CN201117075Y - 无源无线温度传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无源无线温度传感器，其特征在于：它包括U形里壳和U形滑盖，在所述U形里壳内设置有两个内槽，两个内槽并行且分别呈U形形状；一个内槽中设置有线圈，另一个内槽中设置有电路板和传感器，电路板和传感器分别置于U形内槽的两边；在所述滑盖的U形底端设有注胶孔。采用上述技术方案的无源无线温度传感器，具有以下的优点：(1)、无源供电，彻底解决高压强磁环境下监测设备供电难题；(2)、无线通讯，彻底解决高压隔离难题；(3)、直接接触，数据准确及时可靠；(4)、就地和远程的实时监测，集中统一管理；(5)、连续的实时在线监测，无盲点。

Description

无源无线温度传感器

技术领域

本实用新型涉及一种电力设备专用温度监测预警仪，特别是一种在供配电工程中，对高压工频裸电的接触点进行温度测量的无源无线温度传感器装置。

背景技术

高低压开关柜触头、电缆接头、电缆夹层、电缆隧道等在长期运行过程中，因材质老化、接触电阻增大或负荷增加而发热。由于存在高电压、高磁场、高干扰、高危险等因素，加上空间限制，传统手段无法对其准确监测。目前国内一般靠人工巡查，技术手段明显滞后，由此导致连年来火灾和大面积停电事故时有发生。

我国传统的电力设备是以定期进行预防性试验和按一定的周期进行维修，带有很大盲目性，设备有无故障、故障部位、故障程度难以准确把握。另外，由于良好部位的反复拆卸，机械性能往往不理想，甚至低于检修前，而且没有必要的超前维修，带来人力、物力的巨大浪费。

在以往的技术中，有以下缺陷：

(1)贴示温腊片：在导体接触处贴上示温蜡片，如果设备运行后，若发现蜡片有软化、熔化现象，可以粗略判断接触处发热程度

示温腊片这种方法准确度低，可靠性也差，不能用作定量测量。腊片在运行中容易自落，且部分接头不易观察到。

(2)红外巡检：远红外诊断技术是通过吸收红外线辐射能量，测出设备表面的温度及温度场的分布，从而判断设备发热情况。红外测温方法的精度和可靠性受距离、大气背景及物体辐射率等因素影响，且安装受位置限制，灵活性差，也无法适用于针对开关柜内部的断路器触头温升测量。

(3)光纤光栅：以光纤作为感温元件，并以光纤作为信号传输介质。光纤容易因为灰尘、潮湿或凝露产生爬电隐患。光纤网络单点出现故障需要更换整条网络，维护性差。

(4)热成像仪：热成像仪就是依靠接收目标发射的红外线成像的。热成像仪价格昂贵，适合单点监测，不宜大量普及，目前只能被应用于军事上。

发明内容

本实用新型的目的就是能够一种方便的、操作简单的能对高压工频裸电的接触点进行温度测量的传感器。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种无源无线温度传感器，它包括U形里壳和U形滑盖，在所述U形里壳内设置有两个内槽，两个内槽并行且分别呈U形形状；一个内槽中放置设有线圈，另一个内槽中放置设有电路板和传感器，电路板和传感器分别置于U形内槽的两边；在所述滑盖的U形底端设有注胶孔。

在线圈的外侧设有挡板，且挡板在滑盖内部。

在所述里壳中，电路板与传感器的内槽壁上设有传感器放置槽。

所述的电路板为：复位定时模块与相连，单片机与无线发送模块相连，单片机与温度传感模块连接；电源模块与单片机、复位定时模块、无线发送模块、温度传感模块相连。

所述的电源模块为：工频电流感应信号与降压模块相连，降压模块与升压模块相连，升压模块与储能模块相连，储能模块与稳压模块相连；同时，储能模块又通过供电控制模块与稳压模块相连。

采用上述技术方案的无源无线温度传感器，具有以下的优点：

(1)、无源供电，彻底解决高压强磁环境下监测设备供电难题；

(2)、无线通讯，彻底解决高压隔离难题；

(3)、直接接触，数据准确及时可靠；

(4)、就地和远程的实时监测，集中统一管理；

(5)、连续的实时在线监测，无盲点。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构图；

图2为本实用新型的电路原理框图；

图3为本实用新型的电源模块原理框图；

图4为本实用新型的程序流程图。

具体实施方式

如图1所示的本实用新型的整体结构图，它包括U形里壳1和U形滑盖2，其特征在于：在所述U形里壳1内设置有两个内槽，两个内槽并行且分别呈U形形状；一个内槽中放置设有线圈4，另一个内槽中放置设有电路板和传感器，电路板和传感器分别置于U形内槽的两边；在所述滑盖2的U形底端设有注胶孔3。在所述线圈4的外侧设有挡板5，且挡板5在滑盖2内部。在所述里壳1中，电路板与传感器的内槽壁上设有传感器放置槽6。

具体地说，本实用新型整体呈U形结构，同时也可为其他仿U形结构，如C形、半圆形等形状。因此在供配电工程中，可方便地插入母排中，对高压工频裸电的接触点进行温度测量。

在其中一个内槽中，设置有电路板和传感器。当电路板狭长且内槽的高度足够高，则电路板置于一个内槽当中；当电路板较宽时，可将电路板上电容等元器件的突出部分放置于内槽中，此时，电路板将覆盖在挡板5之上。

在传感器放置槽6中放置的传感器，应靠近高压工频裸电的接触点。线圈4外侧的挡板，是为防止线路的短路。同时，也可用绝缘的胶带传绕在线圈4中来替代。

在整体装配完成后，从滑盖2的U形底端的注胶孔3向内部注胶。因为在供配电工程中，所处为高压高温环境，进行胶封之后，能很好地防止高压电窜入，为整个系统提供了很好的安全保障。

工作原理：工频电串过线圈，其感应信号的电压与电流与穿过其中的工频电流成正比。其感应信号电压如果低于5V，则通过升压电路升压，否则，进行降压至5V；其小于5V的感应电压进行升压到13V并存于一大电容中，再通过一个可控稳压芯片而得到稳压直流电源，当升压电路在电容中存储的电压超过8V，则打开稳压芯片；当电容中电压超过8V，并再次下降到3V后，关掉稳压芯片。

如图2所示的本实用新型的电路原理框图，所述的电路板为：复位定时模块与相连，单片机与无线发送模块相连，单片机与温度传感模块连接；电源模块与单片机、复位定时模块、无线发送模块、温度传感模块相连。

电源模块：

实现对整个系统自动供电，并能自动控制开启和关断。通过线圈的工频电流在线圈中产生对应的工频电信号，其电流和电压与线圈中通过的电流成正比，在使用过程中其电压从1～70V。因为电压范围大，电源模块采用了先降压再升压再稳压的方式。其降压模块将1～70V的电压稳定在1～5V范围内，通过升压模块将1～5V的电压升至13V，并存储在电容中，再通过一个可控的稳压芯片将其稳定在指定电压。其控制信号则根据电容中的电压而定：系统供电之后，如果电容中的电压超过8V则起动供电，供电后电压下降低于3V，则停止供电。其原因是刚上电的时候，感应的电很小，其储存的电不足于为整个系统完成检查、转换、发射，因此要其存储的能完成整个过程才开始供电，当供电后，储存的电量有所消耗，但是，直至电压过低之前一直实现供电。

定时复位模块：

目前使用方法占空比可调的方波发生器，其方波的一个信号为复位信号，为单片机提供复位信号，方波的另一个波为延时波，根据实际情况下调整其温度转换和发射周期。

温度传感模块：

将温度信号按一定的关系转换成对应的电信号。

无线发送模块：

按指定的通信协议将转换成的温度信号发送出去。

单片机：

在上电过后，单片机检查各个模块的状态，如果有不正确的则进行修复，在各个模块状态正常的情况下，将温度信号进行转换成所要用的电信号并通过无线电将其发送出去。发送完成之后进入掉电状态，以达到省电和抗干扰的目的。

如图3所示的本实用新型的电源模块原理框图，电源模块为：工频电流感应信号与降压模块相连，降压模块与升压模块相连，升压模块与储能模块相连，储能模块与稳压模块相连；同时，储能模块又通过供电控制模块与稳压模块相连。

降压模块：将电压稳压在1～5V的范围内；

升压模块：将1～5V的电升至13V；

储能模块：将电压为13V的电储存起来；

稳压模块：将3～13V的电稳定定在2.85V；

供电控制模块：根据电容储存的电压自动控制稳压模块的开关。

如图4所示为本实用新型的程序流程图，系统供电后起动后，定时器开始计时，单片机进行检验各个模块，如果有状态出错的则进行修复其状态，如果都正常则进行温度转换并将转换的温度以无线的方式发送出去，

当信息发送出去之后则进入休眠状态，以达到抗干扰和省电的目的。当下定时器时间到，则再次复位。

Claims (5)

1、一种无源无线温度传感器，其特征在于：它包括U形里壳(1)和U形滑盖(2)，在所述U形里壳(1)内设置有两个内槽，两个内槽并行且分别呈U形形状；一个内槽中设置有线圈(4)，另一个内槽中设置有电路板和传感器，电路板和传感器分别置于U形内槽的两边；在所述滑盖(2)的U形底端设有注胶孔(3)。

2、根据权利要求1所述的无源无线温度传感器，其特征在于：在所述线圈(4)的外侧设有挡板(5)，且挡板(5)在滑盖(2)内部。

3、根据权利要求1所述的无源无线温度传感器，其特征在于：在所述里壳(1)中，电路板与传感器的内槽壁上设有传感器放置槽(6)。

4、根据权利要求1所述的无源无线温度传感器，其特征在于：所述的电路板为：复位定时模块与相连，单片机与无线发送模块相连，单片机与温度传感模块连接；电源模块与单片机、复位定时模块、无线发送模块、温度传感模块相连。

5、根据权利要求4所示的无源无线温度传感器，其特征在于：所述的电源模块为：工频电流感应信号与降压模块相连，降压模块与升压模块相连，升压模块与储能模块相连，储能模块与稳压模块相连；同时，储能模块又通过供电控制模块与稳压模块相连。

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