CN219736590U - 一种用于户外电缆测温的传感器及其供电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于户外电缆测温的传感器及其供电电路。所述传感器，包括弹簧(2)，所述弹簧(2)可以在弹力作用下抱紧电缆(1)，所述弹簧(2)内部对称设有转轴(3)，所述转轴(3)外围对称活动连接有转轴支架(4)，两个所述转轴支架(4)之间固定连接有主支架(5)，所述主支架(5)底部连接有传感器底座(7)。所述供电电路，包括光伏组件、充电电路和供电电路；光伏组件包括一片或多片低压微光型多晶硅光伏组件S1。本实用新型采用弱光型光伏组件+电池相结合的供电方式，既可充分利用光能，另外也减少了电池的容量，减少了尺寸，可以在户外或具备弱光光照的环境下使用。

Description

一种用于户外电缆测温的传感器及其供电电路

技术领域

本实用新型涉及户外电缆测温领域，具体来说，涉及一种用于户外电缆测温的传感器及其供电电路。

背景技术

目前电力行业的无线测温传感器，一部分是使用电池供电的，另外一部分是使用CT无源取电的。

使用电池供电的系统，通常是使用一次性电池，由于电池容量的限制，需要定期更换电池，增加了维护的工作量和维护成本。

而使用CT取电的结构，线圈增加了体积，同时还会存在电流较小无法供电的问题。

现有公开号：CN211740434U，公开了一种电力电缆接头立体测温无线传感器，涉及电力设备技术领域。

该实用新型虽然能够便捷高效的实现对于电力电缆的温度的准确在线监测，但是在实际使用中，使用的是电池进行供电，由于电池容量的限制，需要定期更换电池，增加了维护的工作量和维护成本。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供了一种用于户外电缆测温的传感器及其供电电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

(二)技术方案

为实现解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型采用的具体技术方案如下：

一种用于户外电缆测温的传感器的供电电路，包括光伏组件、充电电路和供电电路；

所述光伏组件包括一片或多片低压微光型多晶硅光伏组件S1，采用并联或串联的方式连接；

将低压微光型多晶硅光伏组件S1的输出正极接入一个防反二极管D1，低压微光型多晶硅光伏组件S1的负端接入电源地；

在防反二极管D1输出和地之间并接一只二极管T1，同时将电容C1并接在二极管T1两端；

使用低功耗低功率的LDO作为稳压电源U1，以输出稳压的电压，此电源的输出电压为Sin，其值略低于电池的最高充电电压，LDO的电流与弱光电池能够输出的最大电流相匹配，通常情况下为几十mA，功率较大情况下可达到100mA以上，同时使用电容C2来进行滤波。

进一步的，充电电路中包含电池B1，电池B1的正极通过一自恢复保险丝连接到双刀双掷开关K1的一端，而电池B1的负极与电源地相连；

开关K1的另外一组引脚连接到光伏组件电路的输出端SIn上；

开关K1的两组开关的另外一极连接到一起，并通过防反二极管D2连接到输出端BatIn。

进一步的，供电电路采用低功耗低功率的线性稳压器U2作为电压转换器件，将电池与光伏组件合并后的电源电压转换为系统工作的电源电压；

在LDO的输入端并联二极管T2和电容CT1；

在LDO的输出端并联两组相同的电容CT2和CT3。

根据本发明的另一个方面还提供了一种用于户外电缆测温的传感器，为了达到电缆安装的目的，包括电缆，电缆适用直径：60-100毫米，其它直径可通过修改弹簧参数适应，所述弹簧可以在弹力作用下抱紧电缆，弹簧内部对称设有转轴，转轴的材质为不锈钢，弹簧的材质为弹簧钢，转轴外围对称活动连接有转轴支架，两个转轴支架之间固定连接有主支架，主支架的材质为不锈钢，主支架底部连接有传感器底座，传感器底座底部螺纹连接有透明盖，透明盖的材料为PVC，颜色为透明。

进一步的，传感器底座内部对称开设有螺钉槽，螺钉槽之间设有安装槽，安装槽内部设有通线孔。

进一步的，为了达到电路板安装的目的，安装槽内部安装有电路板，电路板一侧设有隔热板，隔热板一侧安装有电池和PCB天线，隔热板一侧设有上盖，上盖具备三个面，上盖内部开设有凹槽，凹槽一侧设有穿线孔，凹槽内部安装有微光电池板。

进一步的，传感器底座通过两个不锈钢螺丝与主支架连接，不锈钢螺丝在安装时通过橡胶垫片作为防水措施。

进一步的，隔热板内部开设有绑扎孔，绑扎孔一侧设有穿线路孔。

进一步的，上盖与传感器底座扣合后，将带有橡胶片的自攻丝穿入螺丝孔并紧固。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供了一种用于户外电缆测温的传感器及其供电电路，具备以下有益效果：

(1)、本实用新型在实际使用中，本方案采用弱光型光伏组件+电池相结合的供电方式，既可充分利用光能，另外也减少了电池的容量，减少了尺寸，可以在户外或具备弱光光照的环境下使用。

(2)、本实用新型在实际使用中，实现了一种能够对户外电力电缆测温的一种机械结构。可以安装在变压器的出线电缆、大电流电缆等多种电缆上测量电缆或电缆接头的温度，并将数据以无线的形式发送至接收终端进行显示。

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。

图1是根据本实用新型实施例的一种用于户外电缆测温的传感器供电电路中光伏组件的电路图；

图2是根据本实用新型实施例的一种用于户外电缆测温的传感器供电电路中充电电路的电路图；

图3是根据本实用新型实施例的一种用于户外电缆测温的传感器供电电路中供电电路的电路图；

图4是根据本实用新型实施例的一种用于户外电缆测温的传感器的结构框架图；

图5是根据本实用新型实施例的一种用于户外电缆测温的传感器的底座结构图；

图6是根据本实用新型实施例的一种用于户外电缆测温的传感器的爆炸图；

图7是根据本实用新型实施例的一种用于户外电缆测温的传感器的部分结构示意图；

图8是根据本实用新型实施例的一种用于户外电缆测温的传感器的部分结构示意图；

图9是根据本实用新型实施例的一种用于户外电缆测温的传感器的部分结构示意图；

图10是根据本实用新型实施例的一种用于户外电缆测温的传感器的部分结构示意图；

图11是根据本实用新型实施例的一种用于户外电缆测温的传感器的方框图。

图中：

1、电缆；2、弹簧；3、转轴；4、转轴支架；5、主支架；6、透明盖；7、传感器底座；8、螺钉槽；9、安装槽；10、通线孔；11、电路板；12、隔热板；13、电池；14、PCB天线；15、上盖；16、微光电池板；17、橡胶垫片；18、不锈钢螺丝；19、凹槽；20、穿线孔；21、绑扎孔；22、穿线路孔；23、自攻丝；24、无线接收模块；25、中心处理器模块；26、网络数据收发模块；27、温度判断模块；28、D/A转换器模块；29、移动端模块；30、电路断开开关模块；31、电压检测模块；32、电流检测模块；33、电量检测模块；34、PC端模块。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图，这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

根据本实用新型的实施例，提供了一种用于户外电缆测温的传感器及其供电电路。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明，如图1-图10所示，根据本实用新型实施例的一种用于户外电缆测温的传感器的供电电路，包括光伏组件、充电电路和供电电路。

实施例一

如图1-图3所示，对于光伏组件来说，光伏组件包括一片或多片低压微光型多晶硅光伏组件S1，采用并联或串联的方式连接；

将低压微光型多晶硅光伏组件S1的输出正极接入一个防反二极管D1用于防止在生产或调试时接反导致烧坏元件，低压微光型多晶硅光伏组件S1的负端接入电源地；

在防反二极管D1输出和地之间并接一只二极管T1，用于防止电压过高对后级电路造成的损坏，同时将电容C1并接在二极管T1两端，起到一个滤波作用；

使用低功耗低功率的LDO作为稳压电源U1，以输出稳压的电压，此电源的输出电压为Sin，其值略低于电池的最高充电电压，防止电池长时间处于极度饱和状态，LDO的电流与弱光电池能够输出的最大电流相匹配，通常情况下为几十mA，功率较大情况下可达到100mA以上；

同时使用电容C2来进行滤波，以减少因设备在发射无线信号期间造成的振荡和冲击。

通过上述技术方案，电路零件少，输出质量稳定可靠。由于光照变化影响电压变化，使用LDO可防止当电压过高时对电池进行过充。从而延长电池的使用寿命。

实施例二

如图1-图3所示，对于充电电路来说，充电电路中包含电池B1，电池B1的正极通过一自恢复保险丝连接到双刀双掷开关K1的一端，而电池B1的负极与电源地相连；

开关K1的另外一组引脚连接到光伏组件电路的输出端SIn上；

开关K1的两组开关的另外一极连接到一起，并通过防反二极管D2连接到输出端BatIn。

通过上述技术方案，可以通过K1完全断开供电和充电回路，F1可提供一定的保护作用，并且使得任一回路有电即可供电。

实施例三

如图1-图3所示，对于供电电路来说，供电电路采用低功耗低功率的线性稳压器U2作为电压转换器件，将电池与光伏组件合并后的电源电压转换为系统工作的电源电压；

在LDO的输入端并联二极管T2和电容CT1。

通过上述技术方案，T2起电压钳位作用，使输入电压在LDO的最高允许电压范围之内，起保护作用；电容CT1作为输入滤波和起缓冲作用；在LDO的输出端并联两组相同的电容CT2和CT3，起电源缓冲和滤波作用。

实施例四

请参阅附图4-10，通过本实用新型的另一个方面，还提供了一种用于户外电缆测温的传感器，包括电缆1，电缆1适用直径：60-100毫米，其它直径可通过修改弹簧参数适应，弹簧2可以在弹力作用下抱紧电缆1，弹簧2内部对称设有转轴3，转轴的材质为不锈钢，弹簧2的材质为弹簧钢，转轴3外围对称活动连接有转轴支架4，两个转轴支架4之间固定连接有主支架5，主支架5的材质为不锈钢，主支架5底部连接有传感器底座7，传感器底座7底部螺纹连接有透明盖6，透明盖6的材料为PVC，颜色为透明。

通过上述技术方案，使用两对弹簧2实现对电缆1的夹紧，通过调节弹簧2的粗细来调节夹紧力度，通过对弹簧2的夹紧臂长和弧度来调节电缆1直径，转轴3起支撑弹簧的作用，转轴3两端有卡扣和凸头，防止弹簧2脱落，主支架5是整个结构的主要结构，一方面连接转轴支架4，另外一方面连接传感器底座7，并且起到传输温度到传感器的作用，透明盖6，一方面起防水防尘作用，另外一方面透光，用于将光线传输到光伏板上，而且还具有螺纹配合，安装方便的功能。

实施例五

请参阅附图4-10，对于传感器底座7来说，传感器底座7内部对称开设有螺钉槽8，螺钉槽8之间设有安装槽9，安装槽9内部设有通线孔10，安装槽9内部安装有电路板11，电路板11一侧设有隔热板12，隔热板12一侧安装有电池13和PCB天线14，隔热板12一侧设有上盖15，上盖15具备三个面，上盖15内部开设有凹槽19，凹槽19一侧设有穿线孔20，凹槽19内部安装有微光电池板16。

通过上述技术方案，通过设置安装槽9，从而使得安装槽9便于安装电路板11，电路板11用于采集温度，并负责将数据以无线方式发送出去，其上采用MCU与无线模块一体的芯片，减少了芯片数量，提高了集成度，减少了电路板11尺寸，隔热板12将传感器与热接触的一侧隔离开，以减少热源对电池和光伏组件的影响，电池13采用小型聚合物电池，温度稳定性好。容量较高，体积较小，PCB天线14经过优化的PCB天线14，使得传输距离更远。信号更优，上盖15具备三个面，其中两个面用于安装微光电池板16，另外一个面靠近PCB天线14一侧，以减少信号在发射过程的衰减程度，微光电池板16采用小尺寸的微光电池作为光电转换器件，能够在当前设备的安装方式下提供足够多的电能；

其中，微光电池板16为一种用于户外电缆测温传感器的供电电路中的低压微光型多晶硅光伏组件S1。

实施例六

请参阅附图4-10，对于传感器底座7来说，传感器底座7通过两个不锈钢螺丝18与主支架5连接，不锈钢螺丝18在安装时通过橡胶垫片17作为防水措施，隔热板12内部开设有绑扎孔21，绑扎孔21一侧设有穿线路孔22，上盖15与传感器底座7扣合后，将带有橡胶片的自攻丝23穿入螺丝孔并紧固。

通过上述技术方案，将电池13的电源线和PCB天线14的信号线穿过隔热板12的穿线路孔22，焊接在电路板11上相应位置，并将电池13和PCB天线14使用耐高温扎带绑缚通过绑扎孔21固定到隔热板12上。

为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下就本实用新型在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。

工作原理：使用两对弹簧2实现对电缆1的夹紧，通过调节弹簧2的粗细来调节夹紧力度，通过对弹簧2的夹紧臂长和弧度来调节电缆1直径，转轴3起支撑弹簧的作用，转轴3两端有卡扣和凸头，防止弹簧2脱落，主支架5是整个结构的主要结构，一方面连接转轴支架4，另外一方面连接传感器底座7，并且起到传输温度到传感器的作用，透明盖6，一方面起防水防尘作用。另外一方面透光，用于将光线传输到光伏板上，而且还具有螺纹配合，安装方便的功能，通过设置安装槽9，从而使得安装槽9便于安装电路板11，电路板11用于采集温度，并负责将数据以无线方式发送出去，其上采用MCU与无线模块一体的芯片，减少了芯片数量，提高了集成度，减少了电路板11尺寸，隔热板12将传感器与热接触的一侧隔离开，以减少热源对电池和光伏组件的影响，电池13采用小型聚合物电池，温度稳定性好。容量较高，体积较小，PCB天线14经过优化的PCB天线14，使得传输距离更远。信号更优，上盖15具备三个面，其中两个面用于安装微光电池板16，另外一个面靠近PCB天线14一侧，以减少信号在发射过程的衰减程度，微光电池板16采用小尺寸的微光电池作为光电转换器件，能够在当前设备的安装方式下提供足够多的电能，将电池13的电源线和PCB天线14的信号线穿过隔热板12的穿线路孔22，焊接在电路板11上相应位置，并将电池13和PCB天线14使用耐高温扎带绑缚通过绑扎孔21固定到隔热板12上，通过设置无线接收模块24，从而使得户外电缆测温的传感器的温度模拟信息得以通过PCB天线14输送到无线接收模块24中，在通过无线接收模块24输送到D/A转换器模块28中，D/A转换器模块28将温度模拟信息转换成数字信息输送到中心处理器模块25中，中心处理器模块25会将温度数字信息通过网络数据收发模块26输入到PC端模块34和移动端模块29，方便使用者实时看到温度信息，同时中心处理器模块25还会将温度数字信息输送到温度判断模块27中进行判定，若是温度过高时，温度判断模块27通过中心处理器模块25和网络数据收发模块26将预警信息输送到PC端模块34和移动端模块29，方便使用者得知，同时温度判断模块27会令路断开开关模块30将电缆1断开，防止电缆1烧坏，通过设置电压检测模块31、电流检测模块32以及电量检测模块33，从而实时检测电池13的电压、电流和电量信息，并将实时检测电池13的电压、电流和电量信息通过中心处理器模块25和网络数据收发模块26输送到PC端模块34和移动端模块29中。

综上：本实用新型电路零件少，输出质量稳定可靠。由于光照变化影响电压变化，使用LDO可防止当电压过高时对电池进行过充。从而延长电池的使用寿命，可以通过K1完全断开供电和充电回路，F1可提供一定的保护作用，并且使得任一回路有电即可供电，T2起电压钳位作用，使输入电压在LDO的最高允许电压范围之内，起保护作用；电容CT1作为输入滤波和起缓冲作用；在LDO的输出端并联两组相同的电容CT2和CT3，起电源缓冲和滤波作用，本实用新型在实际使用中，本方案采用弱光型光伏组件+电池13相结合的供电方式，既可充分利用光能，另外也减少了电池13的容量，减少了尺寸，可以在户外或具备弱光光照的环境下使用。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，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 (6)

1.一种用于户外电缆测温的传感器，其特征在于，包括弹簧(2)，所述弹簧(2)可以在弹力作用下抱紧电缆(1)，所述弹簧(2)内部对称设有转轴(3)，所述转轴(3)外围对称活动连接有转轴支架(4)，两个所述转轴支架(4)之间固定连接有主支架(5)，所述主支架(5)底部连接有传感器底座(7)，所述传感器底座(7)底部螺纹连接有透明盖(6)；

所述传感器底座(7)内部对称开设有螺钉槽(8)，所述螺钉槽(8)之间设有安装槽(9)，所述安装槽(9)内部设有通线孔(10)。

2.根据权利要求1所述的一种用于户外电缆测温的传感器，其特征在于，所述安装槽(9)内部安装有电路板(11)，所述电路板(11)一侧设有隔热板(12)，所述隔热板(12)一侧安装有电池(13)和PCB天线(14)，所述隔热板(12)一侧设有上盖(15)，所述上盖(15)内部开设有凹槽(19)，所述凹槽(19)一侧设有穿线孔(20)，所述凹槽(19)内部安装有微光电池板(16)；

所述上盖(15)与传感器底座(7)通过带有橡胶片的自攻丝(23)螺纹连接；

所述隔热板(12)内部开设有绑扎孔(21)，所述绑扎孔(21)一侧设有穿线路孔(22)。

3.根据权利要求2所述一种用于户外电缆测温的传感器，其特征在于，所述传感器底座(7)通过两个不锈钢螺丝(18)与主支架(5)连接，所述不锈钢螺丝(18)外围设有橡胶垫片(17)。

4.一种用于户外电缆测温传感器的供电电路，该供电电路为权利要求3所述的传感器的供电电路，其特征在于，包括光伏组件、充电电路和供电电路；

所述光伏组件包括若干低压微光型多晶硅光伏组件S1，若干低压微光型多晶硅光伏组件S1之间采用并联的方式连接；

所述低压微光型多晶硅光伏组件S1的输出正极接入有防反二极管D1,所述低压微光型多晶硅光伏组件S1的负端接入电源地；

所述防反二极管D1输出端依次并联有二极管T1、电容C1、稳压电源U1和电容C2，并且，所述二极管T1、电容C1、稳压电源U1和电容C2分别接地。

5.根据权利要求4所述的一种用于户外电缆测温传感器的供电电路，其特征在于，所述充电电路包括电池B1，所述电池B1的正极通过电阻F1与双刀双掷开关K1的一端相连接，所述电池B1的负极与电源地相连；

所述开关K1的另外一组引脚连接到光伏组件电路的输出端SIn上；

所述开关K1的两组开关的另外一极相连接，并且开关K1的两组开关的相连接另外一极通过防反二极管D2连接到输出端BatIn。

6.根据权利要求5所述的一种用于户外电缆测温传感器的供电电路，其特征在于，所述供电电路包括低功耗低功率的线性稳压器U2；

LDO的输入端并联二极管T2和电容CT1；

LDO的输出端并联两组相同的电容CT2和电容CT3。