一種溫度傳感器網絡系統的製作方法
2023-06-19 14:09:06 3
專利名稱：一種溫度傳感器網絡系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於傳感器領域，具體說是一種溫度傳感器網絡系統。
背景技術：
線型感溫探測器是以感溫線纜作為溫度探測元件，能夠在有汙染、粉塵、潮溼及腐 蝕等惡劣環境中完成溫升定位報警，因此適合在冶金企業、鐵路、隧道、地下礦井、化工企 業、大型庫房和變電站等場合應用。現在使用的線型探測器主要分為電阻型纜式感溫報警 線纜和光纖式感溫報警線纜。電阻型溫度報警線纜部分是採用兩根彈性鋼絲，在正常的情 況下這兩根鋼絲是絕緣的，當現場溫度升高時，破壞了鋼絲外面的絕緣層，兩根鋼絲發生短 路，報警器發出報警。這種探測器抗幹擾能力差，可靠性差，報警部分需切除，檢測、維護較 困難，需根據不同的保護對象選不同報警溫度的線纜，通用性差。另外也存在採用四根導線 的以模擬量方式工作的非破壞性報警線纜，報警溫度可調，故障信號齊全。但由於模擬式線 型感溫線纜只能以某一局部線段作為報警單元，故它無法精確定位出來某一點產生的報警 信號，同時其報警部分需切除檢測、維護較困難，需根據不同的保護對象選擇不同報警溫度 的線纜，通用性差。光纖式感溫報警線纜可以任意設定報警溫度點，可以設低溫報警、預警 及報警等多級報警方式，也可以根據溫升速率報警。該系統能夠對探測器所處的溫度場變 化進行動態實時監測，指示位置和溫度值，同時能對探測器任意位置和時序上進行報警和 定位。系統抗幹擾能力強，可靠性高，可重複報警檢測、維護方便，連接監視溫度變化情況， 較直觀，但系統原理複雜、產品特別是國產產品還不夠成熟，安裝調試困難，報警系統投資 費用昂貴。另外光纖感溫報警線纜不便於進行多根線纜分級連接的拓撲擴展。
發明內容
本發明的目的在於克服現有電阻型纜式感溫報警線纜和光纖式感溫報警線纜的 不足，提供一種結構簡單、成本低廉、強度高、溫度靈敏度高、多級溫度報警的、安裝施工方 便的線型感溫線纜。 本發明的另一目的在於提供一種基於傳感器網絡的、定位精度高、抗電磁幹擾能
力強、受環境溫度影響小、可進行分級拓撲擴展的溫度傳感器網絡監測系統。 本發明的目的是通過以下技術手段實現的 —種基於傳感器網絡的線型感溫報警線纜，其中心層由一條接地導線、一條電源 導線、一條數據線和至少一個片式溫度傳感器構成。所述片式溫度傳感器具有3個引腳， 分別為接地端、電源輸入端和數據輸入/輸出腳，其中接地端引腳與所述接地導線相連，電 源輸入端引腳與所述電源導線連接，數據輸入/輸出腳和所述數據線相連接。每個片式溫 度傳感器內部分為序列號、片內RAM、 EEPROM和溫度傳感四個部分，並且每個片式溫度傳感 器對應一個獨一的序列號，所以可採用並聯的方式將多個片式溫度傳感器連接在同一線纜 上，從而實現多點溫度實時採集。 所述感溫線纜中心層按照由裡向外的順序可依次纏上四氟乙烯包帶、金屬網屏蔽
3層和擠塑料氟塑料阻燃外護套層。四氟乙烯包帶、金屬網屏蔽層可以增強本發明的機械強 度和抗電磁幹擾能力，提高產品質量的穩定性，且不涉及金屬合金、氧化物半導電層及熱敏 合金等塗附；擠塑料氟塑料阻燃外護套層使本發明外表更加美觀，防水性能好，抗老化性更 強，使用壽命更長。 將本發明的基於傳感器網絡的線型感溫報警線纜與溫度監測控制器相連則構成 一種基於溫度傳感器網絡的監測報警系統。根據實際需要，可以採用至少一個轉接頭來實 現所述線纜的線形、樹形、星形和網狀拓撲擴展，從而使保護範圍擴大。所述轉接頭，具有一 個輸入接頭，每個輸出接頭包含用於分別連接接地導線、電源導線與數據線的三個線端。
本發明的溫度監測報警系統的工作原理如下 溫度報警控制器通過數據線向片式溫度傳感器發送一個滿足特定時序的負脈衝， 使數據線上所有片式溫度傳感器進行初始化復位，準備接受用戶序列號訪問命令；然後通 過數據線，發送一個特定的序列號編碼，與命令序列號一致的片式溫度傳感器被激活，可以 接受內存訪問命令；啟動所有在線激活片式溫度傳感器做溫度A/D變換，逐個讀取片式溫 度傳感器變換後的溫度數據，實現對線型感溫報警線纜監測範圍的溫度讀取、溫度測量和 動態刷新。 所述溫度監測報警控制器採用單片機作為主控單元，自動監測每根線纜連接的片 式溫度傳感器的個數、序列號及其監測各點溫度，並將信息保存以便閱讀。其可單獨運行， 也可通過RS485、乙太網、CAN總線等通訊線路傳送給遠處的計算機，與PC機聯網。可根據 接受上位機PC或者輸入鍵盤發來的指令和數據，設置任意溫度等級的響應溫度參數和時 間參數，進行溫度測量報警，從而使本發明探測呈線型連續探測，動態刷新溫度數據，並對 此做出響應，具有反應靈敏，報警溫度範圍寬，報警點易調整，報警準確，重複利用性好，免 維護等優點。 溫度監測報警溫度等級可根據片式溫度傳感器測溫範圍任意設定，單根溫度報警 線纜探測距離和報警定位精度由片式溫度傳感器的片數和間距決定，報警定位精度最高可 達O. 5m以下，探測距離可達數千米。本發明能夠連續自動產生與其長度所及範圍內片式溫 度傳感器點對應的溫度值信號，並且將溫度信息實時精確地顯示，不僅能讓用戶測定溫度 異變的幅度和速率，而且能確定溫度異變的區域。
綜上，本發明有如下有益的效果 (1)本發明的線型感溫線纜由電源線、接地導線、單根數據線及若干片式溫度傳 感器組成，外層有四氟乙烯包帶、金屬網屏蔽層和擠塑料氟塑料阻燃外護套層，結構簡單、 合理，成本低廉，不涉及金屬合金、氧化物半導電層及熱敏合金等材料的塗覆，容易生產制 造； (2)本發明的線型感溫線纜和溫度監測報警系統拓撲擴展連接方便，可任意選擇 線形、樹形、星形和網絡形拓撲擴展，具有保護範圍大，探測呈線型連續探測，反應靈敏，抗 電磁幹擾能力強等優點； (3)本發明的監測報警系統的報警溫度等級可根據片式溫度傳感器測溫範圍任意 設定，報警溫度範圍寬，報警點易調整，報警準確，單根監測報警線纜探測距離和報警定位 精度由片式溫度傳感器的片數和間距決定，最遠探測距離可達數千米，精度與光纖感溫探 測線纜達到同一等級，報警定位精度最高可達O. 5m以下；
(4)本發明的監測報警系統受環境溫度影響小，可廣泛使用於油庫、地鐵、、線纜溝 道、糧倉等易燃易爆的危險場所；
以下結合附圖及具體實施例對本發明做進一步詳細說明。 圖1是基於傳感器網絡的線型感溫報警線纜的結構圖 圖2是基於傳感器網絡的線型感溫報警線纜的截面圖 圖3是片式溫度傳感器結構圖 圖4是線型感溫監測報警系統連接示意圖 圖5是線型感溫監測報警線纜轉接頭級聯示意圖 圖6是線型感溫監測報警線纜拓撲擴展圖
具體實施例方式
參考圖1及圖2，將接地導線1、電源導線2和數據線3與若干片式溫度傳感器4 對應的引腳相連接，並對連接點進行絕緣處理；將接地導線1、電源導線2、數據線3與片式 溫度傳感器4貼合在一起，在其外表面上纏繞內包帶四氟乙烯層5，在內包帶四氟乙烯層5 外包纏金屬網屏蔽層6，在金屬網屏蔽層6外擠塑氟塑料阻燃外護套層7，從而構成基於傳 感器網絡的感溫監測報警線纜。實現了工藝簡單、成本低廉、不涉及金屬合金、氧化物半導 電層及熱敏合金等材料的塗附、增強機械強度和抗電磁幹擾能力，提高產品質量的穩定性， 而且外表更加美觀，防水性能好，抗老化性更強，使用壽命更長等優點。
參考圖3，片式溫度傳感器4具有3個引腳，分別為接地端、電源輸入端和數據輸入 /輸出腳。每個引腳分別對應連接的接地導線1、電源導線2和數據線3相連接。片式溫度 傳感器4可將溫度信號轉換成串行數位訊號，通過單根數據線3與感溫監測報警控制器9 進行信息通訊。每個片式溫度傳感器內部分為四個部分序列號、片內RAM、EEPR0M和溫度 傳感部分。由於每個片式溫度傳感器都有一個獨一的序列號，所以多個片式溫度傳感器可 以連接在同一線纜上，從而實現多點溫度實時採集。 參考圖4，片式溫度傳感器4通過接地導線1、電源導線2與數據線3與感溫監測報 警控制器9相連接，組成報警系統。感溫監測報警控制器9通過數據線3實時讀取傳感器 的序號和對應溫度值，並根據設定的溫度報警門限，進行報警和位置顯示。感溫監測報警線 纜報警溫度等級可根據片式溫度傳感器4測溫範圍任意設定，單根感溫監測報警線纜探測 距離和報警定位精度由片式溫度傳感器4的片數和間距決定，報警定位精度最高可達0. 5m 以下，探測距離可達數千米。感溫監測報警控制器9完成片式溫度傳感器4狀態的採集，可 將數據通過RS485、乙太網、CAN總線等通訊線路傳送給遠處的計算機，便於系統集成。具有 保護範圍大，探測呈線型連續探測，反應靈敏，報警溫度範圍寬，報警點易調整，報警準確， 重複利用性好，免維護等優點。 參考圖5，將線型感溫監測報警線纜用轉接頭進行級聯，轉接頭具有一個輸入接 頭，其中包含用於連接接地導線1、電源導線2與數據線3連接的三個線端；具有一個或多 個輸出接頭，每個輸出接頭包含用於連接接地導線1、電源導線2與數據線3連接的三個線 端。通過多個轉接頭將線型感溫監測報警線纜進行線形、樹形、星形或網狀拓撲擴展。
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參考圖6，將多段線型感溫監測報警線纜，通過轉接頭8將線纜的接地導線1、電源 導線2與數據線3對應相連，根據轉接頭的分級連接，可以對線型感溫監測報警線纜進行線 形、樹形、星形和網絡形拓撲擴，再將多級感溫監測報警線纜與報警控制器連接。實現保護 範圍大，適用場所廣，可用於糧倉、油庫、線纜溝道等眾多需要多路分支監測的應用場所。
權利要求
一種溫度傳感器網絡系統，其特徵在於，包括感溫線纜和一個連接在該線纜上的溫度監測報警控制器(9)。
2. 根據權利要求1所述的一種溫度傳感器網絡系統，其特徵在於包括構成感溫線纜中心層的一條接地導線(1)、一條電源導線(2)、一條數據線(3)和至少一個片式溫度傳感器(4)，其中片式溫度傳感器(4)的接地端引腳、電源輸入端引腳和數據輸入/輸出端引腳分別與接地導線(1)、電源導線(2)和數據線(3)相連。
3. 根據權利要求1所述的一種溫度傳感器網絡系統，其特徵在於，感溫線纜按由裡向外的方向，所述線纜中心層上依次纏有四氟乙烯包帶(5)、金屬網屏蔽層(6)和擠塑氟塑料阻燃外護套層(7)。
4. 根據權利要求1所述的一種溫度傳感器網絡系統，其特徵在於，所述線型感溫線纜通過轉接頭(8)可實現線形、樹形、星形和網狀的拓撲擴展。
全文摘要
本發明涉及一種溫度傳感器網絡系統。該系統包含感溫線纜和一個與其相連的溫度監測報警控制器。感溫線纜中心層由一條接地導線、一條電源導線、一條數據線和至少一個片式溫度傳感器構成，按由裡至外的順序，中心層外依次纏有四氟乙烯包帶、金屬網屏蔽層和擠塑氟塑料阻燃外護套層。其中線纜可通過轉接頭進行線形、樹形、星形和網狀拓撲擴展。本發明具有保護範圍大、結構簡單合理、成本低廉、容易生產製造、使用方便、感溫靈敏度高、多級溫度報警、地點精確定位、免維護可重複使用、抗電磁幹擾能力強、受環境溫度影響小、可任意分級擴展等特點。本發明適用性廣，特別適用於粉塵、地鐵、隧道、線纜溝道等惡劣環境和石油、石化、糧庫、鋼廠等工業場所和易燃易爆的危險場所的溫度監測與事故預警。
文檔編號G08B21/18GK101794498SQ20101010788
公開日2010年8月4日 申請日期2010年2月10日 優先權日2010年2月10日
發明者張列平, 李志貴, 王運, 董政, 黃大貴, 黃逸平 申請人:成都森盛智能科技有限公司