CN202661191U - 高压隔离开关触头无线测温传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高压隔离开关触头无线测温传感器，其特征在于：高能电池通过电源线给测温系统供电，数字温度传感器TMP112通过I2C总线与微控制器两端口（双向连接，无线收发电路通过芯片NRF905的SPI总线接口与微控制器四线（双向连接，天线通过阻抗匹配电路与无线收发芯片NRF905连接，微控制器与无线收发电路外侧采用铜壳屏蔽。其电源通过高能锂电池与超级电容器相结合的方式，能适应户外恶劣的使用环境；超低能耗设计，抗强电场干扰能力强。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高压隔离开关触头无线测温传感器，属于一种测温传感器，应用于变电站高压隔离开关触头的温度在线监测。
背景技术
变电站高压隔离开关长时间分合闸操作，触头接触点会出现松懈、不良的情况，流过较大电流时出现触头发热，严重时损坏开关触头，造成拉弧及过电压，不利于设备的安全运行。由于开关安装在户外且位置离地面较高，传统的监测方法是利用红外测温设备，定期对开关触头温度变化进行测试，这种方法不能及时掌握开关触头的工作状态，且受环境、天气等因素的制约。运行中的开关设备，触头的温度能够直接反映开关的优劣状态，对其进行温度实时在线监测并及时采取技术措施有利于设备的安全运行。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种高压隔离开关触头无线测温传感器，其电源通过高能锂电池与超级电容器相结合的方式，能适应户外恶劣的使用环境；超低能耗设计，抗强电场干扰能力强。
本实用新型的技术方案是这样实现的：高压隔离开关触头无线测温传感器，由微控制器、无线收发电路、天线、高能电池、数字温度传感器、铜壳屏蔽组成,其特征在于：高能电池通过电源线给测温系统供电，数字温度传感器TMP112引脚1：SCL和引脚6： SDA通过I2C总线与微控制器两端口引脚3：SCL和引脚11：SDA双向连接，无线收发电路通过芯片NRF905的SPI总线接口引脚11：MOSI、引脚12：SCK、引脚13：CSN和引脚10：MISO与微控制器四线引脚8：MOSI、引脚9：SCK、引脚10：CSN和引脚20：MISO双向连接，天线通过阻抗匹配电路与无线收发芯片NRF905引脚19：ANT1和引脚20：ANT2连接，微控制器与无线收发电路外侧采用铜壳屏蔽。
本实用新型的积极效果是其电源通过高能锂电池与超级电容器相结合的方式，能适应户外恶劣的使用环境；超低能耗设计，抗强电场干扰能力强。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理图。
图2为本实用新型的结构关系框图。
图3为本实用新型的数字温度传感器引脚图。
图4为本实用新型的无线收发芯片电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明：如图1、2所示，高压隔离开关触头无线测温传感器，由微控制器、无线收发电路、天线、高能电池、数字温度传感器、铜壳屏蔽组成,其特征在于：高能电池通过电源线给测温系统供电，数字温度传感器TMP112引脚1：SCL和引脚6： SDA通过I2C总线与微控制器两端口引脚3：SCL和引脚11：SDA双向连接，无线收发电路通过芯片NRF905的SPI总线接口引脚11：MOSI、引脚12：SCK、引脚13：CSN和引脚10：MISO与微控制器四线引脚8：MOSI、引脚9：SCK、引脚10：CSN和引脚20：MISO双向连接，天线通过阻抗匹配电路与无线收发芯片NRF905引脚19：ANT1和引脚20：ANT2连接，微控制器与无线收发电路外侧采用铜壳屏蔽。
传感器电源采用高能锂电池与超级电容组合的方案，高能锂电池选用进口以色列电池，能够适应户外恶劣的使用环境，温度范围-55—+150度，传感器采用超低功耗设计，并且温度不变化时传感器不发送数据，限制电能损耗，电池寿命在8年左右，超级电容主要考虑通讯电路收发瞬间大电流的问题。温度感应采用铜制感温体的形式，感应的温度送微处理器进行数据处理，数据通过无线收发电路（NRF905）与外部进行数据交换。传感器使用环境为高电压强磁场，所有电路地点与金属固定板保持等电位，微处理器与无线收发电路NRF905采用独立屏蔽罩，保证电路正常工作，不受强电场干扰。
如图4所示，无线收发芯片采用NRF905，是一款收发一体化的无线接收芯片,工作电压为1.9-3.6V，工作于433/868/915MHz三个频道(免费使用),带有调制器和解调器,发送时可以自动数据打包,接收时可以自动地址匹配、自动CRC校验，发送和接收完毕后，其DR引脚会自动设置为高电平，以表示发送或接收完毕，NRF905提供一个SPI接口连接微控制器MSP430F2131, 通讯速度由微控制器MSP430F2131自己决定, 因此编程非常方便。其功耗非常低, 以-10dBm的输出功率发射时电流只有9mA,在接收模式时电流为12.5 mA,掉电状态电流仅为2.5uA。NRF905共有4种工作模式,分别为掉电和SPI编程模式、待机和SPI编程模式、接收模式、发送模式。其工作模式由控制3个引脚TRE_CE、TX_EN和PWR_UP的高度电平决定。
微控制器采用TI公司的MSP430系列单片机MSP430F2131。MSP430F2131的工作电压为1.8-3.6V，正常工作时电流为200uA左右，在休眠条件下工作的电流仅为0.7uA，在电池供电的超低功耗应用中具有独特的优势。
温度传感器采用TI公司的I2C总线型数字温度传感器TMP112，TMP112在微控制器的控制下，将高压开关触头的温度转换为12位的数字量，微控制器读取温度数据并进行信号处理，TMP112的测量范围为-40~+125oC，精度为0.0625oC。图3所示为TMP112的引脚及说明。
通过数字测温传感器，测量隔离开关触头温度，送微控制器MSP430F2131进行数据处理，并将测得的数据传送到高压开关温度监测数据采集中继器，传感器外壳直接接触带电体，与开关触头为等电位。
Claims (1)
1.高压隔离开关触头无线测温传感器，由微控制器、无线收发电路、天线、高能电池、数字温度传感器、铜壳屏蔽组成,其特征在于：高能电池通过电源线给测温系统供电，数字温度传感器TMP112引脚1：SCL和引脚6： SDA通过I2C总线与微控制器两端口引脚3：SCL和引脚11：SDA双向连接，无线收发电路通过芯片NRF905的SPI总线接口引脚11：MOSI、引脚12：SCK、引脚13：CSN和引脚10：MISO与微控制器四线引脚8：MOSI、引脚9：SCK、引脚10：CSN和引脚20：MISO双向连接，天线通过阻抗匹配电路与无线收发芯片NRF905引脚19：ANT1和引脚20：ANT2连接，微控制器与无线收发电路外侧采用铜壳屏蔽。
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| CN201220170112.8U CN202661191U (zh) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | 高压隔离开关触头无线测温传感器 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107907242A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-04-13 | 河海大学 | 一种高压母线连接点无源非接触式测温装置 |
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2012
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|---|---|---|---|---|
| CN107907242A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-04-13 | 河海大学 | 一种高压母线连接点无源非接触式测温装置 |
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Legal Events
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130109 Termination date: 20130420 |