CN209979073U - 一种非接触式红外点阵测温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非接触式红外点阵测温装置，包括保护外壳和测温主板；所述测温主板安装在保护外壳内；所述保护外壳包括上壳体和下挡板；所述测温装置通过下挡板底部的强力磁铁或通过下挡板两侧的第一螺纹孔安装于开闭所内的开关柜中。本实用新型的红外测温模块采用红外测温点阵传感器进行温度监测，可实现非接触式温度监测，并能与激光定位模块结合监测待测元件上以激光定位模块所确定点为中心的115°×75°范围内768（32×24）点温度数据温度，可有效地减少测温装置的数量，节约成本，节省开关柜内有限的空间。

Description

一种非接触式红外点阵测温装置

技术领域

本实用新型涉及输变电设备，具体涉及一种用于输配电设备的非接触式红外点阵测温装置。

背景技术

目前，开闭所的作用是把变电站输送的电能通过开闭所里设置的多台开关柜输送到需要用电的若干个区域或不同的建筑物里。随着经济的发展，用电负荷不断攀升，基层管理单位需要掌握其管辖范围内的开闭所出线的负荷运行情况，开闭所内的开关柜在长期运行过程中，柜内断路器的触头和母线排连接处等部位由于氧化、松动等原因会引起开关触头与母线连接处接触不良，接触电阻增大。当负载电流流过这些接触不良的部位时会产生局部发热现象。同时开闭所设备全部采用全封闭式结构，散热效果差，热积累大，长时间处于高电压、大电流的满负荷运行，其结果造成热量集结加剧，直接损坏电气设备的绝缘而引发停电事故。为避免开关柜内温度过高而带来的一系列经济损失与社会危害，一种体积小、成本低、效率高、精度高的温度监测装置成为了开关柜内监测线路和元器件温度所必需的设备。

发明内容

本实用新型针对上述问题，提供一种非接触式红外点阵测温装置，包括保护外壳和测温主板；所述测温主板安装在保护外壳内；所述保护外壳包括上壳体和下挡板；所述测温装置通过下挡板底部的强力磁铁或通过下挡板两侧的第一螺纹孔安装于开闭所内的开关柜中；

所述上壳体的顶部端面中间部分设有红外点阵测温圆孔和激光定位圆孔；上壳体的顶部端面下侧边设有矩形孔，矩形孔与测温主板的端子排相对应；

所述上壳体的内部设有三个用于安装测温主板的第二螺纹孔；上壳体两侧设有两个第三螺纹孔，上壳体通过第三螺纹孔与下挡板相连接。

进一步地，所述测温主板包括激光电路、通讯电路、电源电路、温度传感器电路、CPU电路；所述CPU电路分别连接激光电路、通讯电路、电源电路、温度传感器电路。

更进一步地，所述电源电路包括二极管D1、D4、D5、D6，稳压器U1，电阻R19，电容C1、C2、C7、C8；所述二极管D1、D4、D5、D6依次串联连接，二极管D1的正极连接3.3V电源，二极管D6的负极通过电阻R19连接稳压器U1的输入端；电容C1、C2均跨接于稳压器U1的输入端和地之间，电容C7、C8均跨接于稳压器U1的输出端和地之间；所述电源电路输出为3.3V。

更进一步地，所述二极管D1、D4、D5、D6均为1N4007二极管。

更进一步地，所述通讯电路包括通讯芯片U4，电阻R4、R5、R8、R10、R12，瞬态抑制二极管D2、D3，电容C9；所述电阻R5一端连接485通讯端RX，另一端连接通讯芯片U4；所述电阻R5一端连接485通讯端TX，另一端连接通讯芯片U4；电容C9一端连接通讯芯片U4，另一端连接地；电阻R4一端连接通讯芯片U4，另一端连接地；电阻R12一端连接通讯芯片U4，另一端连接3.3V电源；电阻R8跨接于电阻R4和电阻R12之间；瞬态抑制二极管D2、D3均分别连接通讯芯片U4和地。

更进一步地，所述温度传感器电路包括红外传感器阵列U5，电阻R9、R11、R15、R16；电阻R9一端连接红外传感器阵列U5，另一端分别连接CPU和上拉电阻R15；电阻R15另一端连接3.3V电源；电阻R11一端连接红外传感器阵列U5，另一端分别连接CPU和上拉电阻R16；电阻R16另一端连接3.3V电源。

更进一步地，所述电阻R9、R11均为33欧的电阻，所述电阻R15、R16均为4.7千欧电阻。

本实用新型的优点：

本实用新型的非接触式红外点阵测温装置,红外测温模块采用红外测温点阵传感器进行温度监测，可实现非接触式温度监测，并能与激光定位模块结合监测待测元件上以激光定位模块所确定点为中心的115°×75°范围内768（32×24）点温度数据温度，可有效地减少测温装置的数量，节约成本，节省开关柜内有限的空间。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型的工作结构示意图；

图2是本实用新型的保护外壳的上壳体结构示意图；

图3是本实用新型的保护外壳的下挡板结构示意图；

图4是本实用新型的测温主板的原理框图；

图5是本实用新型的测温主板的通讯电路原理图；

图6是本实用新型的测温主板的电源电路原理图；

图7是本实用新型的测温主板的温度传感器电路原理图。

附图标记：

1为保护外壳、2为需要监测的区域、11为上壳体、12为下挡板、121为强力磁铁、122为第一螺纹孔、111为红外点阵测温圆孔、112为激光定位圆孔、113为矩形孔、114为第二螺纹孔、115为第三螺纹孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参考图1至图7，如图1至图7所示，一种非接触式红外点阵测温装置，包括保护外壳1和测温主板；所述测温主板安装在保护外壳1内；所述保护外壳1包括上壳体11和下挡板12；所述测温装置通过下挡板12底部的强力磁铁121或通过下挡板12两侧的第一螺纹孔122安装于开闭所内的开关柜中；

所述上壳体11的顶部端面中间部分设有红外点阵测温圆孔111和激光定位圆孔112；上壳体11的顶部端面下侧边设有矩形孔113，矩形孔113与测温主板的端子排相对应；

所述上壳体11的内部设有三个用于安装测温主板的第二螺纹孔114；上壳体11两侧设有两个第三螺纹孔115，上壳体11通过第三螺纹孔115与下挡板12相连接。

参考图4至图7，如图4至图7所示，所述测温主板包括激光电路、通讯电路、电源电路、温度传感器电路、CPU电路；所述CPU电路分别连接激光电路、通讯电路、电源电路、温度传感器电路。

参考图6，如图6所示，所述电源电路包括二极管D1、D4、D5、D6，稳压器U1，电阻R19，电容C1、C2、C7、C8；所述二极管D1、D4、D5、D6依次串联连接，二极管D1的正极连接3.3V电源，二极管D6的负极通过电阻R19连接稳压器U1的输入端；电容C1、C2均跨接于稳压器U1的输入端和地之间，电容C7、C8均跨接于稳压器U1的输出端和地之间；所述电源电路输出为3.3V。

所述二极管D1、D4、D5、D6均为1N4007二极管。

参考图5，如图5所示，所述通讯电路包括通讯芯片U4，电阻R4、R5、R8、R10、R12，瞬态抑制二极管D2、D3，电容C9；所述电阻R5一端连接485通讯端RX，另一端连接通讯芯片U4；所述电阻R5一端连接485通讯端TX，另一端连接通讯芯片U4；电容C9一端连接通讯芯片U4，另一端连接地；电阻R4一端连接通讯芯片U4，另一端连接地；电阻R12一端连接通讯芯片U4，另一端连接3.3V电源；电阻R8跨接于电阻R4和电阻R12之间；瞬态抑制二极管D2、D3均分别连接通讯芯片U4和地。

参考图7，如图7所示，所述温度传感器电路包括红外传感器阵列U5，电阻R9、R11、R15、R16；电阻R9一端连接红外传感器阵列U5，另一端分别连接CPU和上拉电阻R15；电阻R15另一端连接3.3V电源；电阻R11一端连接红外传感器阵列U5，另一端分别连接CPU和上拉电阻R16；电阻R16另一端连接3.3V电源。温度传感器为红外传感器阵列MLX90640。

所述电阻R9、R11均为33欧的电阻，所述电阻R15、R16均为4.7千欧电阻。

优选的，CPU的型号为STM32F103RCT6。

参考图1，如图1所示，测温装置1通过下挡板12底部的强力磁铁121或利用下挡板12两侧螺纹孔122安装于开闭所内的开关柜中，通过测温主板对开关柜内需要监测的区域2（线路或元器件）进行温度监测。

参考图2，如图2所示，上壳体11的顶部端面中间部分开有2个圆孔，分别为圆孔111和圆孔112，这两个圆孔分别与测温主板的红外点阵测温模块和激光定位模块相对应，圆孔111对应激光定位模块，圆孔112对应红外点阵测温模块；其顶部端面下侧边开有一个矩形孔113与测温主板的端子排相对应；其内部开设有3个螺纹孔114用于安装测温主板；上壳体11两侧开设有两个螺纹孔115，通过螺纹孔与下挡板12相连接。

参考图3，如图3所示，下挡板12的底部设计有4块圆形强力磁铁121，可以方便、快速将测温装置安装于开关柜中；其两侧设计有两个螺纹孔122，如果开关柜内安装位置无法利用磁性安装，可以利用螺栓安装于开关柜内。

参考图4，如图4所示，测温主板以处理器、红外点阵测温模块、激光定位模块为核心，外围附以电源模块、通讯模块。红外点阵测温模块采用MMLX9640红外测温点阵传感器进行温度监测，可实现非接触式温度监测，红外点阵测温模块和激光定位模块配合，监测以激光定位模块所确定点为中心的115°×75°范围内768（32×24）点温度数据温度，实现对监测区域温度的精确监测；通讯模块采用有线（RS-485）或无线（NRF905）通讯方式实现监测温度数据上传上位机；电源模块为整个测温装置提供稳定3.3v电压。

本实用新型的用于输配电设备的非接触式红外点阵测温装置，包括：保护外壳和测温主板两大部分。所述保护外壳分为上壳体和下挡板，用于封装测温主板并将其固定在输电设备柜体内，起到保护、屏蔽电磁干扰的作用；所述测温主板主要结构包括红外点阵测温模块、激光定位模块、处理器、电源模块和通讯模块等模块，用于对输配电设备进行温度实时监测，通过有线（RS-485）或无线（NRF905）通讯方式将数据上传上位机。

所述上壳体的顶部端面中间部分开有2个圆孔分别与测温主板的红外点阵测温模块和激光定位模块相对应；其顶部端面下侧边开有一个矩形孔与测温主板上的端子排相配合；上壳体和下挡板之间是通过螺钉连接。

所述下挡板底部四角设计有强力磁铁，可通过下挡板底部强力磁铁吸附在柜体上或利用螺栓通过下挡板两侧螺纹孔与柜体连接。

所述红外点阵测温模块采用MMLX9640红外测温点阵传感器，可以对监测区域实现横、纵115°×75°范围内768（32×24）点温度数据的同时测量。

所述红外点阵测温模块与激光定位模块采用平行安装，激光定位模块发射光束点所照射位置即为红外点阵测温模块监测区域的中心，安装时可快速校准定位监测区域。

本实用新型的非接触式红外点阵测温装置,红外测温模块采用红外测温点阵传感器进行温度监测，可实现非接触式温度监测，并能与激光定位模块结合监测待测元件上以激光定位模块所确定点为中心的115°×75°范围内768（32×24）点温度数据温度，可有效地减少测温装置的数量，节约成本，节省开关柜内有限的空间。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种非接触式红外点阵测温装置，其特征在于，包括保护外壳（1）和测温主板；所述测温主板安装在保护外壳（1）内；所述保护外壳（1）包括上壳体（11）和下挡板（12）；所述测温装置通过下挡板（12）底部的强力磁铁（121）或通过下挡板（12）两侧的第一螺纹孔（122）安装于开闭所内的开关柜中；所述上壳体（11）的顶部端面中间部分设有红外点阵测温圆孔（111）和激光定位圆孔（112）；上壳体（11）的顶部端面下侧边设有矩形孔（113），矩形孔（113）与测温主板的端子排相对应；所述上壳体（11）的内部设有三个用于安装测温主板的第二螺纹孔（114）；上壳体（11）两侧设有两个第三螺纹孔（115），上壳体（11）通过第三螺纹孔（115）与下挡板（12）相连接。

2.根据权利要求1所述的非接触式红外点阵测温装置，其特征在于，所述测温主板包括激光电路、通讯电路、电源电路、温度传感器电路、CPU电路；所述CPU电路分别连接激光电路、通讯电路、电源电路、温度传感器电路。

3.根据权利要求2所述的非接触式红外点阵测温装置，其特征在于，所述电源电路包括二极管D1、D4、D5、D6，稳压器U1，电阻R19，电容C1、C2、C7、C8；所述二极管D1、D4、D5、D6依次串联连接，二极管D1的正极连接3.3V电源，二极管D6的负极通过电阻R19连接稳压器U1的输入端；电容C1、C2均跨接于稳压器U1的输入端和地之间，电容C7、C8均跨接于稳压器U1的输出端和地之间；所述电源电路输出为3.3V。

4.根据权利要求3所述的非接触式红外点阵测温装置，其特征在于，所述二极管D1、D4、D5、D6均为1N4007二极管。

5.根据权利要求2所述的非接触式红外点阵测温装置，其特征在于，所述通讯电路包括通讯芯片U4，电阻R4、R5、R8、R10、R12，瞬态抑制二极管D2、D3，电容C9；所述电阻R5一端连接485通讯端RX，另一端连接通讯芯片U4；所述电阻R5一端连接485通讯端TX，另一端连接通讯芯片U4；电容C9一端连接通讯芯片U4，另一端连接地；电阻R4一端连接通讯芯片U4，另一端连接地；电阻R12一端连接通讯芯片U4，另一端连接3.3V电源；电阻R8跨接于电阻R4和电阻R12之间；瞬态抑制二极管D2、D3均分别连接通讯芯片U4和地。

6.根据权利要求2所述的非接触式红外点阵测温装置，其特征在于，所述温度传感器电路包括红外传感器阵列U5，电阻R9、R11、R15、R16；电阻R9一端连接红外传感器阵列U5，另一端分别连接CPU和上拉电阻R15；电阻R15另一端连接3.3V电源；电阻R11一端连接红外传感器阵列U5，另一端分别连接CPU和上拉电阻R16；电阻R16另一端连接3.3V电源。

7.根据权利要求6所述的非接触式红外点阵测温装置，其特征在于，所述电阻R9、R11均为33欧的电阻，所述电阻R15、R16均为4.7千欧电阻。

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