CN213632454U - 一种阵列式温度传感器测温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种阵列式温度传感器测温装置，该测温装置包括阵列式温度传感器、阵列式模数转换器、综合数据处理单元和监控系统；所述阵列式温度传感器贴合在待测温物体的外侧或内侧，由若干个温度传感器通过嵌入套膜矩阵排列，并覆盖待测温物体的温度场；所述阵列式温度传感器与阵列式模数转换器通过温度传感器排线连接，阵列式模数转换器与综合数据处理单元有线连接，综合数据处理单元与监控系统通讯连接。本实用新型与传统手持测温仪对待测温物体进行测温相比，能够对待测温物体进行实时测温，并分析待测温物体温度场过去的温度变化的情况，预判待测温物体温度场未来的温度变化的情况。

Description

一种阵列式温度传感器测温装置

技术领域

本实用新型涉及设备温度检测设备技术领域，特别涉及一种阵列式温度传感器测温装置。

背景技术

开关柜的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备。开关柜内的部件主要有断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器以及各种保护装置等组成。电力系统中开关柜内电气设备的发热部位和发热温度都会以一定规律映射到在空间位置相对应的柜体外壳上，发热部位与相对应外壳之间存在相互关联。

电力巡视人员通常利用发热部位与相对应外壳之间相互关联的特性，手持测温仪对开关柜进行测温，若测温仪显示开关柜某一处温度过高，则说明柜内相应位置处的电气设备存在运行问题，且可能影响其他运行中的电气设备。上述巡视测温方式虽能够发现存在运行问题的电气设备，但无法对开关柜进行实时测温，并分析开关柜过去的温度变化的情况，预判开关柜未来的温度变化的情况。此外，部分电气设备只有在运行时发热，并非实时运行，因此上述巡视测温方式无法及时发现。

实用新型内容

为解决上述问题、本实用新型提供一种阵列式温度传感器测温装置。

本实用新型采用的技术方案为：

一种阵列式温度传感器测温装置，该测温装置包括阵列式温度传感器、阵列式模数转换器、综合数据处理单元和监控系统；所述阵列式温度传感器贴合在待测温物体的外侧或内侧，由若干个温度传感器通过嵌入套膜矩阵排列，并覆盖待测温物体的温度场；所述阵列式温度传感器与阵列式模数转换器通过温度传感器排线连接，阵列式模数转换器与综合数据处理单元有线连接，综合数据处理单元与监控系统通讯连接。

优选的，所述阵列式模数转换器由若干个模数转换器集成构成，若干模数转换器与若干温度传感器一一对应，且通过温度传感器排线连接。

优选的，所述阵列式模数转换器与综合数据处理单元之间还设有时差调整器。

优选的，所述阵列式温度传感器的若干温度传感器能够独立拆装，对矩阵排列的覆盖面积进行变更。

优选的，所述阵列式模数转换器与综合数据处理单元能够相互独立，或集成于一体。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型与传统手持测温仪对开关柜进行测温相比，能够对开关柜进行实时测温。本实用新型能够分析开关柜温度场过去的温度变化的情况，预判开关柜温度场未来的温度变化的情况。

2.本实用新型与传统的温度场传感器相比，阵列式温度传感器具有灵敏度高、抗干扰强、线性度好、低功耗等特点，且温度场传感器布置为采用矩阵阵列布置，能够详细且详尽的反映开关柜温度场的温度分布情况。

3.本实用新型与传统手持测温仪对开关柜进行测温相比，能够节省大量人力劳动。

4.本实用新型与传统手持测温仪对开关柜进行测温相比，造价低廉，且使用方便。

附图说明

图1为本实用新型的整体布置示意图；

图2为本实用新型的局部布置示意图；

图3为开关柜温度场模型示意图。

图4为开关柜温度场梯度示意图；

图1—2中，1—阵列式温度传感器、2—温度传感器、3—套膜、4—温度传感器排线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例的附图，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付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。

如图1-2所示，本实用新型是一种阵列式温度传感器测温装置，该测温装置包括阵列式温度传感器1、阵列式模数转换器、综合数据处理单元和监控系统。所述阵列式温度传感器1贴合在开关柜的柜体外侧或柜体外壳靠带电体内侧，由若干个温度传感器2通过嵌入套膜3形成矩阵排列，覆盖柜体温度场。所述阵列式温度传感器1的若干温度传感器能够独立拆装，对矩阵排列的覆盖面积进行变更。相较于传统的温度场传感器，阵列式温度传感器1具有灵敏度高、抗干扰强、线性度好、低功耗等特点，且阵列式温度传感器1采用矩阵排列布置，该布置能够详细且详尽的反映开关柜温度场的温度分布情况，在布置和调试过程中能够会进行算法现场验证及测试。套膜3是传感器阵列式布置的关键，通过套膜3使得若干个温度传感器2、温度传感器排线4、被测试体三者完美的结合在一起，若干个温度传感器2嵌入套膜3的“矩阵”中才具有阵列式布置的特点。所述阵列式温度传感器1与阵列式模数转换器通过温度传感器排线4 连接，阵列式模数转换器与综合数据处理单元有线连接，综合数据处理单元与监控系统通讯连接。所述阵列式模数转换器与综合数据处理单元能够相互独立，或集成于一体。为了保证阵列式模数转换器的准确性和稳定性，本发明的阵列式模数转换器由若干个模数转换器集成构成，若干模数转换器与若干温度传感器2一一对应，且通过温度传感器排线4连接。

由热力学可知热传导的三种方式为热传导、热对流和热辐射。热传导是热从温度较高的物体部分沿着物体表面传到温度较低的物体部分，其必要条件为接触。热对流是流体(如空气)内部质点发生相对位移的热量传递过程，其必要条件从宏观上看必须为物体的相对运动。热辐射是物体由于具有温度而向外辐射电磁波(即红外线)的现象，一个物体向外辐射能量的同时，还吸收从其他物体辐射来的能量，如果物体辐射出去的能量恰好等于在同一时间内所吸收的能量则辐射达到平衡，此时的温度即为物体的固有温度。

如图3所示，由于电力系统中开关柜通常处在室内且开关柜内的电气设备也通常在开关柜的封闭有限空间内，也就是开关柜在柜内和柜外环境都是稳定的，在这有限的空间内带电体和柜外壳之间的热传递既没有相接触的热传导条件也没有直接相对运动的热对流条件，也就是说开关柜内电气设备在带电运行时如有发热点或部位，该部位的热能基本是通过直接热辐射和间接热传递来传递至柜体外壳。此时带电设备的发热部位和发热温度都会以一定规律映射到在空间位置相对应的柜体外壳上。因此，可断定发热部位和相对应外壳之间是有一定关联的。利用该关联性，可根据开关柜历史温度梯度场数据进行累积与整合来分析其过去温度累积变化的情况，利用微积分式形成温度场梯度及梯度变化率可视化算法，并将此种可视化算法存储于监控系统内，使得该阵列式温度传感器测温装置通过对开关柜进行实时测温，能够分析开关柜过去的温度变化的情况，预判开关柜未来的温度变化的情况。

利用该阵列式温度传感器测温装置对开关柜进行测温时，首先进行装置固定，将若干个温度传感2器嵌入套膜3矩阵排列，形成阵列式温度传感器1，并将阵列式温度传感器1贴合在柜体外侧或柜体外壳靠带电体内侧，同时与阵列式模数转换器通过温度传感器排线4连接，并将阵列式模数转换器与综合数据处理单元有线连接，同时综合数据处理单元与监控系统通讯连接；然后阵列式传感器采集的柜体温度场数据，经阵列式模数转换器进行A/D模数转换，即可形成数字信号；然后综合数据处理单元根据监测系统控制指令，将数字信号进行排列及收集形成初步数据，并将初步数据反馈至监测系统；然后监测系统通过内部抗干扰算法过滤、提取和采集初步数据中的关键特征数据；最后形成测温结果，监测系统通过内部可视化算法对关键特征数据进行处理，并通过计算机显示装置能够时刻动态显示柜外壳的温度热力图及温度场梯度图。需要说明的是，该测温装置不仅适用于开关柜测温，同样也适用于其他发热设备的测温。

由于阵列式温度传感器1的若干个温度传感器2在温度采集过程中受电流及电信号等因素影响。因此需要利用微积分式形成抗干扰算法，过滤温度传感器2因电流、电信号、公屏干扰信号而产生的一些突变量。此外，本发明的阵列式温度传感器1贴合在柜体外壳上的贴合方式分为二种，一种为不停电时贴合在柜体外壳外侧，另一种为结合检修停电机会贴合在柜体外壳靠带电体内侧。这二种贴合方式的不同点在于可视化的算法不同，相同点在于都能根据不同的可视化算法来反映柜内发热部位状况。

为了使得阵列式模数转换器获得阵列式温度传感器1采集的柜体温度场数据同步。所述阵列式模数转换器与综合数据处理单元之间还设有时差调整器。在形成数字信号之前，还可利用差调整器进行时差调整，通过时差调整器向阵列式温度传感器1的若干温度传感器2发送等长信号波，通过信号波返回时差调整器调整每个温度传感器2的测温时间，使得阵列式模数转换器获得阵列式温度传感器1采集的柜体温度场数据同步。

Claims (5)

1.一种阵列式温度传感器测温装置，其特征在于：该测温装置包括阵列式温度传感器、阵列式模数转换器、综合数据处理单元和监控系统；所述阵列式温度传感器贴合在待测温物体的外侧或内侧，由若干个温度传感器通过嵌入套膜矩阵排列，并覆盖待测温物体的温度场；所述阵列式温度传感器与阵列式模数转换器通过温度传感器排线连接，阵列式模数转换器与综合数据处理单元有线连接，综合数据处理单元与监控系统通讯连接。

2.根据权利要求1所述的测温装置，其特征在于：所述阵列式模数转换器由若干个模数转换器集成构成，若干模数转换器与若干温度传感器一一对应，且通过温度传感器排线连接。

3.根据权利要求1所述的测温装置，其特征在于：所述阵列式模数转换器与综合数据处理单元之间还设有时差调整器。

4.根据权利要求1所述的测温装置，其特征在于：所述阵列式温度传感器的若干温度传感器能够独立拆装，对矩阵排列的覆盖面积进行变更。

5.根据权利要求1所述的测温装置，其特征在于：所述阵列式模数转换器与综合数据处理单元能够相互独立，或集成于一体。

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