CN208606903U - 无线测温系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种无线测温系统，该系统包括：热电模块，用于将受热产生的温差转换为电能，并为系统供电；电源管理模块，与所述热电模块电连接，用于对所述热电模块输出的电能进行电源管理；测温螺栓，用于将所述无线测温系统固定于温度测试点，并用于传递所述温度测试点的热量；温度检测模块，与所述电源管理模块、测温螺栓电连接，用于接收电源管理模块输出的电能，并对所述测温螺栓传递的热量进行温度检测；无线传输模块，与所述温度检测模块电连接，用于将所述温度检测模块获取的温度数据进行无线传输。能够利用温差发电对设备供电以实现长久续航测温，并且采用机械式固定方式，无需铺设电缆，使得无线测温系统的应用场所更为广泛。

Description

无线测温系统

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种无线测温系统。

背景技术

随着人们生活水平的提高，电力生产在我们的生活中占据了越来越重要的地位，在电力系统中往往都需要进行电气联结，变电站、发电厂、高低压输变电、高铁、地铁动力送电网络等。电气联结的方式包括电缆联结、铜排联结，一次联结、二次联结等，电气联结指的是将不同线路结合在一起，其中不同线路交接的部位称为联结点。然而，由于联结点出现发热问题而引发的事故层出不穷，存在着严重的安全隐患，因此对于联结点处的温度检测显得尤为关键。

传统的对于联结点处的温度检测方法通过温度传感器进行温度检测，或手持式红外测温仪进行温度测试。但采用温度传感器测温时，例如贴片式、热电偶式温度传感器，需要打孔或贴片，牵引测温电缆，导致屏内电缆多，繁琐杂乱。当采用手持式红外测温仪测温时，通常在检查确定的维修设备时应用，不能实时在线测量考察点温度。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种无线测温系统，能够实现长久续航测温，并且简化了固定方式，使得应用场所更为广泛。

一种无线测温系统，包括：

热电模块，用于将受热产生的温差转换为电能，并为系统供电；

电源管理模块，与所述热电模块电连接，用于对所述热电模块输出的电能进行电源管理；

测温螺栓，用于将所述无线测温系统固定于温度测试点，并用于传递所述温度测试点的热量；

温度检测模块，与所述电源管理模块、测温螺栓电连接，用于接收电源管理模块输出的电能，并对所述测温螺栓传递的热量进行温度检测；

无线传输模块，与所述温度检测模块电连接，用于将所述温度检测模块获取的温度数据进行无线传输。

可选的，在其中一个实施例中，还包括散热模块，所述散热模块与热电模块连接，用于降低所述热电模块的温度，并用于为所述无线测温系统散热。

可选的，在其中一个实施例中，所述热电模块包括热端和冷端，所述热端与所述测温螺栓接触，所述冷端与所述散热模块接触，所述热电模块将所述热端和冷端的温度差异转换为电压。

可选的，在其中一个实施例中，所述电源管理模块包括电性连接的升压转换单元和电源管理单元，所述升压转换单元用于将所述热电模块输出的直流电压转换为提供给所述温度检测模块正常工作的输出电压；所述电源管理单元用于管理多个输出引脚，并用于对输入所述电源管理模块的电能进行存储。

可选的，在其中一个实施例中，所述电源管理模块还用于向所述热电模块施加电压，以使得所述热电模块根据所述电压转换为两端的温差，所述热电模块冷端产生的温度用于为发热点降温。

可选的，在其中一个实施例中，所述测温螺栓穿过温度测试点通过与螺母配合后进行机械固定。

可选的，在其中一个实施例中，所述温度检测模块包括电性连接的温度检测单元和控制单元，所述控制单元与所述电源管理模块连接，所述控制单元用于根据所述电源管理模块提供的电压进行控制工作；所述温度检测单元与所述测温螺栓连接，所述温度检测单元用于检测出所述温度测试点的温度值。

可选的，在其中一个实施例中，所述无线传输模块与所述电源管理模块连接，所述电源管理模块还用于向所述无线传输模块提供电能，以使得所述无线传输模块处于正常工作状态。

可选的，在其中一个实施例中，所述无线传输模块采用Zigbee传输网络，工作频率为2.4GHz。

可选的，在其中一个实施例中，还包括监控模块，所述监控模块与所述无线传输模块通信连接，所述监控模块用于接收所述无线传输模块发送的温度数据，并将所述温度数据显示于监控界面。

实施本实用新型实施例，将具有如下有益效果：

上述无线测温系统，通过热电模块将受热产生的温差转换为电能，并为系统供电，电源管理模块对热电模块输出的电能进行电源管理，测温螺栓将无线测温系统固定于温度测试点，并用于传递温度测试点的热量，温度检测模块接收电源管理模块输出的电能，并对所述测温螺栓传递的热量进行温度检测，无线传输模块将所述温度检测模块获取的温度数据进行无线传输。通过上述系统，能够利用温差发电对设备供电以实现长久续航测温，并且采用机械式固定方式，无需铺设电缆，使得无线测温系统的应用场所更为广泛。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为一个实施例中无线测温系统的结构框图；

图2为一个实施例中热电发生器的工作原理图；

图3为一个实施例中电源管理模块的结构框图；

图4为一个实施例中温度检测模块的结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请。可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一应用程序称为第二应用程序，且类似地，可将第二进应用程序为第一应用程序。第一应用程序和第二应用程序两者都是应用程序，但其不是同一应用程序。

以下提供一种无线测温系统，如图1所示，为一个实施例中无线测温系统的结构框图，该无线测温系统包括热电模块110、散热模块120、电源管理模块130、温度检测模块140、测温模块150、无线传输模块160和监控模块170，热电模块110、电源管理模块130、温度检测模块140和无线传输模块160依次电性连接，电源管理模块130与无线传输模块160电性连接；热电模块110包括冷端和热端，散热模块120与热电模块110的冷端接触，测温螺栓150与热电模块110的热端接触，测温螺栓150还与温度检测模块140连接，无线传输模块160与监控模块170通信连接。

其中，热电模块110用于将热端和冷端的温度差异转换为电压，并为系统供电；散热模块120用于降低所述热电模块的温度，并用于为所述无线测温系统散热；电源管理模块130用于对所述热电模块输出的电能进行电源管理；测温螺栓150用于将所述无线测温系统固定于温度测试点，并用于传递所述温度测试点的热量；温度检测模块140用于接收电源管理模块输出的电能，并对所述测温螺栓传递的热量进行温度检测；无线传输模块160用于将所述温度检测模块获取的温度数据通过无线网络传输至监控模块170。

通过上述系统，能够利用温差发电对设备供电以实现长久续航测温，并且采用机械式固定方式，无需铺设电缆，使得无线测温系统的应用场所更为广泛。

在一个实施例中，热电模块包括热电发生器，热电发生器采用热电材料，热电材料是一种能够实现热电能和电能之间直接转换的特殊材料，具有塞贝克(Seebeck)效应和帕尔帖(Peltier)效应，通过赛贝克效应可以将热电发生器上的温度差(以及由于温度差所导致流过热电发生器上的热量)转换为电压。如图2所示为热电发生器的工作原理图，热电发生器的热端与测温螺栓接触，测温螺栓能够将温度测试点上的热量传递至热电发生器的热端，热电发生器的冷端与散热模块接触，使热电发生器冷端的温度降低，以增大冷端与热端的温差，该热电发生器将热端与冷端的温度差异转换为电压，并用于给系统后端设备供电。本实施例提供的无线测温系统，通过热电模块将将受热产生的温差转换为电能来为系统供电，使系统能够产生持续不断的电能，无需更换电池，无需额外布线，增强绿色环保的同时提升了系统的便利性。

可选的，在其他实施例中，热电发生器还可以用于通过帕尔贴效应根据施加的电压产生温差，并用于为发热点降温，并且通过控制施加电压的方向可以控制加热或制冷的方向。例如，通过电源管理模块向热电发生器施加电压，以使得热电发生器根据施加的电压转换为两端的温差，并且通过控制电源管理模块施加电压的方向，使得与测温螺栓接触的一端进行降温，以降低温度测试点的温度，达到为发热点降温的效果。

在一个实施例中，如图3所示，为一个实施例中电源管理模块的结构框图，该电源管理模块包括电性连接的升压转换单元132和电源管理单元134，升压转换单元132用于将热电模块输出的直流电压转换为提供给温度检测模块正常工作的输出电压；电源管理单元134用于管理多个输出引脚，并用于对输入电源管理模块的电能进行存储。

具体的，电源管理模块可以包括LTC3109芯片，LTC3109芯片具备高度集成的升压型DC/DC转换器以及电源管理IC(integrated circuit，集成电路)，能够从低至±30mV的输入电压来产生可用功率，从而可以收集低至±1℃的温度差来产生电源，通过DC/DC转换器可以将热电模块采集的低直流电压转换为系统中后端设备所需要的正常电压，例如产生2.2V输出为微控制器供电，还可以产生2.35V、3.3V、4.1V、5V等电压输出为传感器、数据采集器、无线发射器等器件供电。LTC3109芯片还包括存储电容器，以在输入能源不可用或断续时也能连续供电。需要说明的是，本实施例中电源管理模块还可以是其他具有相同或相似功能的芯片，本实施例对此不进行限定。

在一个实施例中，测温螺栓可以穿过温度测试点通过与螺母配合后进行机械固定，例如在温度测试点通过螺孔旋进再用标准件螺母进行固定。进一步的，温度测试点可以根据需求设置在被测器件上，例如功率器件、大功率送电联结点等等。适用于电气系统中对各节点进行温度检测，可以在电气系统中设置多个温度测试点，例如在一套屏柜中设置50个温度检测点，以全面监控该屏柜各节点的温度信息。

可选的，本申请实施例提供的无线测温系统还可以应用于工程车辆、乘用车辆、地铁车辆车站、消防、冷却等需要使用电气系统的场所，以及发变电站、开闭所、牵引变、分区亭、高压输送电系统、通讯配电机房，以及船舶机房、核电煤电、光伏发电机组、系统，以及独立光-充-储电站、光伏发电机组等等。

本实施例提供的无线测温系统，通过测温螺栓将无线测温系统固定于温度测试点，并用于传递温度测试点的热量，简化了无线测温系统的固定方式，无需铺设电缆，使得无线测温系统的应用场所更为广泛，且连接更为牢固。

可选的，在一些实施例中，可以在测温螺栓上设置温度传感器，例如PT100感温探头、热电偶等，通过测温螺栓与温度测试点接触的部位将热量传递至温度传感器中，由温度传感器测量温度数据，并将测得的温度数据传递至温度检测模块中，提升温度检测的测量精度。

在一个实施例中，如图4所示，温度检测模块包括电性连接的温度检测单元142和控制单元144，控制单元144与电源管理模块连接，控制单元144用于根据电源管理模块提供的电压进行控制工作；温度检测单元142与测温螺栓连接，温度检测单元142用于检测出所述温度测试点的温度值。举例来说，温度检测模块可以包括温度传感器和微控制器，温度传感器可以是PT100温度传感器、热电偶，热敏电阻等，微控制器可以是8051芯片。具体的，温度传感器的温度测量范围为-40℃～125℃，测量精度为±0.1℃，测量频率为1Hz。

在一个实施例中，无线传输模块与所述电源管理模块连接，电源管理模块还用于向所述无线传输模块提供电能，以使得所述无线传输模块能够正常工作，并将测得的温度数据传输至监控模块。可选的，还可以通过温度检测模块向无线传输模块提供正常工作所需的电压，以驱使无线传输模块正常工作。

在一个实施例中，所述无线传输模块采用Zigbee传输网络，工作频率为2.4GHz。具体的，无线传输模块包含50个发射节点和一个接收节点，无线传输模块包括德州仪器CC2530射频收发器，通过该射频发射器将温度传感器检测到的温度数据传输到射频接收器节点，射频发射器与温度传感器之间的接口能够通过I2C协议实现，射频接收器由USB总线供电，来自不同射频发射器节点的数据包会通过USB传输至PC端，实现数据的监控。

在一个实施例中，监控模块与所述无线传输模块通信连接，监控模块用于接收所述无线传输模块发送的温度数据，并将所述温度数据显示于监控界面。具体的，监控模块设置有监控软件，在监控软件可以将温度测量模块测得的温度数据显示在显示界面中，以使得监控人员能够直观地观察到被测节点的温度信息。

上述无线测温系统，通过热电模块将受热产生的温差转换为电能，并为系统供电，电源管理模块对热电模块输出的电能进行电源管理，测温螺栓将无线测温系统固定于温度测试点，并用于传递温度测试点的热量，温度检测模块接收电源管理模块输出的电能，并对所述测温螺栓传递的热量进行温度检测，无线传输模块将所述温度检测模块获取的温度数据进行无线传输。通过上述系统，能够利用温差发电对设备供电以实现长久续航测温，并且采用机械式固定方式，无需铺设电缆，使得无线测温系统的应用场所更为广泛。

在上述实施例中，可以全部或部分的通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本实用新型实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种无线测温系统，其特征在于，包括：

热电模块，用于将受热产生的温差转换为电能，并为系统供电；

电源管理模块，与所述热电模块电连接，用于对所述热电模块输出的电能进行电源管理；

测温螺栓，用于将所述无线测温系统固定于温度测试点，并用于传递所述温度测试点的热量；

温度检测模块，与所述电源管理模块、测温螺栓电连接，用于接收电源管理模块输出的电能，并对所述测温螺栓传递的热量进行温度检测；

无线传输模块，与所述温度检测模块电连接，用于将所述温度检测模块获取的温度数据进行无线传输。

2.根据权利要求1所述的无线测温系统，其特征在于，还包括散热模块，所述散热模块与热电模块连接，用于降低所述热电模块的温度，并用于为所述无线测温系统散热。

3.根据权利要求2所述的无线测温系统，其特征在于，所述热电模块包括热端和冷端，所述热端与所述测温螺栓接触，所述冷端与所述散热模块接触，所述热电模块将所述热端和冷端的温度差异转换为电压。

4.根据权利要求1所述的无线测温系统，其特征在于，所述电源管理模块包括电性连接的升压转换单元和电源管理单元，所述升压转换单元用于将所述热电模块输出的直流电压转换为提供给所述温度检测模块正常工作的输出电压；所述电源管理单元用于管理多个输出引脚，并用于对输入所述电源管理模块的电能进行存储。

5.根据权利要求3所述的无线测温系统，其特征在于，所述电源管理模块还用于向所述热电模块施加电压，以使得所述热电模块根据所述电压转换为两端的温差，所述热电模块冷端产生的温度用于为发热点降温。

6.根据权利要求1所述的无线测温系统，其特征在于，所述测温螺栓穿过温度测试点通过与螺母配合后进行机械固定。

7.根据权利要求1所述的无线测温系统，其特征在于，所述温度检测模块包括电性连接的温度检测单元和控制单元，所述控制单元与所述电源管理模块连接，所述控制单元用于根据所述电源管理模块提供的电压进行控制工作；所述温度检测单元与所述测温螺栓连接，所述温度检测单元用于检测出所述温度测试点的温度值。

8.根据权利要求1所述的无线测温系统，其特征在于，所述无线传输模块与所述电源管理模块连接，所述电源管理模块还用于向所述无线传输模块提供电能，以使得所述无线传输模块处于正常工作状态。

9.根据权利要求8所述的无线测温系统，其特征在于，所述无线传输模块采用Zigbee传输网络，工作频率为2.4GHz。

10.根据权利要求1所述的无线测温系统，其特征在于，还包括监控模块，所述监控模块与所述无线传输模块通信连接，所述监控模块用于接收所述无线传输模块发送的温度数据，并将所述温度数据显示于监控界面。