CN208206309U - 一种智能供电双探头无线测温模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能供电双探头无线测温模块，包括智能供电电路、固定温度探头、插拔温度探头、温度数据采集电路、微处理器、无线收发电路以及绝缘盒。智能供电电路包括地线、微型电源开关、锂亚电池、自动切换开关MOS芯片、电源输出、低压差型CMOS电压稳压器芯片、3倍压整流电路、电压监测芯片、导磁线圈以及开环高导磁材料，微处理器包括超底功耗的CPU芯片MSP430，本实用新型电路采用固定温度探头及插拔温度探头的双探头方式，操作灵活简便、使用效果好，采用无线通信方式对开关母排温度进行监测。
Description
技术领域
本实用新型属于开关母排温度(温升)测量技术领域，具体涉及一种智能供电双探头无线测温模块。
背景技术
现如今，对电力系统中所使用断路器A、B、C三相母排的温度进行测试的方法，主要有接触测温和非接触测温二种。非接触测温主要采用红外感应的方式，只能对对准的发热表面温度进行测量，易受外界环境温度的干扰，并且无法对处于隐蔽处的发热表面温度进行在线测量。接触测温具有测量温度准确的特点，接触测温采用的温度传感器方式有热电阻测温、热电耦测温、集成电路温度传感器测温等等。另外，还有一种光纤测温方法，实际使用时，光纤同时作为所感知温度信号和传输信号的载体，它有效地克服了电力系统存在的强电磁场干扰问题，并且光纤还具有很好的绕曲性，因而可对常规传感器不能到达的发热测量部位温度进行检测；但由于“光纤”是一根线，且需要布线及容易折断。因而使用光纤测温技术也有很大的局限性。
目前的接触测温装置只有一个测温探头，当需要测量两个测温点时就需要两个测温装置，不仅成本高，而且还需要对两个测温装置进行安装，操作不便。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种智能供电双探头无线测温模块，本实用新型采用的是接触测温的方式通过增加测温探头减少实际使用现场的测温模块的使用个数，降低产品成本。
为达到上述目的，本实用新型所述一种智能供电双探头无线测温模块包括固定温度探头、插拔温度探头、温度数据采集电路和绝缘盒，固定温度探头和温度数据采集电路均设置在绝缘盒中，固定温度探头和插拔温度探头的输出端均与温度数据采集电路的输入端连接。
进一步的，还包括微处理器和无线收发电路，温度数据采集电路的输出端与微处理器的输入端连接，微处理器的输出端与无线收发电路的输入端连接。
进一步的，固定温度探头用于对母排温度进行实时测量，插拔温度探头用于对电缆连接头温度进行实时测量，以获得测温点的温度值，温度数据采集电路用于采集固定温度探头和插拔温度探头测量的温度信号，微处理器用于对温度数据采集电路采集的数据进行处理，无线收发电路用于数据收发。
进一步的，固定温度探头、插拔温度探头、微处理器、无线收发电路和温度数据采集电路均布设在电子线路板上，电子线路板设置在绝缘盒内。
进一步的，还包括用于对电子线路板进行供电的智能供电电路。
进一步的，智能供电电路包括锂亚电池，性能锂亚电池的负极经过微型电源开关与地线连接，地线与导磁线圈一端连接，导磁线圈另一端与三倍压整流电路的输入端连接，三倍压整流电路的输出端分别与低压差型CMOS电压稳压器芯片和电压监测芯片的输入端连接，电压监测芯片的输出与低压差型CMOS电压稳压器芯片的输入端连接，低压差型CMOS电压稳压器芯片的输出端也与电源输出连接，锂亚电池的正极与自动切换开关MOS芯片的输入端连接，自动切换开关MOS芯片的输出端与电源输出连接。
进一步的，绝缘盒包括绝缘盒盖板、绝缘盒本体，绝缘盒本体底部开有供固定温度探头安装的传感器安装口，侧壁开有供插拔温度探头安装的插拔温度探头接口。
进一步的，固定温度探头以及插拔温度探头上涂覆有导热硅胶。
与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益的技术效果，本实用新型采用固定温度探头及插拔温度探头的双探头设计，现场需要测量一个测温点时，可以任意选择一个测温探头；现场用户要求测量两个测温点时，需要选择固定温度探头和插拔温度探头，减小测温模块数量，操作灵活简便、降低了测温成本；
进一步的，采用无线通讯技术使高低电位隔离，智能供电双探头无线测温模块安装于高电压位置时，智能供电双探头无线测温模块发出的数据必须通过高压隔离装置传输到低压端，再从低压端传输到数据中转单元，采用无线通讯可以直接通过空间进行传输，不需要高低电位的隔离；采用智能供电电路大大提高电路的供电效率，提高测温模块的使用寿命；本实用新型设计合理，体型小，长度小于等于74mm,宽度小于等于61mm,高度小于等于21mm。采用了智能供电电路，智能供电电路在电子线路板中单独布置，智能供电电路在电子线路板中没有铺大面积铜地线，温度数据采集电路、无线收发电路、微处理器在电子线路板中均铺大面积铜地线，增强信号的抗干扰能力。智能供电双探头无线测温模块能安装于多种规格的母排上。
进一步的，还包括用于对电子线路板进行供电的智能供电电路，确保供电电压平稳过渡。
进一步的，固定温度探头以及插拔温度探头上涂覆有导热硅胶，涂导热硅胶有助于测温点温度的传递，能够避免接触不紧密时，温度探头测量的温度与实际被测物体的温度差异，最终影响测量精度。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图；
图2为绝缘盒的俯视图；
图3为图2的左视图；
图4为本实用新型使用状态下布设位置示意图。
附图中：1、地线，2、微型电源开关，3、锂亚电池，4、自动切换开关MOS芯片，5、电源输出，6、低压差型CMOS电压稳压器芯片，7、三倍压整流电路，8、电压监测芯片，9、导磁线圈，11、智能供电电路，12、固定温度探头，13、插拔温度探头，14、温度数据采集电路，15、无线收发电路，16、微处理器，17、电子线路板，21、工作指示灯，22、绝缘盒，24、绝缘盒本体，25、插拔温度探头接口，26、绝缘盒盖板，31、需监测母排，33、高温扎带绑扎孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
本实用新型包括智能供电电路11、固定温度探头12、插拔温度探头13、温度数据采集电路14、微处理器16、无线收发电路15及绝缘盒22，绝缘盒22为长方形的耐高温绝缘盒，高温绝缘盒的耐温在150℃～230℃，智能供电电路11、固定温度探头12、温度数据采集电路14、微处理器16和无线收发电路15均设置在绝缘盒22中。
其中，智能供电电路11用于对线路板进行供电，固定温度探头12用于对母排温度进行实时测量，插拔温度探头13用于对电缆连接头温度进行实时测量，以获得测温点的温度值，温度数据采集电路14用于采集固定温度探头12和插拔温度探头13测量的温度信号，微处理器16用于对温度数据采集电路采集的数据进行处理，无线收发电路15用于数据收发，将测温点的温度数据发送至数据中转单元，本装置中只作为发送数据。
固定温度探头12、插拔温度探头13的输出端与温度数据采集电路14的输入端电连接，温度数据采集电路14的输出端与微处理器16的输入端电连接，微处理器16的输出端与无线收发电路15的输入端连接。
智能供电电路11包括地线(GND)1、微型电源开关2、锂亚电池3、自动切换开关MOS芯片4、电源输出5、低压差型CMOS电压稳压器芯片6、三倍压整流电路7、电压监测芯片8、导磁线圈9以及开环高导磁材料，导磁线圈9绕制在开环高导磁材料上，开环高导磁材料为1J85。高性能锂亚电池3的负极经过微型电源开关2与地线GND 1连接，地线GND 1与导磁线圈9一端连接，高性能锂亚电池3的正极与自动切换开关MOS芯片4的输入端连接，自动切换开关MOS芯片4的输出端与电源输出5相连，低压差型CMOS电压稳压器芯片6的输出端也与电源输出5连接，导磁线圈9的另一端与三倍压整流电路7的输入端相连，三倍压整流电路7的输出端与低压差型CMOS电压稳压器芯片6的输入端相连，三倍压整流电路的输出与电压监测芯片8的输入端相连，电压监测芯片8的输出与低压差型CMOS电压稳压器芯片6的输入端相连，其中，锂亚电池3为高性能锂亚电池，导磁线圈9为高导磁线圈。
智能供电电路主要用于产生需要的电源，智能供电电路采用双电源供电方式，当母排上没有一次电流流过时或一次电流小于50A时采用锂亚电池3供电,锂亚电池3的供电需要将微型电源开关2打开，以利于当现场安装完毕时，变电站还没有投运，可对安装设备进行测试验收。当母排流过电流大于50A时由锂亚电池3供电自动切换为导磁线圈9供电，导磁线圈9的电压通过一次电流产生的交变磁场感应出来的。自动切换采用自动切换开关MOS芯片4通过监测低压差型CMOS电压稳压器芯片6的输出电压，当输出有电压时，此电压为直流3.5V,自动切换开关MOS芯片4关断，高性能锂亚电池3不供电，导磁线圈9供电；当输出无电压时，此电压为直流0V,自动切换开关MOS芯片4导通，锂亚电池3供电，导磁线圈9不供电，主要是电压监测芯片8监测到导磁线圈输出的电压低于3.5V时，电压监测芯片8输出的信号给低压差型CMOS电压稳压器芯片，低压差型CMOS电压稳压器芯片接收到电压监测芯片发来的片选信息，低压差型CMOS电压稳压器芯片不工作，进而就没有电压输出给电压输出端。自动切换采用的是一种无缝衔接的电子电路，可确保供电电压平稳过渡。
固定温度探头12与插拔温度探头13主要由温度传感器芯片构成，此温度传感器芯片为LM35系列芯片。无线收发电路主要包括高性能低电流的无线收发模块，此无线收发模块采用现有的无线收发模块。
绝缘盒22包括绝缘盒盖板26、绝缘盒本体24，绝缘盒盖板26位于绝缘盒本体24的上方通过Φ2的螺钉与绝缘盒本体紧固。
实际布设安装时，测温探头可以选择固定温度探头、也可以选择插拔温度探头，也可以两者都选择，测温探头的选择与现场用户在一个母排上需要测量的温度点数有关，现场用户要求测量一个测温点时，可以任意选择一个测温探头；现场用户要求测量两个测温点时，需要选择固定温度探头和插拔温度探头；现场用户要求测量两个以上的测温点时，可以增加智能供电双探头无线测温模块的数量来增加测温点数。单个智能供电双探头无线测温模块测量点数最大为二个。微处理器16通过无线收发电路15对外发送测量温度数据。
微处理器16为单片机或采用其它类型的数据处理器，单片机为芯片MSP430。
实际布设安装时，固定温度探头12与插拔温度探头13布设在需监测母排31上。
结合图2至图4，固定温度探头12与插拔温度探头13、微处理器16、无线收发电路15和温度数据采集电路14均布设在电子线路板17上，且电子线路板17安装于绝缘盒22内；绝缘盒本体24底部开有供固定温度探头12安装的传感器安装口；侧边开有供插拔温度探头13安装的插拔温度探头接口25，插拔温度探头接口25为微型USB型传感器安装口；绝缘盒盖板26上开有微型电源开关2。绝缘盒22绑扎于需测温度母排31上，绝缘盒盖板26上设置有工作指示灯21，此工作指示灯用于显示测温探头采集温度的工作状态，工作指示灯亮的方式是每隔7s闪烁一次。每闪烁一次，代表采集了一组温度数据。
固定温度探头12安装口布设在绝缘盒本体24底部的前端中部，固定温度探头12的安装位置正好在工作指示灯21的下部，此位置设置有利于监测工作指示灯的状态。固定温度探头12涂以导热硅胶并通过高温扎带绑扎孔33将绝缘盒22与被测母排紧固。通过高温扎带将绝缘盒22与被测母排紧固的方式与母排紧固。导热硅胶有助于测温点温度的传递，能够避免接触不紧密时，温度探头测量的温度与实际被测物体的温度差异，最终影响测量精度。
插拔温度探头13安装口布设在绝缘盒本体的前端侧面，插拔温度探头13涂以导热硅胶及通过高温扎带将其与被测母排紧固的方式与母排紧固。
以上，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (8)
1.一种智能供电双探头无线测温模块，其特征在于，包括固定温度探头(12)、插拔温度探头(13)、温度数据采集电路(14)和绝缘盒(22)，固定温度探头(12)和温度数据采集电路(14)均设置在绝缘盒(22)中，固定温度探头(12)和插拔温度探头(13)的输出端均与温度数据采集电路(14)的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能供电双探头无线测温模块，其特征在于，还包括微处理器(16)和无线收发电路(15)，温度数据采集电路(14)的输出端与微处理器(16)的输入端连接，微处理器(16)的输出端与无线收发电路(15)的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的一种智能供电双探头无线测温模块，其特征在于，固定温度探头(12)用于对母排温度进行实时测量，插拔温度探头(13)用于对电缆连接头温度进行实时测量，以获得测温点的温度值，温度数据采集电路(14)用于采集固定温度探头(12)和插拔温度探头(13)测量的温度信号，微处理器(16)用于对温度数据采集电路(14)采集的数据进行处理，无线收发电路(15)用于数据收发。
4.根据权利要求2所述的一种智能供电双探头无线测温模块，其特征在于，固定温度探头(12)、插拔温度探头(13)、微处理器(16)、无线收发电路(15)和温度数据采集电路(14)均布设在电子线路板(17)上，电子线路板(17)设置在绝缘盒(22)内。
5.根据权利要求4所述的一种智能供电双探头无线测温模块，其特征在于，还包括用于对电子线路板(17)进行供电的智能供电电路(11)。
6.根据权利要求5所述的一种智能供电双探头无线测温模块，其特征在于，智能供电电路(11)包括锂亚电池(3)，性能锂亚电池(3)的负极经过微型电源开关(2)与地线(1)连接，地线(1)与导磁线圈(9)一端连接，导磁线圈(9)另一端与三倍压整流电路(7)的输入端连接，三倍压整流电路(7)的输出端分别与低压差型CMOS电压稳压器芯片(6)和电压监测芯片(8)的输入端连接，电压监测芯片(8)的输出与低压差型CMOS电压稳压器芯片(6)的输入端连接，低压差型CMOS电压稳压器芯片(6)的输出端也与电源输出(5)连接，锂亚电池(3)的正极与自动切换开关MOS芯片(4)的输入端连接，自动切换开关MOS芯片(4)的输出端与电源输出(5)连接。
7.根据权利要求1所述的一种智能供电双探头无线测温模块，其特征在于，绝缘盒(22)包括绝缘盒盖板(26)、绝缘盒本体(24)，绝缘盒本体(24)底部开有供固定温度探头(12)安装的传感器安装口，侧壁开有供插拔温度探头(13)安装的插拔温度探头接口(25)。
8.根据权利要求1所述的一种智能供电双探头无线测温模块，其特征在于，固定温度探头(12)以及插拔温度探头(13)上涂覆有导热硅胶。
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| CN112067966A (zh) * | 2020-09-19 | 2020-12-11 | 哈尔滨理工大学 | 一种仿真型igbt的失效机理分析系统 |
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