CN205445597U - 智能双频无线防爆温度表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了智能双频无线防爆温度表，它包括温度表，在所述温度表内设置有电路板，所述电路板上设置有双无线子系统、外部处理器及测温探头，所述双无线子系统连接外部处理器，所述外部处理器连接测温探头；测温探头内设置有温度传感器，温度传感器的测温探杆的下端与管道相连接，且测温探杆的上端设置在温度表上；采用先进的温度传感器和适应海上环境的特殊材料及完善的结构设计，创新的采用了一系列数字信号处理技术，实时性和节能性相结合，并基于可靠的无线通信空中协议而设计，有效确保无线通讯的可靠性，克服了传统模拟方式和传统无线抄表的弊端，实为一种新型的性能完善的海上设备温度在线监测设备。

Description

智能双频无线防爆温度表

技术领域

本实用新型涉及油井温度在线监测技术领域，具体的说，是智能双频无线防爆温度表。

背景技术

高压电气设备是电力应用的主要设备之一，但由于特殊的结构和使用环境关系，应用安全和管理成本都很大。对设备的安全也提出了更高的要求。高压电气设备是电力电网的核心设备之一，触头，接头，刀闸的温度是电气设备状态的重要参数。对设备安全和生产安全具有重要意义。对其进行连续不间断的在线温度监测，为高压电气设备安全稳定的生产提供有力的保证。高压电气设备是一个非常特殊的环境，所有设备在气候恶劣，高危险的环境中高强度持续运行，建立一套智能化无人(或少人)监测系统,实时掌握其关键运行参数，是非常必要的。

过去,高压电气设备的管理大多都采用模拟仪表，加人工巡检的方式,手动抄表管理。随着技术的发展,逐步有采用数字仪表和有线组网进行在线监测。简单人工巡检存在认为疏漏和客观不可达的问题；有线方式施工困难；近年来，无线抄表的应用也得到广泛的应用。但由于高压电气设备环境特殊，要求较高。传统的数字仪表和无线抄表都不能完全满足高压电气设备的使用要求。设备通讯不可靠，不能完全实时监测，温度数据延迟，使用寿命短等问题依然存在。这些方式的适应性和可推广性都不强。不能有效提高管理水平。

实用新型内容

本实用新型的目的在于设计出智能双频无线防爆温度表，采用先进的温度传感器和适应海上环境的特殊材料及完善的结构设计，创新的采用了一系列数字信号处理技术，实时性和节能性相结合，并基于可靠的无线通信空中协议而设计，有效确保无线通讯的可靠性，克服了传统模拟方式和传统无线抄表的弊端，实为一种新型的性能完善的海上设备温度在线监测设备。

本实用新型通过下述技术方案实现：智能双频无线防爆温度表，它包括温度表，在所述温度表内设置有电路板，所述电路板上设置有双无线子系统、外部处理器及测温探头，所述双无线子系统连接外部处理器，所述外部处理器连接测温探头。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置方式：所述测温探头内设置有温度传感器，所述温度传感器的测温探杆的下端与管道相连接，且测温探杆的上端设置在温度表上；所述温度传感器采用高精度温度传感器。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置方式：所述外部处理器内设置有数字基带电路、MCU处理器、智能电源管理电路及数字采样电路，所述数字采样电路与测温探头相连接，所述数字基带电路连接MCU处理器，所述智能电源管理电路连接MCU处理器，所述MCU处理器分别与数字采样电路和双无线子系统相连接。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置方式：所述双无线子系统内设置有433MHz无线子系统，所述433MHz无线子系统内设置有依次连接的第一天线系统、第一收发开关、第一噪声处理电路及第一载波调制电路，在第一载波调制电路上还连接有第一信道控制电路和第一信号源，所述第一载波调制电路连接MCU处理器。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置方式：所述双无线子系统内还设置有2.4G无线子系统，所述2.4G无线子系统内设置有依次连接的第二天线系统、第二收发开关、第二噪声处理电路及第二载波调制电路，在第二载波调制电路上还连接有第二信道控制电路和第二信号源，所述第二载波调制电路连接MCU处理器。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置方式：所述温度表通过阀门与管道连接，所述测温探杆贯穿阀门与管道连接。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置方式：所述温度表包括用于封装电路板的表壳，在表壳的一端设置有用于给电路板供电的电池，所述电路板通过螺栓固定在表壳的另一端，在所述表壳的两端分别设置有前端盖和后端盖，在所述表壳上还设置有天线，所述天线电气连接双无线子系统。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置方式：所述表壳采用防爆铝壳，所述前端盖和后端盖具有防爆功能的端盖。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型采用先进的温度传感器和适应海上环境的特殊材料及完善的结构设计，创新的采用了一系列数字信号处理技术，实时性和节能性相结合，并基于可靠的无线通信空中协议而设计，有效确保无线通讯的可靠性，克服了传统模拟方式和传统无线抄表的弊端，实为一种新型的性能完善的海上设备温度在线监测设备。

（2）本实用新型采用了区别于传统指针仪表和数字仪表的方式，用新型的测温探头和创新数字信号处理技术，采用DSSS数字无线通讯方式，使整个设备具有安全可靠、实时高精度、温度表与数据中心无线连接等特点，用更加经济实效的方法实现温度在线测温；克服了过去在线温度监测装置需要人工抄表，需要复杂的布线施工，数据实时性差，温度数据变化延迟大，高耗电导致电池寿命短等问题。

（3）本实用新型采用双频无线通讯技术，具有两套相对独立的无线通讯系统，温度表数据可选择性由某一个无线通道传输，也可同时由双通道传输，实现通讯冗余，可大大改善数据传输的可靠性，大大提高设备的应用适应性，尤其适用于某些电磁环境较为复杂的环境。

（4）本实用新型具有基本的温度测试功能外，还具有可靠的无线通讯能力，也使得耗电量控制在很小的范围，电池寿命显著提高，智能电量管理提供维护参考，严格的选材和工艺设计让设备适合在特殊环境长期稳定工作。

（5）本实用新型采用DSSS无线数据通讯技术，有效解决了现场仪表和数据中心之间的不布线数据通讯问题。

（6）本实用新型有效结合智能数字化和实时监测技术，区别与传统的周期性数据更新方式，本实用新型采用周期性数据更新和实时数据相结合的方式，在正常的温度范围内，数据周期性更新，使用时，当数据变化达到或者超过某一设定幅度时，温度值将第一时间发送回数据中心并更改更新周期；通过智能检测和创新的数字处理技术实现两者的结合和节能的统一，以此达到实时在线监测和节约电池能量的目的。

附图说明

图1为本实用新型与后台管理中心连接结构图。

图2为本实用新型所述电路板的原理框图。

图3为本实用新型所述温度表分解组装示意图。

其中，1-表壳，2-测温探杆，3-天线，4-电路板，5-螺栓，6-前端盖，7电池，8-后端盖，9-标签，10-温度表，11-阀门，12-管道。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

DSSS无线通讯技术为一种优越的无线数据调制方式和数据管理方式，用最小的无线占用带宽实现较大的数据量传输，节约了频率资源。伪随机码数据可在低信噪比情况下有效提取有用信号，用最低的功耗实现最远距离的传输，大大改善了多径传输带来的信号衰落问题。具有良好的数据同步和校验能力，大大提高了无线数据通讯的可靠信。

实施例1：

本实用新型提出了智能双频无线防爆温度表，如图1、图2、图3所示，它包括温度表10，在所述温度表10内设置有电路板4，所述电路板4上设置有双无线子系统、外部处理器及测温探头，所述双无线子系统连接外部处理器，所述外部处理器连接测温探头；所述温度表10通过无线通讯信号与后台管理中心相连接，所述后台管理中心实现无线数据接收、数据处理、显示等操作。

本实用新型是建立两套无线通讯子系统（即双无线子系统），每套子系统包含完全独立载波信号源，调制解调，收发通道处理及电源控制子模块，两套子系统互不相干。两套无线通讯子系统独立完成传感器（测温探头）数据的通讯任务，可以同时使用，也可以分时，单独使用。传感器单元（测温探头）通过温敏元件（温度传感器）采集温度信号的变化，转化成微压信号，由外部处理器处理成协议规定的数字信号。

本实用新型采用低功耗设计技术，突破了传统标准变送器的设计模式；本实用新型以严格的低功耗管理技术支撑；采用了低功耗传感器，该传感器具有低电流工作和更敏感的动态变化感应能力；采用了高分辨率的数字采样器件，以感应数据的微弱变化；另外双无线子系统，智能检测及控制方面，通过创新的处理方式精准电源管理机制实现低功耗管理。

实施例2：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置方式：所述测温探头内设置有温度传感器，所述温度传感器的测温探杆2的下端与管道12相连接，且测温探杆2的上端设置在温度表10上；设计一种可以灵活调整表头方向又能紧固安装的结构，设有一个带有密封面的测温探杆、一个空心螺丝及表头；测温探杆穿过空心螺丝直接固定在温度表上，形成一个完成的整体；空心螺丝可以上下滑动，在安装时先调整好温度表方向不动，然后再紧固空心螺丝，压紧密封面，即将温度表很好的固定。

实施例3：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置方式：所述外部处理器内设置有数字基带电路、MCU处理器、智能电源管理电路及数字采样电路，所述数字采样电路与测温探头相连接，所述数字基带电路连接MCU处理器，所述智能电源管理电路连接MCU处理器，所述MCU处理器分别与数字采样电路和双无线子系统相连接；MCU处理器部分负责传感器数据采集和处理，并控制通讯子系统的工作。

实施例4：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置方式：所述双无线子系统内设置有433MHz无线子系统，所述433MHz无线子系统内设置有依次连接的第一天线系统、第一收发开关、第一噪声处理电路及第一载波调制电路，在第一载波调制电路上还连接有第一信道控制电路和第一信号源，所述第一载波调制电路连接MCU处理器。

实施例5：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置方式：所述双无线子系统内还设置有2.4G无线子系统，所述2.4G无线子系统内设置有依次连接的第二天线系统、第二收发开关、第二噪声处理电路及第二载波调制电路，在第二载波调制电路上还连接有第二信道控制电路和第二信号源，所述第二载波调制电路连接MCU处理器。

实施例6：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置方式：所述温度表10通过阀门11与管道12连接，所述测温探杆2贯穿阀门11与管道12连接。

实施例7：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置方式：所述温度表9包括用于封装电路板4的表壳1，在表壳1的一端设置有用于给电路板4供电的电池7，所述电路板4通过螺栓5固定在表壳1的另一端，在所述表壳1的两端分别设置有前端盖6和后端盖8，在所述表壳1上还设置有天线3，所述天线3电气连接双无线子系统；在所述表壳1上还设置有标签9。

本实用新型采用电池管理及低电量报警技术，本实用新型以无线方式传输数据，没有外接电源；所述电池7采用高能锂电池，为本实用新型提供能量的是一种特殊的高能锂电池，结合微功率设计技术和电池本身的优良性能，电池寿命可达2~3年，但电池7是否正常工作，是设备正常运行的关键，为了使温度表设备不因电池7的提前实效而意外停机，造成数据丢失，该温度表对电池7进行了精确的测量和管理，电池7电量下降到一定程度时，将自动报警，提示更换。

实施例8：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置方式：所述表壳1采用防爆铝壳，所述前端盖6和后端盖8具有防爆功能的端盖；本实用新型整机按特殊环境的防爆防腐和高耐压要求综合结构设计，设备采用低电压，低电流控制，决不产生火花；主机外壳，采用IP65级防爆铝壳；所有电路由电子胶密封，所有配件连接均以螺纹旋钮方式并以O形圈密封，达到良好的密封效果；设备本身具有本安型防爆能力，再以高标准防爆防腐外壳实现隔爆；能够很好的满足油气开采环境的防爆要求和潮耐腐要求。。

本实用新型可应用于密封的管道液体或者气体温度监测，能够承受高温高温度。本实用新型是由温度传感器，外部处理器（数据采样及数据处理子系统，电源管理及中央处理器系统），双频无线子系统，防爆防腐外壳，可调整表头方向的测温探杆等组成。温度传感器的模拟信号，以三线制信号传输给外部处理器，外部处理器经过信号转换，数字采样和数据基带处理，再进行数字显示和无线数字调制，由双频无线子系统将数据发送到制定的后台管理中心内的数据采集设备。采用高精度的数字采样电路和高速处理器（MCU处理器）。智能电源管理电路及MCU处理器是实现低功耗管理和使各个部分有机协调工作的大脑。采用32位高速AMR作为MCU处理器。双频无线子系统是实现无线数据传输的基础，设计使用时，基板介电常数至少4.8，厚度不大于0.6毫米，最多可选侧6层，将50欧姆阻抗的射频电路（如第一/第二信道控制电路、第一/第二载波调制电路、第一/第二信号源、第一/第二噪声处理电路、第一/第二收发开关等电路）设计在适宜的导电层上，为了更好的起到屏蔽和降低干扰的作用，射频传输线和分布参数功能电路尽可能用带线方式分步在中间层中，其他的射频线路用微带或者共面波导的传输方式设计在基板表层。其它电路（外部处理器）根据需要分步在各层，以满足电路结构和不造成对射频电路干扰和各功能模块之间的干扰为准。所有电路的设计满足本安防爆产品的要求。另外，设备的外部结构件设计和选材，均需满足防爆防腐工作环境的要求，电路经过三防处理具有防腐防潮防霉能力；测温探杆结构兼顾绝对密封和表头灵活可调等性能。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.智能双频无线防爆温度表，其特征在于：它包括温度表（10），在所述温度表（10）内设置有电路板（4），所述电路板（4）上设置有双无线子系统、外部处理器及测温探头，所述双无线子系统连接外部处理器，所述外部处理器连接测温探头。

2.根据权利要求1所述的智能双频无线防爆温度表，其特征在于：所述测温探头内设置有温度传感器，所述温度传感器的测温探杆（2）的下端与管道（12）相连接，且测温探杆（2）的上端设置在温度表（10）上。

3.根据权利要求1或2所述的智能双频无线防爆温度表，其特征在于：所述外部处理器内设置有数字基带电路、MCU处理器、智能电源管理电路及数字采样电路，所述数字采样电路与测温探头相连接，所述数字基带电路连接MCU处理器，所述智能电源管理电路连接MCU处理器，所述MCU处理器分别与数字采样电路和双无线子系统相连接。

4.根据权利要求3所述的智能双频无线防爆温度表，其特征在于：所述双无线子系统内设置有433MHz无线子系统，所述433MHz无线子系统内设置有依次连接的第一天线系统、第一收发开关、第一噪声处理电路及第一载波调制电路，在第一载波调制电路上还连接有第一信道控制电路和第一信号源，所述第一载波调制电路连接MCU处理器。

5.根据权利要求3所述的智能双频无线防爆温度表，其特征在于：所述双无线子系统内还设置有2.4G无线子系统，所述2.4G无线子系统内设置有依次连接的第二天线系统、第二收发开关、第二噪声处理电路及第二载波调制电路，在第二载波调制电路上还连接有第二信道控制电路和第二信号源，所述第二载波调制电路连接MCU处理器。

6.根据权利要求2所述的智能双频无线防爆温度表，其特征在于：所述温度表（10）通过阀门（11）与管道（12）连接，所述测温探杆（2）贯穿阀门（11）与管道（12）连接。

7.根据权利要求1或2或4或6所述的智能双频无线防爆温度表，其特征在于：所述温度表（9）包括用于封装电路板（4）的表壳（1），在表壳（1）的一端设置有用于给电路板（4）供电的电池（7），所述电路板（4）通过螺栓（5）固定在表壳（1）的另一端，在所述表壳（1）的两端分别设置有前端盖（6）和后端盖（8），在所述表壳（1）上还设置有天线（3），所述天线（3）电气连接双无线子系统。

8.根据权利要求7所述的智能双频无线防爆温度表，其特征在于：所述表壳（1）采用防爆铝壳，所述前端盖（6）和后端盖（8）具有防爆功能的端盖。