高壓開關櫃無線紅外測溫系統的製作方法
2023-06-04 12:03:21
專利名稱：高壓開關櫃無線紅外測溫系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電カ設備測控技術領域，尤其涉及一種高壓開關櫃無線紅外測溫系統。
技術背景高壓開關櫃是發電廠、變電站的重要電氣設備。高壓開關櫃在長期運行過程中，由於開關櫃中的接點或母線排連接處等部位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。接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以及接觸電阻進一步變大，形成惡性循環，情況嚴重時會造成大面積停電或引發火災事故。在實際使用中，為避免事故的發生，常採用定期檢修或更換部件的方法來避免產生發熱現象，即便如此也不可避免會有事故發生，同時ー些還可以繼續使用的部件被強迫更換，造成大量浪費。為解決該問題，人們希望通過測溫裝置來監測開關櫃內觸點的運行情況，提前預測開關櫃的運行狀態，以防止事故發生。但由於開關櫃內存在高電壓，尤其是開關觸頭處於高電壓、高溫度、大電流的狀態，特別是系統事故瞬間還會出現強烈的電磁暫態過程，會導致強電場、磁場及強電磁幹擾，因而採用常規的測溫裝置很難實現開關櫃內觸點溫度的監測。對此，本實用新型提出了利用紅外測溫的方法，把微功耗紅外溫度傳感器安裝在高壓開關櫃內，可直接在線實時監測觸點的溫度。
發明內容本實用新型的目的在於，針對高壓開關櫃內觸點溫度難以監測的問題，提出ー種高壓開關櫃無線紅外測溫系統，用以解決該問題。為了實現上述目的，本發明提供的技術方案是，一種高壓開關櫃無線紅外測溫系統，其特徵是所述系統包括微功耗紅外溫度傳感器、信號轉換模塊、數據採集模塊、無線通信模塊和數據處理終端；所述無線通信模塊包括無線發送単元和無線接收單元；其中，微功耗紅外溫度傳感器、信號轉換模塊、數據採集模塊和無線發送単元通過數據線相連；無線發送単元和無線接收單元通過無線信號相連；無線接收單元和數據處理終端通過USB數據線相連。所述無線通信模塊的工作頻率為434兆赫茲，工作模式為跳頻模式，無線傳輸速率為 9. 6kbit/s。所述微功耗紅外溫度傳感器和信號轉換模塊通過RS485數據線相連。所述數據處理終端包括臺式計算機、筆記本和工作站。本實用新型採用微功耗紅外溫度傳感器採集高壓開關櫃內觸點的溫度，利用觸點紅外輻射的熱效應間接測量觸點的溫度，傳感器不受開關櫃內的環境因素的影響。
圖I是高壓開關櫃無線紅外測溫系統結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖，對優選實施例作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本實用新型的範圍及其應用。圖I是高壓開關櫃無線紅外測溫系統結構示意圖。圖I中，本實用新型提供的高壓開關櫃無線紅外測溫系統包括微功耗紅外溫度傳感器 、信號轉換模塊、數據採集模塊、無線通信模塊和數據處理終端。所述無線通信模塊包括無線發送単元和無線接收單元。微功耗紅外溫度傳感器為數字式溫度傳感器，用於採集高壓開關櫃內觸點溫度，並將溫度信息通過RS485接ロ傳輸至信號轉換模塊。紅外溫度傳感器為非接觸式溫度測量的傳感器，溫度採集距離與目標尺寸比(D: S)為8:1，溫度採集時需數據採集模塊向紅外溫度傳感器發送5位元組的溫度讀取命令，傳感器收到命令後返回7位元組的溫度數據。具體實施過程中，在高壓開關櫃要監測溫度的觸點相對應的櫃門上安裝微功耗紅外溫度傳感器。微功耗紅外溫度傳感器優選0PT-TP2007數字式紅外測溫傳感器，它有四個管腳ー個為接電源，ー個接地，另兩個是數據管腳分別為A+、B-。紅外溫度傳感器採集該觸點溫度，並將信息通過RS485接ロ傳輸，其A、B接ロ與信號轉換模塊部分A、B對應連接，即可傳輸信息。信號轉換電路用於將接收到的RS485信號轉換為RS232信號並有線傳送至數據採集模塊進行信息處理。信號轉換電路由MAX485晶片及電阻、電容共同構成，MAX485為半雙エ轉換晶片，在接收狀態時可將紅外溫度傳感器採集到的溫度信息由RS485信息轉換為RS232信息，並傳送至數據採集模塊，在發送狀態時可將數據採集模塊發送的溫度讀取命令由RS232信息轉換為RS485信息，並傳送至紅外溫度傳感器。數據採集模塊負責處理紅外溫度傳感器採集的溫度數據、控制信號轉換模塊的エ作狀態並將處理好的數據通過串ロ有線傳送至無線通信模塊。數據採集模塊以ATmegal28單片機為主要元件，ATmegal28單片機具有兩個串ロ，分別為串ロ 0與串ロ I。信號轉換模塊轉換後的信號通過RO管腳接入數據採集模塊的串ロ 0 (USARTO)的RXD，單片機對接收到的信號進行處理，並可以通過串ロ 0 (USARTO)的TXD管腳向信號轉換模塊發送溫度讀取命令。通過控制MAX485晶片的RE、DE管腳電平實現信號轉換模塊工作狀態的切換。數據採集模塊將處理好的溫度數據通過ATmegal28單片機串ロ I (USARTl)的TXD有線傳送至無線通信模塊。無線通信模塊包括兩部分，分別是無線發送単元和無線接收單元。其中，無線發送単元可以是無線通信終端，無線接收單元可以是無線通信基站。無線通信終端負責接收數據採集模塊傳送的數據並將數據通過無線方式發送至無線通信基站。無線通信基站實現了COM串ロ轉USB接ロ，可直接與臺式計算機、筆記本或工作站等數據處理終端相連。且無線通信基站接收無線數據，實現與數據處理終端的數據通信。無線通信模塊工作頻率為標準434MHz，工作在跳頻模式，無線傳輸速率為9. 6kbit/s。數據處理終端為具有數據處理、顯示和列印功能的臺式計算機、筆記本或工作站。數據處理終端可以安裝運行軟體，軟體是針對本實用新型系統開發的ー款上位機軟體，可實現數據處理終端與無線通信模塊的數據通信，讀取無線通信基站數據，經處理後顯示監測點地址、無線通信模塊地址、監測點的實時溫度及溫度的變化曲線，並且可以實現高溫報警，報警溫度閾值設置，無線通信模塊地址信息配置等。 微功耗紅外溫度傳感器採集的溫度信息遵循RS485協議，RS485協議與RS232協議相比，其在通信速率、傳輸距離、多機連接等方面均有非常大的提高，且信號抗噪聲幹擾性好，最大傳輸距離可達3000米。所以本實用新型提供的系統的信號轉換模塊、數據採集模塊、無線通信模塊和數據處理終端軟體完全可以安置在遠離高壓環境的場所，增強系統正常工作的可靠性。利用本實用新型提供的系統可以實時監測高壓開關櫃內觸點溫度，提前預測開關 櫃的運行狀態，及時發現有關問題。可以有效避免事故的發生，保證供電系統的安全運行。且利用紅外溫度傳感器測溫時不接觸被測物體，具有響應時間短、不被測溫場幹擾、使用壽命長、操作方便等一系列優點。在RS485總線上可以有256個傳感器同時在線測量，整個監測網絡結構簡單，易於組網。同時無線傳輸可以有效減少布線成本和降低設備安裝的難度。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應該以權利要求的保護範圍為準。
權利要求1.一種高壓開關櫃無線紅外測溫系統，其特徵是所述系統包括微功耗紅外溫度傳感器、信號轉換模塊、數據採集模塊、無線通信模塊和數據處理終端；所述無線通信模塊包括無線發送単元和無線接收單元； 其中，微功耗紅外溫度傳感器、信號轉換模塊、數據採集模塊和無線發送単元通過數據線相連； 無線發送単元和無線接收單元通過無線信號相連； 無線接收單元和數據處理終端通過USB數據線相連。
2.根據權利要求I所述的系統，其特徵是所述無線通信模塊的工作頻率為434兆赫茲，工作模式為跳頻模式，無線傳輸速率為9. 6kbit/s。
3.根據權利要求I所述的系統，其特徵是所述微功耗紅外溫度傳感器和信號轉換模塊通過RS485數據線相連。
4.根據權利要求I所述的系統，其特徵是所述數據處理終端包括臺式計算機、筆記本和工作站。
專利摘要本實用新型公開了電力設備測控技術領域中的一種高壓開關櫃無線紅外測溫系統。所述系統包括微功耗紅外溫度傳感器、信號轉換模塊、數據採集模塊、無線通信模塊和數據處理終端；所述無線通信模塊包括無線發送單元和無線接收單元；其中，微功耗紅外溫度傳感器、信號轉換模塊、數據採集模塊和無線發送單元通過數據線相連；無線發送單元和無線接收單元通過無線信號相連；無線接收單元和數據處理終端通過USB數據線相連。本實用新型採用微功耗紅外溫度傳感器採集高壓開關櫃內觸點的溫度，利用觸點紅外輻射的熱效應間接測量觸點的溫度，傳感器不受開關櫃內環境因素的影響。
文檔編號G08C17/02GK202433094SQ20122005619
公開日2012年9月12日 申請日期2012年2月21日 優先權日2012年2月21日
發明者安虎平, 楊素娟, 趙振兵, 陳崢 申請人:華北電力大學(保定)