CN113483915A - 一种无线智能测温装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线智能测温装置，用于在线监测高压开关柜柜体内部设备的温度，包括温度传感器、柔性电子标签、读写控制模块和通讯模块，柔性电子标签与温度传感器设于柜体内部，柔性电子标签与温度传感器连接，用于获取温度传感器的测温数据；读写控制模块和通讯模块设于柜体外部，读写控制模块与柔性电子标签连接，用于读取测温数据以及向柔性电子标签写入ID信息，读写控制模块还用于向柔性电子标签所在区域发射射频能量，读写控制模块还与通讯模块连接，用于向远程控制中心发送读取的测温数据，读写控制模块连接有供电电源。应用本发明能够保证测量装置的供电，进而提高装置使用的连续稳定性，同时便于测温数据的传输。

Description

一种无线智能测温装置

技术领域

本发明属于电力设备在线监测装置，尤其涉及一种无线智能测温装置。

背景技术

高压开关柜在长期运行中，容易出现表面氧化、螺栓松动、触点和母排连接处老化等情况，会造成高压开关柜柜内温度过高，可能引起火灾、甚至爆炸的严重事故，进而导致断电风险，因此需要对高压开关柜柜内温度进行在线监测，以及时发现柜内温度的变化，预防温度过热造成起火的状况发生。长期以来，高压开关柜柜内温度比较难精确监测，这是因为柜内主要测温点都具有高电压和强电磁的特点，在将温度传感器安装至柜内被测位置处时，由于不同的待测温位置的安装难度不同，造成部分关键测量点很难安装，如触头、电缆接头和母排等高电压位置。另外，常规的热电偶测温、热电阻测温、半导体温度传感器等测温方式，需要金属导线传输信号，无法解决绝缘性的问题。而如果采用无线测温的方式，不使用金属导线而使用无线信号传输测温数据的话，又会受到高电磁环境的影响。还有，为实现实时在线监测，还需要为测温装置及测温数据的传输装置供电，以保证工作的连续性，在柜内为上述装置设置电源取电较难，而采用感应线圈取电或安装电池的方式可靠性又不够，因此现有技术中针对高压开关柜的测温装置还没有较好的供电方式，测温装置的连续工作稳定性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线智能测温装置，能够有效解决现有技术中针对高压开关柜柜内温度测量时由于受到柜内高电压、高电磁环境的影响造成测温数据难输送以及测量装置难以持续供电的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种无线智能测温装置，用于在线监测高压开关柜柜体内部设备的温度，包括温度传感器、柔性电子标签、读写控制模块和通讯模块，所述柔性电子标签与温度传感器均设于柜体内部，所述柔性电子标签与温度传感器连接，用于获取温度传感器的测温数据；所述读写控制模块和通讯模块均设于柜体外部，所述读写控制模块与柔性电子标签连接，用于读取柔性电子标签获取的测温数据以及向柔性电子标签写入ID信息，并且所述读写控制模块还用于向柔性电子标签所在区域发射射频能量，所述读写控制模块还与通讯模块连接，用于向远程控制中心发送读取的测温数据，所述读写控制模块连接有供电电源。

优选的，所述读写控制模块包括微处理器、频率产生器、第一收发天线和第一存储器，所述微处理器与第一收发天线连接，用于接收测温数据并在需要对柔性电子标签更改ID信息时向柔性电子标签发出新的ID信息，所述微处理器和第一存储器连接，用于将接收到的测温数据存储至第一存储器中，所述第一存储器与通讯模块连接，所述微处理器与频率产生器连接，用于向柔性电子标签所在区域发射射频能量。

优选的，所述读写控制模块还包括调制解调电路，所述调制解调电路连接于微处理器与第一收发天线之间，用于将数据调制为收发信号或将收发信号解调为数据。

优选的，所述柔性电子标签包括标签本体、第二收发天线、第二存储器、控制电路、AC/DC电路和测量电路，所述控制电路、AC/DC电路和测量电路均设在标签本体上，所述测量电路分别与温度传感器及第二存储器连接，用于测量获取温度传感器的测温数据并存储至第二存储器中，所述控制电路分别与第二收发天线及第二存储器连接，用于接收读写控制模块发出的ID信息并写入到第二存储器中，并用于向读写控制模块发出存储在第二存储器内的测温数据，所述AC/DC电路用于感应读写控制模块发射的射频能量，并经稳压电路输出电能为所述柔性电子标签供电。

优选的，所述标签本体为柔性印制电路板，所述控制电路、AC/DC电路和测量电路均在所述标签本体上制成。

优选的，所述柔性电子标签还包括柔性外壳，所述标签本体、控制电路、AC/DC电路、测量电路、第二收发天线和第二存取器均设置在柔性外壳内，所述柔性外壳为绝缘材质。

优选的，所述柔性电子标签呈长条带状，所述温度传感器沿柔性电子标签宽度方向设置，所述温度传感器位于柔性外壳的内部，并且所述温度传感器的测温触点与柔性外壳抵接，所述柔性外壳为导热材质。

优选的，所述柔性电子标签呈长条带状，所述温度传感器沿柔性电子标签宽度方向设置，所述温度传感器的测温触点位于柔性外壳外部。

优选的，所述柔性电子标签两侧设有粘接段，所述柔性电子标签通过粘接段固定安装在柜体内表面或柜体内的设备上。

优选的，所述读写控制模块至少对应设有一条柔性电子标签。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明中的读写控制模块本身连接有供电电源，供电稳定、可靠性高，并且由于读写控制模块位于高压开关柜柜体之外，为其安装供电电源简便，不会受到高电压环境的干扰。利用射频识别技术，本发明中由读写控制模块向柔性电子标签所在区域发射射频能量，柔性电子标签可由该射频能量提供电能实现不间断实时在线监测。

本发明中柔性电子标签与温度传感器连接，通过温度传感器获取测量到柜体内设备的测温数据，同时利用射频识别技术将该测温数据传送至读写控制模块，再由读写控制模块通过通讯模块将测温数据发送至远程控制中心，由于读写控制模块位于柜体外，其与通讯模块之间的连接可以不受高电压及高电磁环境的影响，这样就不会影响测温数据的传输。而由于读写控制模块本身外接供电电源，其无需担心能量问题，因此可以适应高频段通信，能够在高压开关柜柜内高电磁的环境下与柔性电子标签实现高质量通信，也不会影响测温数据的传输。

另外，柔性电子标签可以利用自身的柔性实现方便地在柜内设备上的安装，降低测温装置的安装难度。

附图说明

图1实施例一提供的一种无线智能测温装置安装在高压开关柜上的示意图；

图2实施例一中读写控制模块的结构示意图；

图3实施例一中柔性电子标签的结构示意图；

图4实施例一中柔性电子标签的剖视图；

图5实施例二中柔性电子标签的剖视图。

其中，1.温度传感器，10.测温触点，2.柔性电子标签，20.标签本体，21.第二收发天线，22.第二存储器，23.控制电路，24.AC/DC电路，25.测量电路，26.柔性外壳，27.粘接段，3.读写控制模块，30.微处理器，31.第一收发天线，32.第一存储器，320.通讯接口，33.频率产生器，34.调制解调电路，4.通讯模块，5.柜体，6.远程控制中心。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

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”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。

本发明中，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。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，也可以是电连接或彼此可通讯；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。另外，本发明中“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。

实施例一：如图1至图3所示，本实施例提供的一种无线智能测温装置，用于在线监测高压开关柜的柜体5内部设备的温度，包括温度传感器1、柔性电子标签2、读写控制模块3和通讯模块4，其中柔性电子标签2与温度传感器1均设于柜体5内部，柔性电子标签2与温度传感器1连接，用于获取温度传感器1的测温数据，这样柔性电子标签2可以利用自身的柔性实现方便地在柜体5内设备上的安装，降低测温装置的安装难度。而读写控制模块3和通讯模块4均设于柜体5外部，读写控制模块3与柔性电子标签2连接，具体到本实施例中，是利用射频识别技术取得信号连接，用于读取柔性电子标签2获取的测温数据以及向柔性电子标签2写入ID信息，并且读写控制模块3还用于向柔性电子标签2所在区域发射射频能量，读写控制模块3还与通讯模块4连接，用于向远程控制中心6发送读取的测温数据，读写控制模块3连接有供电电源。由于读写控制模块3本身连接有供电电源，因此其供电稳定、可靠性高，并且由于读写控制模块3位于高压开关柜柜体5之外，为其安装供电电源简便，不会受到高电压环境的干扰。利用射频识别技术，本实施例中由读写控制模块3向柔性电子标签2所在区域发射射频能量，柔性电子标签2可由该射频能量提供电能实现不间断实时在线监测。柔性电子标签2与温度传感器1连接，通过温度传感器1获取测量到柜体5内设备的测温数据，同时利用射频识别技术将该测温数据传送至读写控制模块3，再由读写控制模块3通过通讯模块4将测温数据发送至远程控制中心6，由于读写控制模块3位于柜体5外，其与通讯模块4之间的连接可以不受高电压及高电磁环境的影响，这样就不会影响测温数据的传输。而由于读写控制模块3本身外接供电电源，其无需担心能量问题，因此可以适应高频段通信，能够在高压开关柜柜内高电磁的环境下与柔性电子标签2实现高质量通信，也不会影响测温数据的传输。其中，由于读写控制模块3还可以向柔性电子标签2写入ID信息，这样可以针对不同的柔性电子标签2写入不同的ID信息，便于识别，进一步的，当增加新的测温位置或者增设高压开关柜后，相应的在新增柔性电子标签2时便于写入便于识别的ID信息，其扩展性非常好，能够适应工程上的不确定性，便于推广。

本实施例中的读写控制模块3包括微处理器30、频率产生器33、第一收发天线31和第一存储器32，微处理器30与第一收发天线31连接，用于接收测温数据并在需要对柔性电子标签2更改ID信息时向柔性电子标签2发出新的ID信息，微处理器30和第一存储器32连接，用于将接收到的测温数据存储至第一存储器32中，第一存储器32与通讯模块4连接，微处理器30与频率产生器33连接，用于向柔性电子标签2所在区域发射射频能量。本实施例中还在读写控制模块3上设有通讯接口320，其中第一存储器32通过通讯接口320与通讯模块4采用导线连接，这样能够保证数据传输的稳定性与准确性。进一步的，读写控制模块3还包括调制解调电路34，调制解调电路34连接于微处理器30与第一收发天线31之间，用于将数据调制为收发信号或将收发信号解调为数据。

本实施例中的柔性电子标签2包括标签本体20、第二收发天线21、第二存储器22、控制电路23、AC/DC电路24和测量电路25，控制电路23、AC/DC电路24和测量电路25均设在标签本体20上，测量电路25分别与温度传感器1及第二存储器22连接，用于测量获取温度传感器1的测温数据并存储至第二存储器22中，控制电路23分别与第二收发天线21及第二存储器22连接，用于接收读写控制模块3发出的ID信息并写入到第二存储器22中，并用于向读写控制模块3发出存储在第二存储器22内的测温数据，AC/DC电路24用于感应读写控制模块3发射的射频能量，并经稳压电路输出电能为柔性电子标签2供电。其中，标签本体20为柔性印制电路板，控制电路23、AC/DC电路24和测量电路25均在标签本体20上制成。

结合图4所示，本实施例中柔性电子标签2还包括柔性外壳26，标签本体20、控制电路23、AC/DC电路24、测量电路25、第二收发天线21和第二存取器均设置在柔性外壳26内，柔性外壳26为绝缘材质。为便于柔性电子标签2安装，本实施例中将柔性电子标签2设计为长条带状，并且将温度传感器1沿柔性电子标签2宽度方向设置，这样在安装柔性电子标签2时不会受到温度传感器1的影响。本实施例中温度传感器1位于柔性外壳26的内部，并且温度传感器1的测温触点10与柔性外壳26抵接，柔性外壳26为导热材质，这样温度传感器1测量柔性外壳26的温度即可，能够保证绝缘性，方便安装操作，同时由于柔性外壳26导热，测量的准确度高。

本实施例中还在柔性电子标签2两侧设有粘接段27，柔性电子标签2通过粘接段27固定安装在柜体5内表面或柜体5内的设备上。一方面粘接操作非常方便，另一方面设置粘接段27便于根据设备形状及尺寸进行裁剪，以得到长度适宜的粘接段27，进一步提高安装的便捷性。

该读写控制模块3至少对应设有一条柔性电子标签2，具体到本实施例中，该读写控制模块3对应设有三条柔性电子标签2。

应用本实施例提供的该无线智能测温装置对高压开关柜柜内温度进行测量的工作原理说明如下：将内部设有温度传感器1的柔性电子标签2安装在待测位置，本实施例中设有三条柔性电子标签2，分别对母排、触头和柜体5内壁三个位置进行测温，设于柜体5外部的读写控制模块3通过不同的ID信息识别相应的柔性电子标签2。当向母排或触头上安装柔性电子标签2时，可以利用柔性电子标签2本身易卷绕的特性，缠绕在母排或触头上，再利用粘接段27粘接固定，这样对于高电压的待测位置来说安装非常方便，而且由于柔性外壳26的绝缘性，能够有效保证安装过程中操作人员的安全以及设备的安全。而向柜体5内壁安装时，仅需要将柔性电子标签2粘贴在柜体5内壁上即可。

开始工作后，读写控制模块3内的频率产生器33震荡产生并向柔性电子标签2所在区域内发射射频能量，需要说明的是，由于读写控制模块3本身连接有外部供电电源，无需担心供电问题，因此读写控制模块3的射频能量能够辐射到近百米的区域范围内。柔性电子标签2内部的AC/DC电路24能够利用射频能量经稳压电路输出为柔性电子标签2提供电能，在此基础上，测量电路25通过读取获得温度传感器1测量得到的温度数据，并将该测温数据传输至第二存储器22中。之后控制电路23通过第二收发天线21将存储在第二存储器22内的测温数据以及ID信息实时传输至读写控制模块3。读写控制模块3中的微处理器30通过第一收发天线31获取上述测温数据以及ID信息，通过该ID信息可以明确是对应的哪一台高压开关柜以及柜内哪个被测位置的测温数据，并将该测温数据保存至第一存储器32中。再通过通讯模块4将该测温数据以及对应的ID信息传输至远程控制中心6，供工作人员查看。

实施例二：本实施例也提供了一种无线智能测温装置，如图5所示，本实施例与上述实施例的区别在于，本实施例中温度传感器1的测温触点10位于柔性外壳26外部。将测温触点10设在柔性外壳26的外部，使测温触点10直接与被测位置接触，能够有效提高测温的准确性，本实施例提供的该测温装置中的柔性电子标签2适宜安装在柜体5内壁上，也即无高电压的待测位置上，能够获得更加精准的测温数据。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (10)

1.一种无线智能测温装置，用于在线监测高压开关柜柜体内部设备的温度，其特征在于：包括温度传感器(1)、柔性电子标签(2)、读写控制模块(3)和通讯模块(4)，所述柔性电子标签(2)与温度传感器(1)均设于柜体内部，所述柔性电子标签(2)与温度传感器(1)连接，用于获取温度传感器(1)的测温数据；

所述读写控制模块(3)和通讯模块(4)均设于柜体外部，所述读写控制模块(3)与柔性电子标签(2)连接，用于读取柔性电子标签(2)获取的测温数据以及向柔性电子标签(2)写入ID信息，并且所述读写控制模块(3)还用于向柔性电子标签(2)所在区域发射射频能量，所述读写控制模块(3)还与通讯模块(4)连接，用于向远程控制中心发送读取的测温数据，所述读写控制模块(3)连接有供电电源。

2.如权利要求1所述的一种无线智能测温装置，其特征在于：所述读写控制模块(3)包括微处理器(30)、频率产生器(33)、第一收发天线(31)和第一存储器(32)，所述微处理器(30)与第一收发天线(31)连接，用于接收测温数据并在需要对柔性电子标签(2)更改ID信息时向柔性电子标签(2)发出新的ID信息，所述微处理器(30)和第一存储器(32)连接，用于将接收到的测温数据存储至第一存储器(32)中，所述第一存储器(32)与通讯模块(4)连接，所述微处理器(30)与频率产生器(33)连接，用于向柔性电子标签(2)所在区域发射射频能量。

3.如权利要求2所述的一种无线智能测温装置，其特征在于：所述读写控制模块(3)还包括调制解调电路(34)，所述调制解调电路(34)连接于微处理器(30)与第一收发天线(31)之间，用于将数据调制为收发信号或将收发信号解调为数据。

4.如权利要求2所述的一种无线智能测温装置，其特征在于：所述柔性电子标签(2)包括标签本体(20)、第二收发天线(21)、第二存储器(22)、控制电路(23)、AC/DC电路(24)和测量电路(25)，所述控制电路(23)、AC/DC电路(24)和测量电路(25)均设在标签本体(20)上；

所述测量电路(25)分别与温度传感器(1)及第二存储器(22)连接，用于测量获取温度传感器(1)的测温数据并存储至第二存储器(22)中，所述控制电路(23)分别与第二收发天线(21)及第二存储器(22)连接，用于接收读写控制模块(3)发出的ID信息并写入到第二存储器(22)中，并用于向读写控制模块(3)发出存储在第二存储器(22)内的测温数据，所述AC/DC电路(24)用于感应读写控制模块(3)发射的射频能量，并经稳压电路输出电能为所述柔性电子标签(2)供电。

5.如权利要求4所述的一种无线智能测温装置，其特征在于：所述标签本体(20)为柔性印制电路板，所述控制电路(23)、AC/DC电路(24)和测量电路(25)均在所述标签本体(20)上制成。

6.如权利要求4所述的一种无线智能测温装置，其特征在于：所述柔性电子标签(2)还包括柔性外壳(26)，所述标签本体(20)、控制电路(23)、AC/DC电路(24)、测量电路(25)、第二收发天线(21)和第二存取器均设置在柔性外壳(26)内，所述柔性外壳(26)为绝缘材质。

7.如权利要求6所述的一种无线智能测温装置，其特征在于：所述柔性电子标签(2)呈长条带状，所述温度传感器(1)沿柔性电子标签(2)宽度方向设置，所述温度传感器(1)位于柔性外壳(26)的内部，并且所述温度传感器(1)的测温触点(10)与柔性外壳(26)抵接，所述柔性外壳(26)为导热材质。

8.如权利要求6所述的一种无线智能测温装置，其特征在于：所述柔性电子标签(2)呈长条带状，所述温度传感器(1)沿柔性电子标签(2)宽度方向设置，所述温度传感器(1)的测温触点(10)位于柔性外壳(26)外部。

9.如权利要求1所述的一种无线智能测温装置，其特征在于：所述柔性电子标签(2)两侧设有粘接段(27)，所述柔性电子标签(2)通过粘接段(27)固定安装在柜体内表面或柜体内的设备上。

10.如权利要求1所述的一种无线智能测温装置，其特征在于：所述读写控制模块(3)至少对应设有一条柔性电子标签(2)。

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