CN208333678U - 温度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温度测量装置，温度测量装置包括依次串联的射频接收电路、升压电路以及控制电路，且射频接收电路、升压电路以及控制电路均接地；温度测量装置还包括一端电连接于射频接收电路与升压电路之间、另一端接地的储能电容；射频接收电路电连接有用于接收外部发射的射频信号的第一天线，控制电路电连接有用于测量温度的温度传感器和用于将测量到的温度信息发射至外部主机的第二天线。通过上述实施方式，其无源无线，适用于高压电力开关柜的测温，具有高隔离性和安全性，保障了高电力系统的稳定性，具有较高的社会经济效益。

Description

温度测量装置

技术领域

本实用新型涉及电力系统中的无源无线监测设备技术领域，尤其涉及一种适用于对高压电力开关柜测温的温度测量装置。

背景技术

电力系统高压设备中的高压开关柜触头、高压母排接头、断路器接头、地埋电缆等电力设备，在长期运行过程中会出现老化或接触电阻过大而发热，而发热又会加速设备的老化或接触电阻进一步加大，导致发热加剧，因此进入一个恶性循环，最后容易导致设备的损坏。随着城市的发展和智能电网的建设，对高压电压设备的温度监测也越来越重要。实时准确测量出断路器等的温度是杜绝事故发生的关键。测温方式主要分为有线测温和无线测温，有线测温无法保证绝缘性，因此高压电力系统极力建议采用无线非接触测温的方式进行测温。

目前，常用红外测温、有源无线测温和声表面波无源无线测温等方式进行无线非接触测温。其中，红外测温需要红外光路，开关柜是封闭式结构，无法用红外测温枪进行测量；有源无线测温采用锂电池供电，电池容量和寿命有限，更换困难，维护成本高，且锂电池在高温环境下易燃易爆，其安全性低于开关柜断路器本身；声表面波无源无线测温通过测量无线射频信号的变化量测量温度值，使用模拟量传输，易受干扰，精度差。

由此可知，以上无线非接触测温方式均不适合对高压电压设备的温度监测，亟须提供一种新型有效的无线非接触测温方式。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题提供一种温度测量装置，其无源无线，适用于高压电力开关柜的测温，具有高隔离性和安全性，保障了高电力系统的稳定性，具有较高的社会经济效益。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种温度测量装置，所述温度测量装置包括依次串联的射频接收电路、升压电路以及控制电路，且所述射频接收电路、升压电路以及控制电路均接地；所述温度测量装置还包括一端电连接于射频接收电路与升压电路之间、另一端接地的储能电容；所述射频接收电路电连接有用于接收外部发射的射频信号的第一天线，所述控制电路电连接有用于测量温度的温度传感器和用于将测量到的温度信息发射至外部主机的第二天线。

进一步地，所述控制电路中固化有温度测量装置的ID信息，所述控制电路通过第二天线向外发射包括温度信息和ID信息的数据包。

进一步地，所述温度测量装置还包括一端电连接于升压模块与控制电路之间、另一端接地的滤波电容。

进一步地，所述第一天线和第二天线的通信频率不同。

进一步地，所述第一天线的通信频率是915MHz，所述第二天线的通信频率是2.44GHz。

进一步地，所述升压电路包括依次串联于射频接收电路和控制电路之间的迟滞比较器单元和升压单元，在所述储能电容两端的压差达到迟滞比较器单元的第一门限值时，所述升压单元工作并输出工作电压给控制电路，而在所述储能电容两端的压差下降至迟滞比较器单元的第二门限值时，所述升压单元停止工作并停止输出工作电压给控制电路。

进一步地，所述第一门限值是1.2V，所述第二门限值是1.0V；所述工作电压是3.3V。

进一步地，所述控制电路选择自CPU、MCU、单片机中的一种。

进一步地，所述射频接收电路、升压电路、控制电路、储能电容、第一天线、第二天线以及温度传感器常集成于同一PCB板上。

进一步地，所述温度测量装置包括两端贯通的筒状本体，所述筒状本体由外壳和具有导热性能的内壳构成，所述PCB板固设于筒状本体之间，且所述温度传感器贴合于内壳设置，所述第一天线和第二天线为软体材质，粘贴于筒状本体的内部。

本实用新型的温度测量装置，具有如下有益效果：

通过设置储能电容代替电池并通过设置具有天线的射频接收电路对储能电容进行充电能够实现无源，通过设置天线向外发射温度信息能够实现无线，进而实现了高压隔离，提高了安全性，能工作在强磁、强电、粉尘等各种恶劣的应用场合，大大降低温度过高引起的相关事故，提高电力系统的稳定性，具有较高的社会经济效益。

附图说明

图1是本实用新型温度测量装置的电路示意图。

图2是图1所示温度测量装置中升压电路的工作方式示意图。

图3是图1所示温度测量装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型进行详细说明。

请参阅图1，本实用新型提供一种温度测量装置。该温度测量装置包括射频接收电路2、升压电路4以及控制电路6。射频接收电路2、升压电路4以及控制电路6依次串联且三者均接地。该温度测量装置还包括储能电容3、第一天线1、第二天线7以及温度传感器8。储能电容3的一端电连接于射频接收电路2与升压电路4之间、另一端接地。第一天线1电连接于射频接收电路2。第二天线7和温度传感器8分别电连接于控制电路6。

其中，射频接收电路2的输出端与升压电路4的输入端电连接，升压电路4的输出端与控制电路6的一输入端电连接，储能电容3一端电连接于射频接收电路2的输出端与升压电路4的输入端之间，第一天线1电连接于射频接收电路2的输入端，温度传感器8电连接于控制电路6的另一输入端，第二天线7电连接于控制电路6的输出端。

具体而言，射频接收电路2通过第一天线1从外部接收射频信号给储能电容3进行充电，升压电路4将储能电容3释放的电压进行升压进而给控制电路6进行供电，控制电路6进而给温度传感器8供电。进而，控制电路6从温度传感器8中读取测量到的温度信息，并通过第二天线7向外发射至后台主机，实现无源无线的温度测量，确保电力设备运转安全。

较佳的，为了提高数据通信的可靠性，能量和通信采用不同频率的天线，也即，第一天线1和第二天线7采用不同频率。举例而言，第一天线1通常选用频率为915Mhz，第二天线7通常可选用频率为2.44Ghz。

较佳的，可以在储能电容3上串联一个二极管，利用二极管的单向导电性来对储能电容3进行充电。

在一具体实施例中，升压电路4包括依次串联于射频接收单元和控制电路6之间的迟滞比较器单元和升压单元。迟滞比较器单元的输入端与射频接收电路2的输出端电连接、输出端与升压单元的输入端电连接，升压单元的输出端与控制电路6的输入端电连接。具体而言，在储能电容3两端的压差V_CAP达到迟滞比较器单元的第一门限值V_MAX时，升压单元工作并输出工作电压给控制电路6，而在储能电容3两端的压差V_CAP下降至迟滞比较器单元的第二门限值V_MIN（小于第一门限值）时，升压单元停止工作并停止输出工作电压给控制电路6。

如图2所示，举例将第一门限值设置为1.2V，第二门限值设置为1.0V，工作电压设置为3.3V。升压电路4启动3.3V电压输出和停止电压输出之间有1.2-1.0=0.2V的迟滞电压，可以提高供电的稳定性。其中，控制电路6启动时可以并不立即进行测温操作，而是进入低功耗的休眠模式，以使储能电容3蓄积更多的电量、存储到更高的电压。而为了平衡测量数据的实时性和低功耗，本实用新型可以采用例如间隔30秒的周期进行温度测量，然后进行无线数据传输，完毕后，温度传感器8和控制电路6同时进入低功耗的休眠模式。当然，如果当储能电容3存储的电量足够时，可以使得控制电路6等部件在较长时间内维持在休眠或唤醒的状态下。

在一具体实施例中，可以在升压电路4与控制电路6之间设置滤波电容5，其中，该滤波电容5一端连接于升压电路4的输出端和控制电路6的输入端之间、另一端接地，以提高电压输出稳定性。

上述实施例中，控制电路6可采用CPU、MCU、单片机等。本实用新型举例采用单片机，如型号为nRF24LE1的单片机。温度传感器8可选用数字温度传感器8，测温精度通常可高达1℃及以上，本实用新型举例选用tmp112型号的数字温度传感器8。

在一具体实施例中，控制电路6如单片机内固化有该温度测量装置的ID信息，控制电路6通过第二天线7向外发射包括温度信息和ID信息的数据包，适用于多个温度测量装置同时使用以辨明对不同高压电力开关断路器的接头的温度测量。

在一具体实施例中，如图3所示，上述的射频接收电路2、升压电路4、控制电路6、储能电容3、第一天线1、第二天线7以及温度传感器8常集成于一PCB板上。较佳的，为方便安装于电力设备如高压电力开关断路器的接头上，该温度测量装置还包括两端贯通的筒状本体9，筒状本体9包括外壳91和具有优异导热性的内壳92如铜质内壳92，两者通过如扣接或螺接等方式组装成一体。上述集成各电路部件的PCB板固设于筒状本体9内（即外壳91与内壳92之间），且温度传感器8贴合于内壳92设置，第一天线1和第二天线7为软体材质且粘贴于筒状本体9内部壁面，该第一天线1和第二天线7举例可以伸出于筒状本体9的相同或不同端部。该温度测量装置安装至接头时，直接套接于接头处，其内壳92与接头抵接并传导接头产生的热量至温度传感器8进行测量。当然，根据接头形状的不同，筒状本体9也可以设置为其他形状。

本实用新型的温度测量装置，具有如下有益效果：

通过设置储能电容3代替电池并结合具有天线1的射频接收电路2对储能电容3进行充电能够实现无源，通过设置天线7向外发射温度信息能够实现无线，进而实现了高压隔离，提高了安全性，能工作在强磁、强电、粉尘等各种恶劣的应用场合，大大降低了温度过高引起的相关事故，提高电力系统的稳定性，具有较高的社会经济效益。

以上仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种温度测量装置，其特征在于：

所述温度测量装置包括依次串联的射频接收电路、升压电路以及控制电路，且所述射频接收电路、升压电路以及控制电路均接地；

所述温度测量装置还包括一端电连接于射频接收电路与升压电路之间、另一端接地的储能电容；

所述射频接收电路电连接有用于接收外部发射的射频信号的第一天线，所述控制电路电连接有用于测量温度的温度传感器和用于将测量到的温度信息发射至外部主机的第二天线。

2.根据权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于：

所述控制电路中固化有温度测量装置的ID信息，所述控制电路通过第二天线向外发射包括温度信息和ID信息的数据包。

3.根据权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于：

所述温度测量装置还包括一端电连接于升压模块与控制电路之间、另一端接地的滤波电容。

4.根据权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于：

所述第一天线和第二天线的通信频率不同。

5.根据权利要求4所述的温度测量装置，其特征在于：

所述第一天线的通信频率是915MHz，所述第二天线的通信频率是2.44GHz。

6.根据权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于：

所述升压电路包括依次串联于射频接收电路和控制电路之间的迟滞比较器单元和升压单元，在所述储能电容两端的压差达到迟滞比较器单元的第一门限值时，所述升压单元工作并输出工作电压给控制电路，而在所述储能电容两端的压差下降至迟滞比较器单元的第二门限值时，所述升压单元停止工作并停止输出工作电压给控制电路。

7.根据权利要求6所述的温度测量装置，其特征在于：

所述第一门限值是1.2V，所述第二门限值是1.0V；所述工作电压是3.3V。

8.根据权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于：

所述控制电路选择自CPU、MCU、单片机中的一种。

9.根据权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于：

所述射频接收电路、升压电路、控制电路、储能电容、第一天线、第二天线以及温度传感器常集成于同一PCB板上。

10.根据权利要求9所述的温度测量装置，其特征在于：

所述温度测量装置包括两端贯通的筒状本体，所述筒状本体由外壳和具有导热性能的内壳构成，所述PCB板固设于筒状本体之间，且所述温度传感器贴合于内壳设置，所述第一天线和第二天线为软体材质，粘贴于筒状本体的内部。