CN212808577U - 一种电伴热带监测仪 - Google Patents
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Abstract
一种电伴热带监测仪，包括电源、微处理器MCU控制单元、显示屏、有线通讯单元、无线通讯单元、温度传感器、电压互感器、电流互感器和固态继电器；电源连接微处理器MCU控制单元；微处理器MCU控制单元分别与显示屏、有线通讯单元、无线通讯单元、温度传感器、电压互感器、电流互感器和固态继电器连接；外部主电气220V交流电源通过固态继电器连接在电伴热带上；温度传感器、电压互感器和电流互感器的另一端与电伴热带相连。解决了电伴热带监测困难的技术问题，实现了短路、短路、低温、高温和老化监测。
Description
技术领域
本实用新型属于监测仪器技术领域，特别是涉及一种新型电伴热带监测仪。
背景技术
电伴热带是由导电聚合物和两根平行金属导线及绝缘护层构成，在现有各个领域有着重要应用。由于电伴热带会随着自身温度的升高电流减小，发热量也会减小，因此现有技术中还没有可以实现对电伴热带的断裂、短路或老化实现监测的装置。
实用新型内容
本实用新型提供了一种新型电伴热带监测仪，解决了电伴热带监测困难的技术问题。
为了实现上述目的，本实用新型的具体技术方案是，一种电伴热带监测仪，包括电源、微处理器MCU控制单元、显示屏、有线通讯单元、无线通讯单元、温度传感器、电压互感器、电流互感器和固态继电器；电源连接微处理器MCU控制单元；微处理器MCU控制单元分别与显示屏、有线通讯单元、无线通讯单元、温度传感器、电压互感器、电流互感器和固态继电器连接；外部主电气220V交流电源通过固态继电器连接在电伴热带上；温度传感器、电压互感器和电流互感器的另一端与电伴热带相连。
进一步的，显示屏用于显示电伴热带的各项参数和控制电伴热带监测仪的配置；温度传感器为PT100，用于采集电伴热带的温度信息；微处理器MCU控制单元用于各项参数的处理及输出。
进一步的，电流互感器用于采集电伴热带的工作电流，并将电流信息传递给微处理器MCU控制单元；电压互感器用于采集电伴热带的工作电压，并将电压信息传递给微处理器MCU控制单元。
进一步的，所述电伴热带监测仪还包括上位控制主机；上位控制主机通过有线通讯单元实现与电伴热带监测仪的有线连接，通过无线通讯单元实现与电伴热带监测仪的无线连接；所述有线通讯单元为 RS485通信模块，无线通讯单元为无线433MHz LORA模块。
本实用新型相比现有技术的有益效果：通过对电伴热带温度和电流的监测，从而再通过同一温度下电流的电流大小对比，进而实现了电伴热带老化情况的监测；通过在稳态电流情况下对电伴热带电流的监测，从而当电流突然增大时，迅速判断电伴热带过流或短路，进而实现电伴热带过流或短路的监测；而当其电流突然降低，则迅速判断电伴热带断路的出现；另外通过电压互感器来采集电伴热带的电压值进而来实现对电压的监测；而当电伴热带出现问题，超过各项参数预设阈值的情况下，微处理器MCU控制单元通过无线通讯单元或有线通讯单元向上位控制主机发送报警信息。另外当温度传感器采集到电伴热带温度过低时，还可以通过控制固态继电器通断来使外部主电气 220V交流电源与电伴热带导通，从而实现对电伴热带的加热。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，所述电伴热带监测仪，包括24V直流电源、微处理器MCU控制单元、显示屏、RS485通信模块、无线433MHz LORA 模块、PT100温度传感器、电压互感器、电流互感器和固态继电器； 24V直流电源连接微处理器MCU控制单元；微处理器MCU控制单元分别与显示屏、有线通讯单元、无线通讯单元、温度传感器、电压互感器、电流互感器和固态继电器连接；外部主电气220V交流电源通过固态继电器连接在电伴热带上；温度传感器、电压互感器和电流互感器的另一端与电伴热带相连。所述微处理器MCU控制单元选用 STM32F103RBT6；电压互感器选用ZMPT107；电流互感器型号为 DL-CT01CL变比为1:2000。
示例性的，显示屏用于显示电伴热带的各项参数和控制电伴热带监测仪的配置；温度传感器为PT100，用于采集电伴热带的温度信息；微处理器MCU控制单元用于各项参数的处理及输出。可以通过连接按键来实现调节设置。
示例性的，显示屏为触摸屏，在实现显示功能的同时可以通过触摸屏实现微处理器MCU控制单元的参数控制、调节。
示例性的，电流互感器用于采集电伴热带的工作电流，并将电流信息传递给微处理器MCU控制单元；电压互感器用于采集电伴热带的工作电压，并将电压信息传递给微处理器MCU控制单元。
示例性的，所述电伴热带监测仪还包括上位控制主机；上位控制主机通过有线通讯单元实现与电伴热带监测仪的有线连接，通过无线通讯单元实现与电伴热带监测仪的无线连接。
在本实用新型的一个实施例中，电流互感器负责采集电伴热带工作电流，将大幅度交流信号转化为小幅度交流信号，之后信号再经过控制板电流测量电路转换后，由动态交流信号变为动态直流信号，该信号由微处理器MCU控制单元进行采样运算处理。电压互感器负责采集电伴热带工作电压，将大幅度交流信号转化为小幅度交流信号，之后信号再经过控制板电压测量电路转换后，由动态交流信号变为动态直流信号，该信号由微处理器MCU控制单元进行采样运算处理。温度传感器负责采集电伴热带发热温度和受热体实际温度，温度信号经过控制板温度采集电路放大处理后，进入微处理器MCU控制单元进行采样运算处理。固态继电器规格是DC-24V直流输入控AC-220V 交流输出，主控板通过板载DC-24V直流中间继电器控制外部主电气部件220V交流固态继电器通断，达到给电伴热带加热目的。
本实用新型一个实施例中，所述供电电源为：220VAC(外部供电)、 24VDC(内部)；温度测量范围为-40℃～255℃；电压测量范围为0～400 VAC；电流测量范围为0～50A；工作环境温度-40℃～80℃；通信方式为RS485、LORA或WiFi中的一种；设备防暴等级Exd IIBT6。
在本实用新型的一个实施例中，所述电伴热带监测仪外部还设置有铝合金制成的壳体。其在使用过程中可以采用壁挂式或者抱杆式固定。
所述电伴热带监测仪通过PT100温度传感器实现对电伴热带的热伴温度的实时监测；然后通过在微处理器MCU控制单元内设置电伴热带超温阈值、低温阈值、低压阈值、超压阈值以及电流阈值的设置。从而在电伴热带通电加热时，自身温度不断上升，温度变化量不规则，规定此种温度为暂态温度，此时状态为暂态温度状态。暂态温度只能反映显示系统的实时温度，不能作为判定其他状态的基础数据。经过初始上电升温加热过程后，伴热带温度变化量趋于稳定，当实测温度变化量连续小于平均温度一定阈值时，认为此温度为稳态温度。此时为稳态温度状态，系统从5℃起始，以5℃为步进增值，至 70℃为止，记录以上各稳态温度值下的电伴热带电流数据。当温度低于温度下限阈值时，微处理器MCU控制单元控制固态继电器导通，从而实现对电伴热带的加热。而当温度过高时，微处理器MCU控制单元控制固态继电器断开，从而实现电源断开停止电伴热带的加热。
工作过程中，当检测到电伴热带电流处于暂态电流时，不作为评判指标；而当检测到电伴热带电流处于稳态电流时，则系统开始采集电流信息，从而通过电流信息的变化来判断，电伴热带的老化性能及是否存短路情况；在稳态电流情况下，电流出现了突然升高情况，则判断电伴热带出现了短路，同时通过RS485通信模块、无线 433MHz LORA模块向上位控制主机发出报警信息，同时显示屏也会出现报警信息。在同一温度下，根据之前该温度下测定的电流大小与现阶段电流大小变化进行对比，从而来判断电伴热带的老化情况。稳态电流是系统判断短路、断路、过流的依据，系统只有处于稳态电流状态才会判断短路、断路、过流故障。温度传感器用于采集电伴热带的温度信息，在电伴热带的温度高于阈值时，微处理器MCU控制单元发出报警信息，而当温度低于阈值时，控制固态继电器导通，从而通过外部主电气220V交流电源为电伴热带通电加热。当加热达到预设温度，则再控制固态继电器断开。当仪器在电伴热带处于稳态电流时，电压互感器用于采集电伴热带的电压值，而当电压高于预先设置阈值时，则发出报警。
通过对电伴热带温度和电流的监测，从而再通过同一温度下电流的电流大小对比，进而实现了电伴热带老化情况的监测；通过在稳态电流情况下对电伴热带电流的监测，从而当电流突然增大时，迅速判断电伴热带过流或短路，进而实现电伴热带过流或短路的监测；而当其电流突然降低，则迅速判断电伴热带断路的出现；另外通过电压互感器来采集电伴热带的电压值进而来实现对电压的监测；而当电伴热带出现问题，超过各项参数预设阈值的情况下，微处理器MCU控制单元通过无线通讯单元或有线通讯单元向上位控制主机发送报警信息。另外当温度传感器采集到电伴热带温度过低时，还可以通过控制固态继电器通断来使外部主电气220V交流电源与电伴热带导通，从而实现对电伴热带的加热。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种电伴热带监测仪，其特征在于：包括电源、微处理器MCU控制单元、显示屏、有线通讯单元、无线通讯单元、温度传感器、电压互感器、电流互感器和固态继电器；电源连接微处理器MCU控制单元；微处理器MCU控制单元分别与显示屏、有线通讯单元、无线通讯单元、温度传感器、电压互感器、电流互感器和固态继电器连接；外部主电气220V交流电源通过固态继电器连接在电伴热带上；温度传感器、电压互感器和电流互感器的另一端与电伴热带相连。
2.根据权利要求1所述的电伴热带监测仪，其特征在于：显示屏用于显示电伴热带的各项参数和控制电伴热带监测仪的配置；温度传感器为PT100，用于采集电伴热带的温度信息；微处理器MCU控制单元用于各项参数的处理及控制输出。
3.根据权利要求1所述的电伴热带监测仪，其特征在于：电流互感器用于采集电伴热带的工作电流，并将电流信息传递给微处理器MCU控制单元；电压互感器用于采集电伴热带的工作电压，并将电压信息传递给微处理器MCU控制单元。
4.根据权利要求1所述的电伴热带监测仪，其特征在于：所述电伴热带监测仪还包括上位控制主机；上位控制主机通过有线通讯单元实现与电伴热带监测仪的有线连接，通过无线通讯单元实现与电伴热带监测仪的无线连接；所述有线通讯单元为RS485通信模块，无线通讯单元为无线433MHz LORA模块。
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| CN202021477299.7U CN212808577U (zh) | 2020-07-24 | 2020-07-24 | 一种电伴热带监测仪 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113064014A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-07-02 | 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 | 一种电伴热带的检测方法、装置、设备和介质 |
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