一種基於感應式取電的無線傳輸溫度在線監測裝置製造方法
2023-08-10 17:59:51
一種基於感應式取電的無線傳輸溫度在線監測裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於感應式取電的無線傳輸溫度在線監測裝置，包括等電位感應取電模塊、數字溫度傳感器、微處理器及射頻模塊和測溫主機，等電位感應取電模塊安裝於待測電力帶電設備上並實現無線感應取電，等電位感應取電模塊的電源輸出端分別與數字溫度傳感器的電源輸入端和微處理器及射頻模塊的電源輸入端連接，數字溫度傳感器的信號輸出端與微處理器及射頻模塊的信號輸入端連接，微處理器及射頻模塊通過射頻天線與測溫主機的射頻模塊之間通過射頻信號實現無線通訊。本實用新型由於採用了無線感應取電方式獲得電源，所以無需安裝、更換電池即能永久獲得電源，通過射頻信號傳輸實現全向、穿越障礙的信號傳輸效果，便於本監測裝置的安裝。
【專利說明】一種基於感應式取電的無線傳輸溫度在線監測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用於電力帶電設備的溫度監測裝置，尤其涉及一種基於感應式取電的無線傳輸溫度在線監測裝置。
【背景技術】
[0002]目前國內外針對電力帶電設備的測溫技術比較多，一般採用熱敏電阻、熱電偶、光纖測溫、紅外測溫、有源無線測溫等等。這些技術分別存在以下缺點:熱敏電阻價格高、線性差，需要複雜的恆流源伺服電路，數據處理複雜；熱電偶要加上補償電路且材料價高，需要A/D轉換器；光纖測溫方式中，光纖具有易折，易斷、不耐高溫等特性，布線難度較大；紅外測溫易受環境及周圍的電磁場幹擾，要求被測量點能夠在視野內並無遮掩，並且表面乾淨，否則很難保證測量的準確程度；有源無線測溫的無線溫度傳感器尺寸通常相對較大並且需經常更換電池，系統維護成本較高。另外，傳統的溫度監測裝置，一般採用電池作為測溫終端的電源，但電池不適於在高溫狀態下工作，特別不適於在高於150 V的工作環境中工作。
[0003]數字溫度傳感器是一種高精度的溫度傳感器，如DS18B20，為「一線器件」，採用單總線的接口方式與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現微處理器與DS18B20的雙向通信。與傳統的熱電偶、熱敏電阻等測溫傳感器的接口方式相比，這種單總線具有經濟性好，抗幹擾能力強，適合惡劣環境的現場測溫，使用方便等優點，使用戶可以輕鬆的組建傳感器網絡，為測量系統構建引入全新概念。另外，DS18B20測溫範圍更寬，測量精度更高，而且其體積小，易於安裝。
[0004]近年來，DS18B20的研究與應用已相當成熟和廣泛，但是在電力系統帶電設備的測溫系統中的應用受到了極大的限制，主要瓶頸在於取電方式，電網供電過程中不可經常人為停電，所以電池供電的維護和更換會受到限制，而傳統的感應取電方式並不能提供足夠的能量。因此，真正的基於感應取電和無線傳輸的DS18B20溫度在線監測裝置還未見使用和報導。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的就在於為了解決上述問題而提供一種基於感應式取電的無線傳輸溫度在線監測裝置。
[0006]本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的:
[0007]本實用新型所述基於感應式取電的無線傳輸溫度在線監測裝置包括等電位感應取電模塊、數字溫度傳感器、微處理器及射頻模塊和測溫主機，所述等電位感應取電模塊安裝於待測電力帶電設備上並實現無線感應取電，所述數字溫度傳感器安裝於所述待測電力帶電設備上用於感應溫度，所述微處理器及射頻模塊用於處理溫度信息並通過射頻天線發送信息，所述測溫主機用於接收溫度信息並通過射頻天線獲取所述微處理器及射頻模塊發送的信息，所述等電位感應取電模塊的電源輸出端分別與所述數字溫度傳感器的電源輸入端和所述微處理器及射頻模塊的電源輸入端連接，所述數字溫度傳感器的信號輸出端與所述微處理器及射頻模塊的信號輸入端連接，所述微處理器及射頻模塊通過射頻天線與所述測溫主機的射頻模塊之間通過射頻信號實現無線通訊。微處理器及射頻模塊中，射頻模塊嵌入到溫度處理的微處理器即單片機中，以減小功耗。
[0008]工作時，等電位感應取電模塊以無線感應方式從待測電力帶電設備上獲取感應電源，該電源經過處理後變成直流電源分別為數字溫度傳感器和微處理器及射頻模塊供電，實現現場取電；數字溫度傳感器將待測電力帶電設備的溫度信息進行實時採集並傳輸給微處理器及射頻模塊，微處理器及射頻模塊收到後進行處理並通過射頻天線將溫度信號發送給測溫主機，測溫主機收到信號後對其進行分析處理、閾值報警和溫度顯示。
[0009]具體地，所述等電位感應取電模塊包括電極板和整流/功放電路,所述電極板安裝於待測電力帶電設備上，所述電極板的電源輸出端與所述整流/功放電路的輸入端連接，所述整流/功放電路的電源輸出端分別與所述數字溫度傳感器的電源輸入端和所述微處理器及射頻模塊的電源輸入端連接。整流/功放電路包括整流電路和功放電路，是常規電路。
[0010]作為優選，所述電極板為兩個且平行放置，兩個所述電極板的電源輸出端均與所述整流/功放電路的輸入端連接。用兩個平行安裝的電極板取電，不但能獲得更多的電能，而且兩個電極板的電位相等，便於應用。
[0011]作為優選，所述數字溫度傳感器為DS18B20。
[0012]作為優選，所述射頻天線為陶瓷天線。陶瓷天線可以滿足高壓電力設備測溫裝備的要求，無尖端，更為安全。
[0013]具體地，所述測溫主機還包括射頻模塊、單片機、LED和報警指示燈，所述測溫主機的陶瓷天線的信號輸出端依次與所述射頻模塊和所述單片機連接，所述單片機的輸出端分別與所述LED和所述報警指示燈對應連接。
[0014]本實用新型的有益效果在於:
[0015]本實用新型由於採用了無線感應取電方式獲得電源，所以無需安裝、更換電池即能永久獲得電源，實現了對高壓交變電場的高效利用；通過高精度數字溫度傳感器DS18B20對電力帶電設備的溫度進行在線檢測，DS18B20的保護外殼具有防高壓、防高磁場、防水阻燃等特點，其實時報警功能可有效防止對電力系統因溫度過高而造成損失，節約成本，同時也能有效預防因為安裝所產生的安全隱患，無需破壞原電力設備如開關櫃結構(如:不需在任何位置打孔、安裝附加的支架等)，不影響原電力設備性能；通過射頻信號傳輸實現無線信號全向傳輸且具有一定的繞射穿透能力，傳感器與被測物沒有距離和角度要求，被測物不必在視野可視範圍內。本實用新型為電力設備如開關櫃的高精度溫度在線監測提供了有效手段，保證了電網運行的安全。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型所述基於感應式取電的無線傳輸溫度在線監測裝置的整體框圖；
[0017]圖2是本實用新型所述基於感應式取電的無線傳輸溫度在線監測裝置的結構示意圖。【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明:
[0019]如圖1和圖2所示，本實用新型所述基於感應式取電的無線傳輸溫度在線監測裝置包括等電位感應取電模塊、DS18B20、微處理器及射頻模塊、射頻天線和測溫主機，其中，等電位感應取電模塊包括兩個平行放置的電極板2和整流/功放電路I，兩個電極板2均安裝於待測電力帶電設備上，兩個電極板2的電源輸出端與整流/功放電路的輸入端連接，整流/功放電路的電源輸出端分別與DS18B20的電源輸入端和微處理器及射頻模塊的電源輸入端連接，DS18B20的信號輸出端與微處理器及射頻模塊的信號輸入端連接，微處理器及射頻模塊的信號輸出端與發射端射頻天線連接；測溫主機包括、接收端射頻天線、射頻模塊、單片機、LED和報警指示燈3，接收端射頻天線與發射端射頻天線通過射頻信號實現無線通訊，接收端射頻天線的信號輸出端依次與射頻模塊和單片機連接，單片機的輸出端分別與LED和報警指示燈3對應連接；上述發射端射頻天線和接收端射頻天線均為陶瓷天線。電極板2、整流/功放電路1、DS18B20、微處理器及射頻模塊和發射端射頻天線共同構成測溫終端。
[0020]上述部件中，等電位感應取電模塊安裝於待測電力帶電設備上並實現無線感應取電，DS18B20安裝於待測電力帶電設備上用於感應溫度，微處理器及射頻模塊用於處理溫度信息並通過發射端射頻天線發送信息，測溫主機用於接收溫度信息並通過接收端射頻天線獲取微處理器及射頻模塊發送的信息。DS18B20與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現微處理器與DS18B20的雙向通訊，在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉換電路集成在形如一隻三極體的集成電路內，其最大優點是設備精度高、體積小、功耗低、使用簡便。
[0021]如圖2所示，工作時，兩個電極板2以無線感應方式從待測電力帶電設備上獲取感應電源，該電源經過整流/功放電路I處理後變成直流電源分別為DS18B20和微處理器及射頻模塊供電，實現現場取電；DS18B20的測溫部分接觸式安裝在待測電力帶電設備上，DS18B20將感測到的溫度值輸送給微處理器及射頻模塊，並最終以射頻方式通過發射端射頻天線和接收端射頻天線發給測溫主機的射頻模塊，最後傳輸給單片機，並通過LED對溫度值進行顯示，單片機進行預警分析後，如果溫度超出閾值，則通過報警指示燈3報警，最終實現對待測電力帶電設備的溫度監測。
[0022]以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型的保護範圍，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何無需創造性勞動的修改、等同替換和其它改進，均應包含在本實用新型的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種基於感應式取電的無線傳輸溫度在線監測裝置，其特徵在於:包括等電位感應取電模塊、數字溫度傳感器、微處理器及射頻模塊和測溫主機，所述等電位感應取電模塊安裝於待測電力帶電設備上並實現無線感應取電，所述數字溫度傳感器安裝於所述待測電力帶電設備上用於感應溫度，所述微處理器及射頻模塊用於處理溫度信息並通過射頻天線發送信息，所述測溫主機用於接收溫度信息並通過射頻天線獲取所述微處理器及射頻模塊發送的信息，所述等電位感應取電模塊的電源輸出端分別與所述數字溫度傳感器的電源輸入端和所述微處理器及射頻模塊的電源輸入端連接，所述數字溫度傳感器的信號輸出端與所述微處理器及射頻模塊的信號輸入端連接，所述微處理器及射頻模塊通過射頻天線與所述測溫主機的射頻模塊之間通過射頻信號實現無線通訊。
2.根據權利要求1所述的基於感應式取電的無線傳輸溫度在線監測裝置，其特徵在於:所述等電位感應取電模塊包括電極板和整流/功放電路，所述電極板安裝於待測電力帶電設備上，所述電極板的電源輸出端與所述整流/功放電路的輸入端連接，所述整流/功放電路的電源輸出端分別與所述數字溫度傳感器的電源輸入端和所述微處理器及射頻模塊的電源輸入端連接。
3.根據權利要求2所述的基於感應式取電的無線傳輸溫度在線監測裝置，其特徵在於:所述電極板為兩個且平行放置，兩個所述電極板的電源輸出端均與所述整流/功放電路的輸入端連接。
4.根據權利要求1、2或3所述的基於感應式取電的無線傳輸溫度在線監測裝置，其特徵在於:所述數字溫度傳感器為DS18B20。
5.根據權利要求1、2或3所述的基於感應式取電的無線傳輸溫度在線監測裝置，其特徵在於:所述射頻天線為陶瓷天線。
6.根據權利要求1所述的基於感應式取電的無線傳輸溫度在線監測裝置，其特徵在於:所述測溫主機還包括射頻模塊、單片機、LED和報警指示燈，所述測溫主機的陶瓷天線的信號輸出端依次與所述射頻模塊和所述單片機連接，所述單片機的輸出端分別與所述LED和所述報警指示燈對應連接。
【文檔編號】G08C17/02GK203534712SQ201320700994
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年11月7日 優先權日:2013年11月7日
【發明者】曾德華 申請人:成都賽康信息技術有限責任公司