旋转体温度检测装置的部分结构图,如图3所示,所述高温旋转体温度检测装置至少包括发电片3,所述发电片3安装在粘胶层7上方,所述粘胶层7安装在旋转体8上方;在所述发电片3上连接有红外发射器5,所述发电片3和所述红外发射器5连接成闭合回路;所述红外发射器与所述发电片之间所形成的闭合回路中还包括压控振荡器4,所述压控振荡器4一端连接发电片3,另一端连接红外发射器5;所述压控振荡器5用于筛除所述发电片3产生的偶发电压;所述红外发射器5与所述发电片3之间所形成的闭合回路中还包括色标指示片6,所述红外发射器5与所述色标指示片6并联,所述色标指示片6在所述闭合电路中电压或者电流发生变化时产生色变。所述发电片3由于温度升高产生电子流动,形成电压差控制所述红外发射器5发出红外光;在所述红外发射器5的远端连接有红外接收器1,所述红外接收器1接收红外发射器5发出的红外光,通过与所述红外接收器1相连接的数据处理模块2进行处理,得到旋转体8的温度检测结果。
可以理解的是,所述色标指示片6也可以单独设计,即可以不需要压控振荡器4、红外发射器5、红外接收器1和数据处理模块2;即直接通过读取所对应的色标所对应的电压即可确定温度变化情况。
在本发明实施例中,所述红外接收器1和所述数据处理模块2设置于所述旋转体8远端,所述红外接收器1和所述数据处理模块2通过一定方式连接;所述发电片3、压控振荡器4、色标指示片5、红外发射器6以及粘胶层7都是设置在旋转体8上。
在本发明实施例中,所述红外接收器11的作用是接收旋转体8(也即受测端、转子装置)的发射信号。所述发电片3是因为温度变化而进行发电装置。所述压控振荡器4是又称调频器,用于调节电压频率。色标指示片5是一种色变材料,电流发生变化时,产生色变,在本发明装置中进行大概判断温升情况。所述红外发射器6可以是一种红外发射灯,当电压频率发生变化时,其红外发射频率也发生变化;所述粘胶层7可以让旋转体8与粘胶层7上方的各个器件实现可拆卸的连接;所述旋转体8在旋转的时候,转子产生涡流,开始发热,因此温度会逐渐上升,也会引起发电片3的温度上升。
在本发明实施例中,所述粘胶层7使用特殊粘连材料使得发电片3与旋转体8温度相同,一般可以采用导热性能好的绝缘材料,例如选择导热胶带。
图4是本发明实施例中一种高温旋转体温度检测方法流程图,如图4所示,所述方法包括:
101、发电片实时检测旋转体的温度变化情况,若旋转体温度超过预设阈值,发电片发电;
旋转体在旋转的时候,转子由于产生涡流,开始发热。发电片检测到温升后,发电片由于温度升高产生电子流动,形成电压差。判断这个温升是否超过预设阈值,如果超过预设阈值,发电片将会形成电压差,从而发电,其中所述预设阈值可以根据本领域技术人员的实际经验进行设置。
102、发电后的发电片作为电源控制红外发射器发出红外光;
其中,在红外发射器上装置有LED红外线灯,发电片的电压越高就会使得LED红外线灯越亮。
103、红外接收器接收所述红外光后,通过数据处理模块对接收到的红外光信号进行处理,得到旋转体的温度检测结果。
其中,红外线发射其频率到远端的红外接收器后,红外接收器将接收到的红外光信号发送给数据处理模块,所述数据处理模块对红外光信号进行数据处理。
在温度发生变化时,电压也会发生改变,将会导致该电压下的红外发射频率也改变,将改变后的红外发射频率通过红外接收器传输到数据处理模块中。在所述数据处理模块中对红外发射频率进行数据分析,一般可以采用现有频率处理方法对红外发射频率信号进行对比,在初始阶段对连续时间段内的红外发射频率信号进行对比,若发现强烈的温升或者温降情况,则将该连续时间段的红外发射频率信号单独截取下来,将该段信号与所述数据处理模块预存的红外发射频率-温度曲线图进行比较;从而得到对应的温度检测结果。
图5是本发明优选实施例中一种高温旋转体温度检测方法流程图,如图5所示,所述方法包括:
201、发电片实时检测旋转体的温度变化情况,若旋转体温度超过预设阈值,发电片发电;
旋转体在旋转的时候,转子由于产生涡流,开始发热。发电片检测到温升后,发电片由于温度升高产生电子流动,形成电压差。判断这个温升是否超过预设阈值,如果超过预设阈值,发电片将会形成电压差,从而发电,其中所述预设阈值可以根据本领域技术人员的实际经验进行设置。
202、通过压控振荡器对发电片产生的偶发电压筛除;
所述压控振荡器对发电片产生的偶发电压进行预判,可以筛除一部分偶发性温度过高,例如瞬时温度过高的情况。
203、处理后的发电片作为电源控制红外发射器发出红外光;
其中,在红外发射器上装置有LED红外线灯,发电片的电压越高就会使得LED红外线灯越亮。
204、红外接收器接收所述红外光后,通过数据处理模块对接收到的红外光信号进行处理,得到旋转体的温度检测结果。
其中,红外线发射其频率到远端的红外接收器后,红外接收器将接收到的红外光信号发送给数据处理模块,所述数据处理模块对红外光信号进行数据处理。
图6是本发明更为优选实施例中一种高温旋转体温度检测方法流程图,如图6所示,所述方法包括:
301、发电片实时检测旋转体的温度变化情况,若旋转体温度超过预设阈值,发电片发电;
旋转体在旋转的时候,转子由于产生涡流,开始发热。发电片检测到温升后,发电片由于温度升高产生电子流动,形成电压差。判断这个温升是否超过预设阈值,如果超过预设阈值,发电片将会形成电压差,从而发电,其中所述预设阈值可以根据本领域技术人员的实际经验进行设置。
302、通过压控振荡器对发电片产生的偶发电压筛除;
所述压控振荡器对发电片产生的偶发电压进行预判,可以筛除一部分偶发性温度过高,例如瞬时温度过高的情况。
303A、利用色标指示片对发电片产生的电压或者电流标定指示,显示出对应的色标。
303B、处理后的发电片作为电源控制红外发射器发出红外光;
其中,在红外发射器上装置有LED红外线灯,发电片的电压越高就会使得LED红外线灯越亮。
303B1、红外接收器接收所述红外光后,通过数据处理模块对接收到的红外光信号进行处理,得到旋转体的温度检测结果。
其中,红外线发射其频率到远端的红外接收器后,红外接收器将接收到的红外光信号发送给数据处理模块,所述数据处理模块对红外光信号进行数据处理。
在本发明实施例中,举个例子,假设某一转子(旋转体)在工作中突然阻塞,发电机还在不断发电,动能全部转化为热能,导致转子温度过高,发电片受热后发生电子转移,形成电流回路,色标指示灯发出可能异常指令,红外发射器发光,温度越高、红外发射器对应的指示灯越亮。红外接收器接收到频率信号并将其发送给数据处理模块进行远端处理。若远端处理结果判断为异常,则切断发动机电源,根据色标指示的提醒位置检修;若无异常,则继续工作。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“外”、“前部”、“中央”、“两端”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。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋转”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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种高温旋转体温度检测装置,其特征在于,所述装置包括在旋转体上方安装有粘胶层:在所述粘胶层上方设置有发电片,在所述发电片上连接有红外发射器并形成闭合回路,当所述旋转体温度升高时,所述发电片由于温度升高产生电子流动,形成电压差控制所述红外发射器发出红外光;在所述红外发射器的远端连接有红外接收器,所述红外接收器接收红外发射器发出的红外光,通过与所述红外接收器相连接的数据处理模块进行处理,得到旋转体的温度检测结果。
2.根据权利要求1所述的一种高温旋转体温度检测装置,其特征在于,所述红外发射器与所述发电片之间所形成的闭合回路中还包括压控振荡器,所述压控振荡器一端连接发电片,另一端连接红外发射器;所述压控振荡器用于筛除所述发电片产生的偶发电压。
3.根据权利要求1或2所述的一种高温旋转体温度检测装置,其特征在于,所述红外发射器与所述发电片之间所形成的闭合回路中还包括色标指示片,所述红外发射器与所述色标指示片并联,所述色标指示片在所述闭合电路中电压或者电流发生变化时产生色变。
4.一种高温旋转体温度检测方法,其特征在于,所述方法包括:
发电片实时检测旋转体的温度变化情况,若旋转体温度超过预设阈值,发电片发电;
发电后的发电片作为电源控制红外发射器发出红外光;
红外接收器接收所述红外光后,通过数据处理模块对接收到的红外光信号进行处理,得到旋转体的温度检测结果。
5.根据权利要求4所述的一种高温旋转体温度检测方法,其特征在于,在发电片发电之前还包括通过压控振荡器对发电片产生的偶发电压筛除。
6.根据权利要求4或5所述的一种高温旋转体温度检测方法,其特征在于,在发电片发电之后还包括利用色标指示片对发电片产生的电压或者电流标定指示,显示出对应的色标。
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