CN208091594U - 无线温度传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线温度传感器，涉及温度传感器领域，针对现有的无线温度传感器使用不够节能的问题，提供了以下技术方案，包括电源、感温元件、控制电路、射频收发集成模块、触点通断检测模块、处理模块、开关模块，通过触点温度检测模块检测触点的通断状态，当接触点断开后通过断开延时电路进行延时，另外通过延时判断电路进行判断，当断开后触点的温度低于预设值时，断开控制电路的供电，从而停止对触点的监控，从而减少在触点开关断开后且触点的温度处于预设值以下时持续进行测温造成的能耗。

Description

无线温度传感器

技术领域

本实用新型涉及温度传感器，更具体地说，它涉及一种无线温度传感器。

背景技术

高压变电站的开关柜需要对开关触头进行温度检测，目前，采取方法有红外测温传感器以及无线测温传感器，无线测温传感相比于红外传感器具有的无连线，安装简便的优点。

目前，公告号为CN200982890Y的中国实用新型专利公开了一种无线温度传感装置，它包括无线温度传感器和无线温度信号采集器，无线温度传感器是由电源、感温元件、控制电路、射频收发集成模块组成，感温元件连接到控制电路的模拟信号输入端，控制电路通过SPI总线与射频收发集成模块相连接。

这种无线温度传感器虽然能够实时检测开关触点的温度并将温度信号发送给信号采集器，但在开关触点断开的情况下，无线传感器仍持续检测开关触点的温度，将造成不必要的能源消耗，因此具有改进空间。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种无线温度传感器，具有节约能耗的优点。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种无线温度传感器，包括电源、感温元件、控制电路、射频收发集成模块，感温元件连接到控制电路的模拟信号输入端，控制电路通过SPI总线与射频收发集成模块相连接，还包括：

触点通断检测模块，检测触点开关为通电状态时输出通电检测信号，检测触点开关为断电状态时输出断电检测信号；

处理模块，与电源相连接，与触点通断检测模块的信号输出端相连接，响应于通电检测信号输出通电控制信号，响应于断电检测信号输出断电控制信号；

开关模块，与处理模块相连接并串接于控制电路的供电端与电源之间，响应于断电控制信号断开，响应于通电控制信号导通。

采用上述技术方案，通过设置触点通断检测模块，当触点通断检测模块检测到触点开关的状态为断开时，触点检测模块向处理模块输出断电检测信号，当处理模块接收到断电检测信号时，处理模块向开关模块输出断电控制信号，进而开关模块断开，断开电源与控制电路的连接，从而停止对触点开关温度的检测工作，减少在触点开关断开时保持对触点开关测温造成的能耗。

优选的，所述电源与控制电路的供电端之间设置有当开关模块输出断电控制信号时导通的延时断开模块，所述控制电路的输出端还连接有当测温元件的温度高于预设值时输出续电信号的温度判断模块，所述电源与控制电路的供电端之间串接有响应于续电信号导通的续电模块。

采用上述技术方案，通过延时断开模块，当开关模块输出断开信号时，延时断开模块导通并工作，进而在延时断开模块延时期间，温度判断模块对控制模块输出的温度信号进行判断，当温度判断模块判断测温元件检测到的温度高于预设值时，温度判断模块向续电模块输出续电信号，从而续电模块导通，持续为控制电路供电，从而在触点开关断开后动触点的温度仍处于较高温度时，控制电路继续工作，对动触点的温度进行监控，从而在触点开关断开后触点仍处于较高温度时，减少丢失对触点温度的监控。

优选的，所述触点通断检测模块包括互感线圈、降压变压器、整流器，所述处理模块为电压比较器A，互感线圈、降压变压器与整流器依次连接，所述整流器的输出端与电压比较器A的负极输入端相连接，所述电压比较器A的正极输入端输入参考电压Vref1，所述电压比较器A的输出端与开关模块的输入端连接。

采用上述技术方案，通过向电压比较器A的正极输入端输入参考电压Vref1，当触点开关连通时，触点开关的周围存在磁场，因此互感线圈内产生电压，通过降压变压器降低电压，并通过整流器整流后向电压比较器A输出与参考电压Vref1进行对比，电压比较器A向开关模块输出低电平的数字信号，从而开关模块接通电源与控制电路，进行测温工作；当触点开关不接通时，互感线圈内不产生电压，电压比较器A输出高电平，从而开关模块断开电源与控制电路的连通，从而在触点开关断开时减少控制电路的能耗。

优选的，所述开关模块包括PNP三极管KT1以及继电器KM1，所述PNP三极管KT1的基极与电压比较器A的输出端相连接，所述PNP三极管KT1的发射极与继电器KM1的线圈串接后与电源的正极连通，所述继电器KM1的常闭触点与延时断开模块的电源供电端连接，所述继电器KM1的常开触点与控制电路的电源供电端连接。

采用上述技术方案，通过设置PNP三极管KT1充当开关，当电柜的触点开关断开时，电压比较器A向PNP三极管KT1输出高电平，PNP 三极管KT断开，延时断开模块接通，进行延时断开的工作；当电柜的触点开关接通时，电压比较器A向PNP三极管KT1输出低电平，PNP三极管KT1接通，从而继电器吸合，对控制电路供电，进行测温工作。

优选的，所述延时断开模块为555延时电路以及NPN三极管KT3，所述 555延时电路的输出端与NPN三极管KT3连接，所述NPN三极管KT3的集电极与电源的正极连接，所述NPN三极管KT3的发射极与控制电路的供电端连接。

采用上述技术方案，通过555延时电路进行延时，在555延时电路延时期间，555电路的输出端输出高电平，从而NPN三极管KT3导通，为控制电路供电，当555电路延时电路达到延时的时间，555电路的输出端输出低电平，从而NPN三极管KT3不导通，停止为控制电路供电，节省能耗。

优选的，所述555延时电路的延时时间可调。

采用上述技术方案，通过设置555延时电路的延时电路可调，进而适应不同工况下对于延时断开时间的要求。

优选的，所述温度判断模块包括比较器B、NPN三极管KT2，比较器B的负极输入端输入第二预设电压Vref2，所述控制电路的输出端与比较器B的正极输入端相连接，续电模块包括继电器KM2，所述NPN三极管KT2的基极与比较器B的信号输出端相连接，所述NPN三极管KT2的集电极与继电器KM2的线圈串接后与电源的正极连接，所述NPN三极管KT2的发射极接地，所述继电器KM2的常开触点与继电器KM1的常开触点并联。

采用上述技术方案，当控制电路向比较器输出的电压值大于Vref2（测温元件检测到的温度高于预设温度）时，比较器输出高电平，从而NPN三极管KT2导通，从而继电器KM2吸合，从而继电器KM2的常开触点闭合，为控制电路持续供电，对触点开关持续监控；当控制电路向比较器输出的电压值小于Vref2（测温元件检测到的温度高于预设温度）时，比较器输出低电平，从而NPN三极管KT2不导通，从而继电器KM2不动作，控制电路断开供电，停止温度监控。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

通过触点温度检测模块检测触点的通断状态，当接触点断开后通过断开延时电路进行延时，另外通过延时判断电路进行判断，当断开后触点的温度低于预设值时，断开控制电路的供电，从而停止对触点的监控，从而减少在触点开关断开后且触点的温度处于预设值以下时持续进行测温造成的能耗。

附图说明

图1为本实使用新型实施例的原理框图；

图2为本实使用新型实施例的电路原理图。

图中：1、控制电路；2、互感线圈；3、降压变压器；4、整流器；5、比较器A；6、555延时电路；7、比较器B。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本实用新型进行详细描述。

一种无线温度传感器，参见图1，包括感温元件、与感温元件连接的控制电路1、与控制电路1连接的射频收发集成模块、为控制电路1供电的电源、用于检测触点开关通断状态的触点通断检测模块、与触点通断检测模块连接的处理模块、与处理模块相连接并受控于处理模块的开关模块，控制电路通过SPI总线与射频收发集成模块相连接,开关模块控制电源与控制电路1供电端之间的通断，还包括与开关模块相连接并受控于开关模块的延时断开模块，延时断开模块从另一电路回路控制电源与控制电路1供电端之间的通断，还包括与延时断开模块的连接的温度判断模块、与温度判断模块连接的续电模块，续电模块从第三条电路回路控制电源与控制电路1的供电端之间的通断。

参见图2，触点通断检测模块包括互感线圈2、降压变压器3、整流器4以及比较器A5，互感线圈2与降压变压器3的初级线圈相连，降压变压器3的次级线圈与整流器4相连接，本实施例中，整流器4采用桥式整流；

整流器4与比较器A5的负极输入端连接，比较器A5的正极输入端输入预设的比较电压Vref1，当互感线圈2中产生互感电动势时，互感电动势(通电检测信号)经过降压变压器3降压并经过整流输入比较器A5中，比较器A5的输出端输出低电平信号（通电控制信号）；

当互感线圈2中未产生互感电动势时，比较器A5的负极输入端没有输入(即输入为0，断电检测信号)，从而比较器A5的输出端输出高电平（断电控制信号）。

参见图2，开关模块包括PNP三极管KT1以及继电器KM1，PNP三极管KT1的基极与比较器A5的输出端连接，PNP三极管的发射极与继电器KM1的线圈串接后与电源的正极VCC相连，PNP三极管的集电极接地，控制电路1包括CPU，CPU的供电端与继电器KM1的一组常开触点串联后与电源的正极VCC连接，当比较器A5的输出端输出低电平信号（触点开关导通信号）时，PNP三极管KT1导通，从而继电器KM1的线圈得电，从而继电器KM1的常开触点吸合，电源正极VCC与CPU的供电端连接，从而为CPU供电，控制电路1工作。

参见图2，延时断开模块包括555延时电路6以及NPN三极管KT3，555延时电路6包括NE555芯片，NE555芯片的6管脚与8管脚之间连接有一滑动变阻器RP，根据实际需要，可通过滑动变阻器RP调节555延时电路6的延时时间，NE555芯片的6管脚、2管脚连接，6管脚连接一电容C1后接地，1管脚接地，5管脚连接一电容C2后接地，4管脚与8管脚相连，8管脚与继电器KM1的一组常闭触点串接后与电源的正极VCC相连，3管脚与NPN三极管KT3的基极相连，NPN三极管KT3的集电极与电源的正极VCC连接，NPN三极管KT3的发射极与CPU的供电端连接；当继电器KM1的线圈不通电的情况下，电源为NE555芯片供电，由3管脚输出高电平，从而NPN三极管KT3导通，对CPU供电，进行正常测温工作，当达到延时时间时，555电路停止输出低电平，NPN三极管KT3不导通，从而停止对CPU的供电，停止测温工作。

参见图2，感温元件与CPU的AD模块连接，本实施例中，射频收发集成模块采用2.4GHz射频收发集成模块，射频收发集成模块与CPU的其中一输入输出端口（I/O）连接，温度判断模块包括比较器B7，续电模块包括NPN三极管KT2以及继电器KM2，比较器B7的负极输入端输入比较电压Vref2，比较器B7的正极输入端与CPU的其中一输出端连接，当CPU处理感温元件的信号后向比较器B7输出信号，当输入比较器B7中的电平低于Vref2时，比较器B7输出低电平信号；当输入比较器B7中的电平高于Vref2时，比较器B7输出高电平信号。

参见图2，NPN三极管KT2的基极与比较器B7的输出端相连，NPN三极管KT2的集电极与继电器KM2的线圈串接后与电源的正极VCC相连，NPN三极管KT2的发射极接地，CPU的供电端与继电器的一组常开触点串接后与电源的正极VCC连接。

本实用新型实施例的使用过程以及原理：

使用时，将传感器安装于触点开关的动触点上，当触点开关闭合时，因流过触点开关的是交流电，互感线圈2中将产生感应电动势，从而经过降压模块、整流模块后，将电压信号输入到比较器A5中，从而比较器A5输出低电平至PNP三极管KT1的基极，从而PNP三极管导通，继电器KM1的线圈得电，继电器KM1的动触点闭合，从而为CPU供电，正常进行测温，对触点的温度进行监控；

当触点开关断开时，因触点断开，互感线圈2中不产生感应电动势，从而比较器A5的输出端输出高电平，从而PNP三极管KT1不导通，从而继电器KM1的线圈失电，继电器KM1的常开触点断开、常闭触点闭合，从而断开电源的正极为CPU供电，电源的正极与NE555的供电端连通，555电路开始延时，并从3管脚输出高电平，从而NPN三极管KT3导通，从而为CPU供电，在555电路延时期间，CPU将测温元件测得的温度值输出进比较器B7中，当输入比较器B7中的电压小于预设的电压值比较值Vref2时，说明触点开关的动触点的温度位于安全水平，比较器B7输出低电平，从而NPN三极管KT3不导通，当达到555电路延时的时间后，停止对CPU的供电，从而终止对触点开关的动触点的温度监控，减少能耗；当输入比较器B7中的电压值高于Vref2时，比较器B7输出高电平，从而NPN三极管KT3导通，从而继电器KM2的线圈得电，继电器KM2的常开触点闭合，电源的正VCC极与CPU的供电端连通，从而为CPU供电，从而持续对触点开关的动触点的温度进行监控，直到输入比较器B7中电压信号低于Vref2时，NPN三极管KT3不导通，从而继电器KM2的线圈失电，继电器KM2的常开触点断开，停止对CPU 的供电，种植对触点开关的温度监控。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种无线温度传感器，包括电源、感温元件、控制电路(1)、射频收发集成模块，感温元件连接到控制电路(1)的模拟信号输入端，控制电路(1)通过SPI总线与射频收发集成模块相连接，其特征是：还包括：

触点通断检测模块，检测触点开关为通电状态时输出通电检测信号，检测触点开关为断电状态时输出断电检测信号；

处理模块，与电源相连接，与触点通断检测模块的信号输出端相连接，响应于通电检测信号输出通电控制信号，响应于断电检测信号输出断电控制信号；

开关模块，与处理模块相连接并串接于控制电路(1)的供电端与电源之间，响应于断电控制信号断开，响应于通电控制信号导通。

2.根据权利要求1所述的无线温度传感器，其特征是：所述电源与控制电路(1)的供电端之间设置有当开关模块输出断电控制信号时导通的延时断开模块，所述控制电路(1)的输出端还连接有当测温元件的温度高于预设值时输出续电信号的温度判断模块，所述电源与控制电路(1)的供电端之间串接有响应于续电信号导通的续电模块。

3.根据权利要求1所述的无线温度传感器，其特征是：所述触点通断检测模块包括互感线圈(2)、降压变压器(3)、整流器(4)，所述处理模块为电压比较器A(5)，互感线圈(2)、降压变压器(3)与整流器(4)依次连接，所述整流器(4)的输出端与电压比较器A(5)的负极输入端相连接，所述电压比较器A(5)的正极输入端输入参考电压Vref1，所述电压比较器A(5)的输出端与开关模块的输入端连接。

4.根据权利要求3所述的无线温度传感器，其特征是：所述开关模块包括PNP三极管KT1以及继电器KM1，所述PNP三极管KT1的基极与电压比较器A(5)的输出端相连接，所述PNP三极管KT1的发射极与继电器KM1的线圈串接后与电源的正极连通，所述继电器KM1的常闭触点与延时断开模块的电源供电端连接，所述继电器KM1的常开触点与控制电路(1)的电源供电端连接。

5.根据权利要求2所述的无线温度传感器，其特征是：所述延时断开模块为555延时电路(6)以及NPN三极管KT3，所述 555延时电路(6)的输出端与NPN三极管KT3连接，所述NPN三极管KT3的集电极与电源的正极连接，所述NPN三极管KT3的发射极与控制电路(1)的供电端连接。

6.根据权利要求5所述的无线温度传感器，其特征是：所述555延时电路(6)的延时时间可调。

7.根据权利要求2所述的无线温度传感器，其特征是：所述温度判断模块包括比较器B(7)、NPN三极管KT2，比较器B(7)的负极输入端输入第二预设电压Vref2，所述控制电路(1)的输出端与比较器B(7)的正极输入端相连接，续电模块包括继电器KM2，所述NPN三极管KT2的基极与比较器B(7)的信号输出端相连接，所述NPN三极管KT2的集电极与继电器KM2的线圈串接后与电源的正极连接，所述NPN三极管KT2的发射极接地，所述继电器KM2的常开触点与继电器KM1的常开触点并联。