一種開關櫃紅外溫度監控儀的製作方法
2023-06-19 19:32:06
專利名稱：一種開關櫃紅外溫度監控儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種開關櫃紅外溫度監控儀，屬於ー種利用紅外技術測量開關櫃內母排接頭、高壓開關觸頭、刀閘開關、變壓器進出線接頭等部位溫度並進行監控的電路裝置，該裝置特別適用於高壓電氣設備在線監測。具有操作方便、易於使用，具有很高的使用價值。
背景技術：
變電站的高壓開關櫃、母線接頭、室外刀閘開關等重要的設備在長期運行過程中，由於開關的觸點或母線排連接處等部位因老化導致接觸電阻變大而發熱，致使接點或母線排連接處溫度升高。觸點或母線排連接處溫度升高，會使其接觸電阻進一步變大，從而產生 更多的熱量、接觸電阻進一步變大，形成惡性循環，最終導致火災事故，引起故障。對觸頭等位置進行在線溫度監測可及時發現隱患，從而避免事故，目前測溫方案主要有熱電阻熱電偶測溫、有源無線測溫、光纖測溫、紅外測溫幾種，熱電阻熱電偶測溫因靠導線傳輸，不適宜高壓環境；有源無線測溫利用溫度敏感元件和無線通信技木，因採用電池供電壽命有限，但因開關櫃封閉無法定期更換；光纖測溫存在光纖髒汙引起的絕緣隱患問題。
發明內容本實用新型的目的在於克服上述的缺陷，提供ー種測量高壓開關櫃溫度的電路裝置，本裝置採用兩行數碼管顯示測量值，上行顯示測量出現的最大溫度值，下行顯示測量溫度的實時值。本實用新型採用如下技術方案實現。一種開關櫃紅外溫度監控儀，本實用新型包括紅外溫度傳感器、開關電源、信號輸入電路、信號處理電路、單片機、監控存儲電路、數字顯示電路、報警跳閘輸出電路、RS485通訊電路；開關電源分別與紅外溫度傳感器、信號輸入電路、信號處理電路、單片機、監控存儲電路、數字顯示電路、報警跳閘輸出電路、RS485通訊電路連接；信號處理電路分別與紅外溫度傳感器、信號輸入電路、單片機、監控存儲電路連接；單片機分別與監控存儲電路、數字顯示電路、報警跳閘輸出電路、RS485通訊電路連接。本實用新型開關電源電路由AC/DC模塊U10、貼片電容C20、鋁電解電容CB502連接構成。本實用新型紅外溫度傳感器的個數為6個。本實用新型信號處理電路由三片單相電能晶片CS5460A、外圍電阻、電容、晶振連接構成。本實用新型信號輸入電路由6路信號經電阻、ニ極管與地並聯後通過電阻與CS5460A 連接。本實用新型單片機為AT89C55WD 或 W78E516 或 W78E52 或 STC89C516 或 IS89C58。本實用新型監控存儲電路由集成電路MP813L、鐵電存儲器FM25040連接構成。[0012]本實用新型數字顯示電路由2行4位LED數碼管、集成電路74AC573、三極體、ニ極管、電阻、按鍵連接構成。本實用新型RS485通訊接ロ電路由集成電路75LBC184、光藕、ニ極管、外圍電阻、電容連接構成。本實用新型報警跳閘輸出電路由繼電器、三極體、ニ極管、外圍電阻連接構成。本實用新型各部件除紅外溫度傳感器外均裝於殼體中，開關電源、報警跳閘輸出電路和RS485通訊電路分布於電源板上,信號輸入電路、信號處理電路、單片機、監控存儲電路分布於主板上，數字顯示電路分布於顯示板上。本實用新型根據設置上限溫度值作出報警指示和跳閘指示，利用繼電器輸出將設備或電源斷開。開關電源給各部分晶片及其餘電路提供穩定的電壓。信號輸入電路接收紅外測溫傳感器輸出的0-5V信號後，對信號進行整形，送到信號處理電路進行運算處理，並由單片機來讀取運算結果，進行二次處理後，送數字顯示電路顯示測量溫度值。紅外測溫傳感器輸出經一路精密電阻(I顆IOQ電阻)對地並聯後取樣。信號處理電路由三片集成塊CS5460A進行高速採樣、A/D轉換和運算處理，送單片機作進ー步處理。單片機為MCS51單片機系列中的AT89C55WD或W78E516或W78E52或STC89C516或 IS89C58。監控存儲電路由集成電路MP813L、鐵電存儲器FM25040構成，完成單片機的上電復位、看門狗和數據存儲功能。數字顯示電路由2行4位LED數碼管、集成電路74AC573、三極體、ニ極管、電阻、按鍵連接構成，並與單片機之間連接，顯示單片機處理的測量數值，並可通過按鍵查看功能菜單和設置修改。本適用新型的有益效果為，所述開關櫃紅外溫度監控儀是利用紅外溫度傳感器採樣溫度信號，CS5460A進行A/D轉換和運算處理，單片機為作為數據處理，並利用RS485通訊傳輸測量溫度，實現實時監控高壓開關櫃等設備，並提供報警和跳閘輸出對設備進行保護。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進ー步敘述。
圖I為本實用新型的表產品結構圖。圖2為開關電源、紅外測溫傳感器信號輸入電路、信號處理電路、單片機、監控存儲電路、報警跳閘輸出電路圖；圖3為數字顯示電路原理圖。圖4為本實用新型結構框圖；圖5為RS485通訊電路接ロ電路圖。圖I中I-儀表面板；2_儀表前面框；3-顯不板；4_電源板；5_儀表外殼；6-紅外溫度傳感器；7_主板。
具體實施方式
如圖I所示，紅外溫度傳感器6於外部接入儀表外殼5接線端子上，各部分電路裝於殼體中，殼體由儀表前面框2和儀表外殼5卡裝而成,儀表面板I粘貼在儀表前面框2上，開關電源分布於電源板4上，信號輸入電路、信號處理電路、單片機、監控存儲電路分布於主板7上，數字顯示電路分布於顯示板3上；電源板4和主板7焊接在顯示板3上組成整機電路板，整機電路板通過安裝在儀表前面框(2)上的卡槽裡與儀表前面框2固定。如圖2所示，開關電源電路部分AC90_260V電壓接至UlO電源模塊的L/+、N/_端，由VCC、GND端輸出DC+5V，經電容C20、CB502濾波後，給各部分電路供電。信號輸入電路部分由6個紅外溫度傳感器6組成，分別接入儀表外殼，可分別測量6個不同位置溫度。信號輸入電路部分分別由6路輸入電路組成第一路信號經電阻RJ1、ニ極管D1、D2與地並聯後經電阻Rl聯入到UA(CS5460A)9腳，且經電容Cl接地；第二路信號經電阻RJ2、ニ極管D3、D4與地並聯後經電阻R2聯入到UA(CS5460A) 16腳，且經電容C2接地；第三路信號經電阻RJ3、ニ極管D5、D6與地並聯後經電阻R3聯入到UB (CS5460A) 9腳，且經電容C3接地；第四路信號經電阻RJ4、ニ極管D7、D8與地並聯後經電阻R4聯入到UB(CS5460A)16腳，且經電容C4接地；第五路信號經電阻RJ5、ニ極管D9、D10與地並聯後經電阻R5聯入到UC(CS5460A) 9腳，且經電容C5接地；第六路信號經電阻RJ6、ニ極管D11、D12與地並聯後經電阻R6聯入到UC(CS5460A) 16腳，且經電容C6接地；信號處理電路部分UA的1、24腳之間接晶振X2，UA的2腳與UB、UC的24腳相聯，UA的11、12腳短接後經電容C9接地，UB的11、12腳短接後經電容C8接地，UC的11、12腳短接後經電容C7接地；UA、UB、UC的4、15、10、13腳同時接地，UA、UB、UC的14、17腳短接後經電容CB1、電阻R7與電源VCC聯接，UA、UB、UC的3腳短接後經電容CIO、Cll、C12濾波後與電源VCC聯接；UA、UB、UC的23腳短接後與U3的7腳、Ul的5腳聯接，UA, UB, UC的5腳短接後與U3的9腳、Ul的6腳聯接，UA、UB、UC的6腳短接後與U3的8腳、Ul的2腳聯接，UA,UB,UC的19腳短接後與U3的17腳連接並接上拉電阻R8，UA的7腳與U3的5腳聯接，UB的7腳與U3的3腳聯接，UC的7腳與U3的2腳聯接，UA的7腳與U3的14腳聯接。單片機電路部分U3的44、35腳短接後接電源VCC，22腳接地，4腳與Ul的I腳和U2的6聯接；U3的22、24腳之間接晶振XI、電容C15、C14 ；U204的43與J201的I腳9相聯；U3 的 42、41、40、39、38、37、36 腳分別與 Jl 的 10、11、12、13、14、15、16 腳聯接；U3 的 24、25、26、27、28、29、30、31 腳分別與 Jl 的 2、3、4、5、6、7、8、9 腳聯接；U3 的 12、1、34、23、腳分別與Jl的25、24、23、22腳聯接；U3的11、13、15腳分別與Jl的26、27、28腳聯接；監控存儲電路電路部分Ul (FM25040)的3、7、8腳短接後接電源VCC，4腳接地；U2的1、8腳短接，2腳接電源VCC, 3腳和4腳接地，7腳接U3的10腳並接上拉電阻R8。報警跳閘輸出電路部分U3的19腳接R505後接V501基板，V501發射極接電源VCC，集電極經電阻R507、ニ極管D503與地並聯後接K501，K501輸出報警節點；U3的18腳 接R508後接V502基板，V502發射極接電源VCC，集電極經電阻R508、ニ極管D504與地並聯後接K502，K502輸出跳閘節點；如圖3所示，數字顯示電路部分J301的I腳與四個按鍵DOWN、UP、RR、SET的公共端相聯，J301 的 2、3、4、5、6、7、8、9 腳分別與 U301 (74HC573)的 2、3、4、5、6、7、8、9 腳相聯，其中2腳還與D304和G301及G309基極相聯，3腳還與D303和G302及G308基極相聯，4腳還與D302和G303及G307的基極相聯，5腳還與D301和G304及G306的基極相聯，6腳還與G305的基極相聯，J301的11腳與U301的11腳相聯，J301的13腳與GS301的基極相聯，J301的12腳與GS303的基極相聯，J301的14腳與GS302的基極相聯，U301的19、18、17、16、15、14、13、12 腳分別經電阻 R301、R302、R303、R304、R305、R306、R307、R308與 LEDl 和 LED2 的 SEGAI、SEGBI、SEGCI、SE⑶I、SEGEI、SEGFI、SEGGl、SEGPl 腳相聯。如圖4所示，一種開關櫃紅外溫度監控儀，本實用新型包括紅外溫度傳感器、開關電源、信號輸入電路、信號處理電路、單片機、監控存儲電路、數字顯示電路、報警跳閘輸出電路、RS485通訊電路；開關電源分別與紅外溫度傳感器、信號輸入電路、信號處理電路、單片機、監控存儲電路、數字顯示電路、報警跳閘輸出電路、RS485通訊電路連接；信號處理電路分別與紅外溫度傳感器、信號輸入電路、單片機、監控存儲電路連接；單片機分別與監控存儲電路、數字顯示電路、報警跳閘輸出電路、RS485通訊電路連接。如圖5所示，RS485通訊接ロ電路單片機的P30 ロ線與R401和U401的6腳相聯，U401的7、8腳短接與R401、VCC相聯，U401的5腳接地，2腳經R404與+5V相聯，3腳與U404的I腳相聯；單片機的P33 ロ線與U402的2腳相聯，U402的I腳經R402與VCC相聯，4腳接+5V，3腳接R405和U404的2、3腳相聯；單片機的P31 ロ線接U403的3腳，U403的2腳經R403與VCC相聯，U403的7、8腳短接與R406、+5V、C402相聯，U403的5腳接地，6腳與R406和U404的4腳相聯；U404的8腳接+5V和C401，6腳與R407、R410相聯，7腳與R411相聯，電源VCC接U405的1、2腳，U405的3、4腳接CD401。
權利要求1.一種開關櫃紅外溫度監控儀，其特徵在於，包括紅外溫度傳感器、開關電源、信號輸入電路、信號處理電路、單片機、監控存儲電路、數字顯示電路、報警跳閘輸出電路、RS485通訊電路；開關電源分別與紅外溫度傳感器、信號輸入電路、信號處理電路、單片機、監控存儲電路、數字顯示電路、報警跳閘輸出電路、RS485通訊電路連接；信號處理電路分別與紅外溫度傳感器、信號輸入電路、單片機、監控存儲電路連接；單片機分別與監控存儲電路、數字顯示電路、報警跳閘輸出電路、RS485通訊電路連接。
2.如權利要求I所述的ー種開關櫃紅外溫度監控儀，其特徵在幹，開關電源電路由AC/DC模塊UlO、貼片電容C20、鋁電解電容CB502連接構成。
3.如權利要求I所述的ー種開關櫃紅外溫度監控儀，其特徵在於，紅外溫度傳感器的個數為6個。
4.如權利要求I所述的ー種開關櫃紅外溫度監控儀，其特徵在於，信號處理電路由三片單相電能晶片CS5460A、外圍電阻、電容、晶振連接構成。
5.如權利要求I所述的ー種開關櫃紅外溫度監控儀，其特徵在於，信號輸入電路由6路 信號經電阻、ニ極管與地並聯後通過電阻與CS5460A連接。
6.如權利要求I所述的ー種開關櫃紅外溫度監控儀，其特徵在幹，單片機為AT89C55WD或 W78E516 或 W78E52 或 STC89C516 或 IS89C58。
7.如權利要求I所述的ー種開關櫃紅外溫度監控儀，其特徵在幹，監控存儲電路由集成電路MP813L、鐵電存儲器FM25040連接構成。
8.如權利要求I所述的ー種開關櫃紅外溫度監控儀，其特徵在於，數字顯示電路由2行4位LED數碼管、集成電路74AC573、三極體、ニ極管、電阻、按鍵連接構成。
9.如權利要求I所述的ー種開關櫃紅外溫度監控儀，其特徵在幹，RS485通訊接ロ電路由集成電路75LBC184、光藕、ニ極管、外圍電阻、電容連接構成。
10.如權利要求I所述的ー種開關櫃紅外溫度監控儀，其特徵在於，報警跳閘輸出電路由繼電器、三極體、ニ極管、外圍電阻連接構成。
專利摘要一種開關櫃紅外溫度監控儀，本實用新型包括紅外溫度傳感器、開關電源、信號輸入電路、信號處理電路、單片機、監控存儲電路、數字顯示電路、報警跳閘輸出電路、RS485通訊電路。本實用新型的有益效果為，所述開關櫃紅外溫度監控儀是利用紅外溫度傳感器採樣溫度信號，CS5460A進行A/D轉換和運算處理，單片機為作為數據處理，並利用RS485通訊傳輸測量溫度，實現實時監控高壓開關櫃等設備，並提供報警和跳閘輸出對設備進行保護。
文檔編號G01J5/02GK202403803SQ201220005399
公開日2012年8月29日 申請日期2012年1月9日 優先權日2012年1月9日
發明者沈鑫 申請人:雲南電力試驗研究院(集團)有限公司電力研究院