CN202903335U - 开关柜温度红外监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种开关柜温度红外监测系统，它包括红外测温传感器、信号放大电路、微处理器单元、数据显示单元、无线通信模块、现场监测主机、电源电路和远程终端；所述红外测温传感器的输出端与信号放大电路相连，信号放大电路的输出端与微处理器单元相连；微处理器单元还分别与数据显示单元、无线通信模块、现场监测主机相连；本实用新型能够对开关柜温度进行实时监测，在监测设备与监测对象之间实现了电气隔离，保证了监测设备的安全性与可靠性，同时也减少了对监测对象的影响。同时，利用无线通信模块发送温度值及温度异常报警短信，实现了对监测对象的远程监控，减少检修部门的人力物力投入，产生良好的经济效应。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种温度监测系统,尤其是一种开关柜温度红外监测系统。
背景技术
在国民经济高速增长的带动下，我国电力工业目前已进入大电网、大机组、高电压、高自动化的发展时期，各地区电网发展十分迅速。至2006年底，全国电网总装机容量已达8.59亿千瓦，预计在2020年，国家电网公司仅火电装机容量将达14.4亿千瓦。电网规模的增大，担负线路控制、测量、保护、转换工作的设备相应增多，对其可靠性要求也加强。另外，随着开闭所、变电站等场所建设的日益模块化，上述设备例如断路器、熔断器、互感器等均已作为成套设备集成于开关柜中。因而，开关柜在电网中的重要性日渐凸显。
开关柜较高的集成度使得内部电气接点较多，在运行过程中, 机械振动、接点烧蚀等原因可能造成接点处温度升高, 引起接点氧化,使接触电阻进一步增加, 温度进一步上升, 导致接点局部熔融、产生火花甚至电弧放电, 殃及周围绝缘材料, 最终导致电力运行故障。尤其高压开关柜，例如目前配网中常见的10kV高压开关柜，其电压等级高，通流容量大，以上问题更容易产生。而且接点温度的监测较之其他状态参量仍属于“盲点”,因此对高压开关柜内接点进行温度监测, 实现过热报警,是及时发现故障，避免重大事故的有力手段。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种具有远程报警功能的开关柜温度红外监测系统，该系统能感知监测对象瞬时的温度变化，实现对温度的实时监测。
为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种开关柜温度红外监测系统，其特征在于：所述开关柜温度红外监测系统包括红外测温传感器、信号放大电路、微处理器单元、数据显示单元、无线通信模块、现场监测主机、电源电路和远程终端；所述红外测温传感器的输出端与信号放大电路相连，信号放大电路的输出端与微处理器单元相连；微处理器单元还分别与数据显示单元、无线通信模块、现场监测主机相连；
所述电源电路用于为上述各组成部分供电；
所述红外测温传感器包括光学镜头和红外辐射信号处理电路，其中所述光学镜头将红外辐射汇集，所述红外辐射信号处理电路将接收到的红外辐射信号转化为电信号输出；
所述信号放大电路包括多路模拟开关和运算放大器，所述多路模拟开关经微处理器单元控制，分时选择一路电信号通过，进入运算放大器，运算放大器将所接收的电信号放大至可以被微处理器单元采样的水平；
所述微处理器单元将信号放大电路处理过的电信号进行采样，将采样值按转换公式进行运算后得到实际温度值；
所述数据显示单元接收微处理器单元输出的温度值并进行显示；
所述无线通信模块用于接收微处理器单元输出的温度值和报警信息并将其发送至远程终端；
所述现场监测主机用于接收和存储温度数据，并根据温度数据绘制实时温度曲线；
所述开关柜温度红外监测系统的各组成部分除红外测温传感器和远程终端以外，其余部分均封装于铝盒中，置于开关柜外。
进一步，所述数据显示单元采用液晶显示电路。
进一步，所述微处理器单元采用C8051F021单片机。
进一步，所述无线通信模块采用GSM模块。
进一步，所述远程终端采用手机或具有无线接收功能的个人电脑。
本实用新型的有益效果在于：监测设备与监测对象之间实现了电气隔离，保证了监测设备的安全性与可靠性，同时也减少了对监测对象的影响。红外测温传感器响应时间为500ms，响应速度快，能感知监测对象瞬时的温度变化，实现了对温度的实时监测。红外测温传感器制作工艺日趋成熟，可达到较高的测量精度，误差仅为±1%。同时，利用GSM通信模块发送温度值及温度异常报警短信，实现了对监测对象的远程监控，减少检修部门的人力物力投入，产生良好的经济效应。现场监测主机可自动存储温度值，为今后分析提供了数据资源；所绘制的实时温度曲线可及时反映温度的变化趋势，为故障预测提供了条件。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。
本实用新型所述的开关柜温度红外监测系统包括红外测温传感器、信号放大电路、微处理器单元、数据显示单元、无线通信模块、现场监测主机、电源电路和远程终端；所述红外测温传感器的输出端与信号放大电路相连，信号放大电路的输出端与微处理器单元相连；微处理器单元还分别与数据显示单元、无线通信模块、现场监测主机相连。
所述电源电路用于为上述各组成部分供电。
所述红外测温传感器包括光学镜头和红外辐射信号处理电路，其中所述光学镜头将红外辐射汇集，所述红外辐射信号处理电路将接收到的红外辐射信号转化为电信号输出。
所述信号放大电路包括多路模拟开关和运算放大器，所述多路模拟开关经微处理器单元控制，分时选择一路电信号通过，进入运算放大器，运算放大器将所接收的电信号放大至可以被微处理器单元采样的水平。
所述微处理器单元将信号放大电路处理过的电信号进行采样，将采样值按转换公式进行运算后得到实际温度值，在本实施例中，微处理器单元采用C8051F021单片机。
数据显示单元接收微处理器单元输出的温度值并进行显示，在本实用新型中数据显示单元可以采用但不限于液晶显示电路。
无线通信模块用于接收微处理器单元输出的温度值和报警信息并将其发送至远程终端，在本实用新型中无线通信模块可以采用但不限于GSM模块。
所述现场监测主机用于接收和存储温度数据，并根据温度数据绘制实时温度曲线。
所述开关柜温度红外监测系统的各组成部分除红外测温传感器和远程终端以外，其余部分均封装于铝盒中，置于开关柜外。
红外测温传感器安装于开关柜内，正对监测对象，其光学镜头将监测对象辐射出的红外线汇聚于红外辐射信号处理电路。红外辐射信号处理电路将接收到的红外辐射信号转换为线性的4-12mA电流信号输出，分别对应0-500℃的测温范围。
信号放大电路由多路模拟开关和运算放大器组成。多路模拟开关由微处理器单元存储的程序控制，分时使红外测温传感器输出信号轮流进入运算放大器。由于间隔在毫秒级，因此可以认为各通道的信号是同一时刻的。进入运算放大器的信号被放大5倍，达到微处理器单元可以精确采样的水平。
微处理器单元利用自身的采样功能对放大后的信号进行采样，具有12bit采样精度以及100k/s的采样速度。极高的采样速度同样保证了信号间的延时可以忽略。采样后，微处理器单元将采样值根据电压-温度的转换公式进行运算，将采样得到的电压值转换为监测对象的实际温度值。同时，微处理器单元还存储有液晶显示电路、GSM通信模块的控制程序。控制程序将温度值在液晶显示电路进行显示；利用GSM通信模块每小时将温度值向远程终端（例如手机或个人电脑）发送一次，在温度异常的情况下，立即向远程终端发送报警短信。温度异常的判断依据为： 
，T i 现为某一路传感器通道获取的温度值，T e 为环境温度，T max 为允许的最大温升。
现场监测主机利用串口接收微处理器单元传送的温度值。现场监测主机中装载有以Labview为平台编写的监测软件。在运行过程中，监测软件将所接收的温度数据以excel表格的形式保存，并绘制实时温度曲线，曲线可对监测对象的温度变化趋势进行反映。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。
Claims (5)
1.一种开关柜温度红外监测系统，其特征在于：包括红外测温传感器、信号放大电路、微处理器单元、数据显示单元、无线通信模块、现场监测主机、电源电路和远程终端；所述红外测温传感器的输出端与信号放大电路相连，信号放大电路的输出端与微处理器单元相连；微处理器单元还分别与数据显示单元、无线通信模块、现场监测主机相连；所述电源电路用于为上述各组成部分供电；
所述红外测温传感器包括光学镜头和红外辐射信号处理电路，其中所述光学镜头将红外辐射汇集，所述红外辐射信号处理电路将接收到的红外辐射信号转化为电信号输出；
所述信号放大电路包括多路模拟开关和运算放大器，所述多路模拟开关经微处理器单元控制，分时选择一路电信号通过，进入运算放大器，运算放大器将所接收的电信号放大至被微处理器单元采样的水平；
所述微处理器单元将信号放大电路处理过的电信号进行采样，将采样值进行运算后得到实际温度值；
所述数据显示单元接收微处理器单元输出的温度值并进行显示；
所述无线通信模块用于接收微处理器单元输出的温度值和报警信息并将其发送至远程终端；
所述现场监测主机用于接收和存储温度数据，并根据温度数据绘制实时温度曲线。
2.根据权利要求1所述的开关柜温度红外监测系统，其特征在于：所述数据显示单元采用液晶显示电路。
3.根据权利要求1所述的开关柜温度红外监测系统，其特征在于：所述微处理器单元采用C8051F021单片机。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的开关柜温度红外监测系统，其特征在于：所述无线通信模块采用GSM模块。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的开关柜温度红外监测系统，其特征在于：所述远程终端采用手机或具有无线接收功能的个人电脑。
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