CN217384463U - 一种接触网非接触式温度监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种接触网非接触式温度监测装置，包括：封装于壳体内的MCU微控制单元，MCU微控制单元连接无线通信模块、加速度传感器、第一I2C总线缓冲器，第三I2C总线缓冲器；无线通信模块接天线，第一I2C总线缓冲器连接第一红外传感器，第三I2C总线缓冲器经I2C总线连接设置于壳体外的防水连接器，防水连接器通过I2C总线连接多路设置于壳体外的外置红外传感器；壳体内设置第一电源、壳体外设置第二电源，第一电源与第二电源的输出端并接，且共同为接触网非接触式温度监测装置供电。通过非接触式的第一红外传感器和第二红外传感器对接触网进行温度监测，监测范围更大，能多点监测。支持无线通信，无需布线。

Description

一种接触网非接触式温度监测装置

技术领域

本实用新型涉及接触网温度监测装置领域，尤其涉及一种接触网非接触式温度监测装置。

背景技术

电气化铁路接触网是沿电气化铁路线上空架设，用以向电力机车供电的特殊形式的输电线路，简称接触网。在庞大的电气化铁路接触网中，设置有诸多的电连接、隔离开关等电气连接部件，通过这些电气连接部件将接触网供电线路连通。

电连接、隔离开等电气连接部件，常年工作在野外恶劣的环境中，受到风吹、日晒、雨淋、冰雪侵蚀，高低温导致的金属热胀冷缩等环境因素的影响，以及27.5KV交流高压、牵引电流冲击、电气连接部件自身物理特性的影响，久而久之就会出现电气连接部件氧化、接触不良，造成其发热、烧坏、断电等故障。更有甚者，由于电连接接触不良，经常出现电流通过其它设备如吊弦、承力索、定位器等分流现象，导致非导流设备烧损。给电气化铁路行车安全带来重大隐患。

为保证电气化铁路接触网供电安全可靠，需实时监测接触网电连接线夹、隔离开关等电气连接部件的异常工作温度，根据温度异常判断预测接触网异常。目前，铁路系统检测接触网温度时使用最多的主要有以下两种在线温度监测手段。一种是接触式测温，常用接触式温度传感器进行温度监测，优点是体积小巧、自备电源使用寿命长、安装方便、布点安装快捷、免维护、价格较低，缺点是有线缆牵绊、线缆受高温影响、点温监测容易“以点盖面”测温涵盖面积小。另一种是非接触式测温，常用高分辨率红外热成像设备进行温度监测，优点是与被监测物不接触、测量高温量程大、“以面涵点”测温涵盖面积大，缺点是体积大、供电复杂、安装复杂、布点安装困难、需定期维护、价格昂贵。这两种监测手段在铁路接触网的实际应用过程中，都不是很理想，具有一定的局限性，各有优缺点，不能互补。如果能研制一款集上述优点于一身，同时避免其缺点的在线温度监测装置，就能解决当前接触网温度监测出现的“温度监测盲区”问题，及时避免发生危及行车安全的情况。

实用新型内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本实用新型提供一种接触网非接触式温度监测装置。

本实用新型提供的一种接触网非接触式温度监测装置，包括：封装于壳体内的MCU微控制单元，MCU微控制单元通过SPI总线连接无线通信模块，无线通信模块接天线；MCU微控制单元连接加速度传感器；MCU微控制单元连接第一I2C总线缓冲器，第一I2C总线缓冲器连接第一红外传感器；

所述MCU微控制单元连接第三I2C缓冲器，第三I2C缓冲器经I2C总线连接设置于壳体外的防水连接器，防水连接器通过I2C总线连接多路设置于壳体外的外置红外传感器；

所述壳体内设置第一电源、所述壳体外设置第二电源，所述防水连接器通过电源线将第一电源与第二电源的输出端并接，第一电源和第二电源共同为接触网非接触式温度监测装置供电。

更进一步地，所述外置红外传感器包括第二I2C缓冲器，所述第二I2C缓冲器连接第二红外传感器，所述第二I2C总线缓冲器连接所述防水连接器，所述防水连接器将所述第二I2C总线缓冲器连接第三I2C总线缓冲器。

更进一步地，所述天线采用双极化天线，所述无线通信模块经选择开关连接双极化天线的垂直极化天线和水平极化天线，所述选择开关连接所述无线通信模块。

更进一步地，所述第一电源包括第一锂亚电池，所述第一锂亚电池电连接第一电源管理模块，所述第一电源管理模块输出端为接触网非接触式温度监测装置供电。

更进一步地，所述第二电源包括第二锂亚电池，所述第二锂亚电池电连接第二电源管理模块，所述第二电源管理模块输出端为接触网非接触式温度监测装置供电。

更进一步地，第一红外传感器和第二红外传感器采用红外热电堆阵列传感器。

更进一步地，所述壳体可拆装连接于转动台，所述转动台可调转动连接于固定座，所述固定座底部设置有夹持机构。

本实用新型实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本实用新型通过非接触式的第一红外传感器和第二红外传感器对接触网进行温度监测，相比接触式的监测方式，监测范围更大，每个接触网非接触式温度监测装置配置一个第一红外传感器和若干外置红外传感器，能多点监测。且MCU微控制单元通过无线通信模块将温度监测信息无线传输给上位机，无需布线。

本实用新型采用红外热电堆阵列传感器，能够实现范围温度监测，且成本低。

本实用新型采用配置于壳体内的第一电源和配置于壳体外的第二电源供电，一方面，保证本申请一种接触网非接触式温度监测装置供电充足，另一方面实现供电冗余，保证可靠性。

本实用新型天线采用双极化天线，无线通信模块能够根据无线信号强度切换到垂直极化天线或水平极化天线，以最佳的方式进行无线通信，保证无线通信质量。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种接触网非接触式温度监测装置的电路示意图；

图2为本实用新型提供的天线、选择开关和无线通信模块的示意图；

图3为本实用新型提供的第一电源和第二电源的示意图；

图4为本实用新型提供的一种接触网非接触式温度监测装置的结构示意图。

图中标号及含义如下：1、天线，2、无线通信模块，3、MCU微控制单元，4、第一电源，5、第一I2C总线缓冲器，6、第一红外传感器，7、第三I2C总线缓冲器，8、加速度传感器，9、外置红外传感器，10、防水连接器，11、第二电源。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，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的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。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

参阅图1所示，本实用新型实施例提供，包括：封装于壳体内的MCU微控制单元3，MCU微控制单元3通过SPI总线连接无线通信模块2，无线通信模块2接天线1。具体的，如图2所示，所述天线1采用双极化天线，所述无线通信模块2经选择开关连接双极化天线的垂直极化天线和水平极化天线，所述选择开关连接所述无线通信模块2。所述无线通信模块2自动根据信号强度切换到信号更好的垂直极化天线或水平极化天线上。

所述MCU微控制单元3连接加速度传感器8；所述加速度传感器8采用三轴加速度传感器，通过加速度传感器监测一种接触网非接触式温度监测装置的振动。

MCU微控制单元3连接第一I2C总线缓冲器5，第一I2C总线缓冲器5连接第一红外传感器6；所述第一红外传感器6设置于所述壳体上。一种可行的所述第一红外传感器6采用红外热电堆阵列传感器，红外热电堆阵列传感器配置测量其所处环境温度的环境温度传感器，将红外信号和环境温度传感器测量的环境温度传给所述MCU微控制单元3。所述MCU微控制单元3根据环境温度对红外信号得到的温度进行补偿。

所述MCU微控制单元3连接第三I2C总线缓冲器7，第三I2C总线缓冲器7经I2C总线连接设置于壳体外的防水连接器10，所述防水连接器10通过I2C总线连接多路设置于壳体外的外置红外传感器9；使得多路设置于壳体外的外置红外传感器9经第三I2C总线缓冲器7与所述MCU微控制单元3连接。具体实施过程中，所述外置红外传感器9包括第二I2C总线缓冲器，所述第二I2C总线缓冲器连接第二红外传感器，所述第二I2C总线缓冲器经I2C总线连接到防水连接器10，防水连接器10将第二I2C总线缓冲器连接第三I2C总线缓冲器。所述第二红外传感器采用红外热电堆阵列传感器。

参阅图3所示，所述壳体内设置第一电源4、所述壳体外设置第二电源11，所述防水连接器10通过电源线将第一电源4与第二电源11的输出端并接，第一电源4和第二电源11共同为接触网非接触式温度监测装置供电。具体实施过程中，所述第一电源4包括第一锂亚电池，所述第一锂亚电池电连接第一电源管理模块，所述第一电源管理模块输出端为接触网非接触式温度监测装置供电。所述第二电源11包括第二锂亚电池，所述第二锂亚电池电连接第二电源管理模块，所述第二电源管理模块输出端与第一电源管理模块输出端并联，与第一电源管理模块输出端一起给接触网非接触式温度监测装置供电。具体的，第一电源4和第二电源11共同为无线通信模块2、MCU微控制单元3、第一I2C总线缓冲器5、第一红外传感器6、第三I2C总线缓冲器7、加速度传感器8和外置红外传感器9供电。

所述壳体的底部设置有壳体底座，壳体底座上设置有螺栓孔，壳体底座上的螺栓孔对应转动台上的螺栓孔，在螺栓孔连接螺栓经壳体可拆装连接于转动台上，所述转动台可调转动连接于固定座。具体的，所述固定座顶部相对设置固定板，固定板之间设置有转轴，所述转动台转动连接于所述转轴，所述固定板上设置有以转轴为圆心的弧形的定位槽，紧固螺栓穿过所述定位槽逻辑与所述转动台上；所述固定座底部设置有夹持机构，所述夹持机构包括与所述固定座底部相对的夹持板，夹持板通过夹持螺栓与所述固定座连接。

在本实用新型所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种接触网非接触式温度监测装置，其特征在于，包括：封装于壳体内的MCU微控制单元(3)，MCU微控制单元(3)通过SPI总线连接无线通信模块(2)，无线通信模块(2)接天线(1)；MCU微控制单元(3)连接加速度传感器(8)；MCU微控制单元(3)连接第一I2C总线缓冲器(5)，第一I2C总线缓冲器(5)连接第一红外传感器(6)；

所述MCU微控制单元(3)连接第三I2C总线缓冲器(7)，第三I2C总线缓冲器(7)经I2C总线连接设置于壳体外的防水连接器(10)，防水连接器(10)通过I2C总线连接多路设置于壳体外的外置红外传感器(9)；

所述壳体内设置第一电源(4)、所述壳体外设置第二电源(11)，所述防水连接器(10)通过电源线将第一电源(4)与第二电源(11)的输出端并接，第一电源(4)和第二电源(11)共同为接触网非接触式温度监测装置供电。

2.根据权利要求1所述一种接触网非接触式温度监测装置，其特征在于，所述外置红外传感器(9)包括第二I2C总线缓冲器，所述第二I2C总线缓冲器连接第二红外传感器，所述第二I2C总线缓冲器连接所述防水连接器(10)。

3.根据权利要求1所述一种接触网非接触式温度监测装置，其特征在于，所述天线(1)采用双极化天线，所述无线通信模块(2)经选择开关连接双极化天线的垂直极化天线和水平极化天线，所述选择开关连接所述无线通信模块(2)。

4.根据权利要求1所述一种接触网非接触式温度监测装置，其特征在于，所述第一电源(4)包括第一锂亚电池，所述第一锂亚电池电连接第一电源管理模块，所述第一电源管理模块输出端为接触网非接触式温度监测装置供电。

5.根据权利要求1所述一种接触网非接触式温度监测装置，其特征在于，所述第二电源(11)包括第二锂亚电池，所述第二锂亚电池电连接第二电源管理模块，所述第二电源管理模块输出端与第一电源管理模块输出端并联，为接触网非接触式温度监测装置供电。

6.根据权利要求1或2所述一种接触网非接触式温度监测装置，其特征在于，第一红外传感器和第二红外传感器采用红外热电堆阵列传感器。

7.根据权利要求1所述一种接触网非接触式温度监测装置，其特征在于，所述壳体可拆装连接于转动台，所述转动台可调转动连接于固定座，所述固定座底部设置有夹持机构。

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