無源無線溫度傳感器的製作方法
2023-10-27 01:28:37
專利名稱：無源無線溫度傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電力設備專用溫度監測預警儀，特別是一種在供配電 工程中，對高壓工頻裸電的接觸點進行溫度測量的無源無線溫度傳感器裝置。
背景技術：
高低壓開關櫃觸頭、電纜接頭、電纜夾層、電纜隧道等在長期運行過程中， 因材質老化、接觸電阻增大或負荷增加而發熱。由於存在高電壓、高磁場、高 幹擾、高危險等因素，加上空間限制，傳統手段無法對其準確監測。目前國內 一般靠人工巡査，技術手段明顯滯後，由此導致連年來火災和大面積停電事故
時有發生。
我國傳統的電力設備是以定期進行預防性試驗和按一定的周期進行維修， 帶有很大盲目性，設備有無故障、故障部位、故障程度難以準確把握。另外， 由於良好部位的反覆拆卸，機械性能往往不理想，甚至低於檢修前，而且沒有 必要的超前維修，帶來人力、物力的巨大浪費。
在以往的技術中，有以下缺陷-
(1) 貼示溫臘片在導體接觸處貼上示溫蠟片，如果設備運行後，若發現 蠟片有軟化、熔化現象，可以粗略判斷接觸處發熱程度觀示溫臘片這種方法準 確度低，可靠性也差，不能用作定量測量。臘片在運行中容易自落，且部分接 頭不易觀察到。
(2) 紅外巡檢遠紅外診斷技術是通過吸收紅外線輻射能量，測出設備表 面的溫度及溫度場的分布，從而判斷設備發熱情況。紅外測溫方法的精度和可 靠性受距離、大氣背景及物體輻射率等因素影響，且安裝受位置限制，靈活性 差，也無法適用於針對開關櫃內部的斷路器觸頭溫升測量。
(3) 光纖光柵以光纖作為感溫元件，並以光纖作為信號傳輸介質。光纖 容易因為灰塵、潮溼或凝露產生爬電隱患。光纖網絡單點出現故障需要更換整 條網絡，維護性差。
(4) 熱成像儀熱成像儀就是依靠接收目標發射的紅外線成像的。熱成像 儀價格昂貴，適合單點監測，不宜大量普及，目前只能被應用於軍事上。
發明內容
本實用新型的目的就是能夠一種方便的、操作簡單的能對高壓工頻裸電的 接觸點進行溫度測量的傳感器。為實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案
一種無源無線溫度傳感器，它包括U形裡殼和U形滑蓋，在所述U形裡殼
內設置有兩個內槽，兩個內槽並行且分別呈U形形狀； 一個內槽中放置設有線
圈，另一個內槽中放置設有電路板和傳感器，電路板和傳感器分別置於U形內
槽的兩邊；在所述滑蓋的U形底端設有注膠孔。 在線圈的外側設有擋板，且擋板在滑蓋內部。 在所述裡殼中，電路板與傳感器的內槽壁上設有傳感器放置槽。 所述的電路板為復位定時模塊與相連，單片機與無線發送模塊相連，單
片機與溫度傳感模塊連接；電源模塊與單片機、復位定時模塊、無線發送模塊、
溫度傳感模塊相連。 .
所述的電源模塊為工頻電流感應信號與降壓模塊相連，降壓模塊與升壓
模塊相連，升壓模塊與儲能模塊相連，儲能模塊與穩壓模塊相連；同時，儲能
模塊又通過供電控制模塊與穩壓模塊相連。
採用上述技術方案的無源無線溫度傳感器，具有以下的優點
(1) 、無源供電，徹底解決高壓強磁環境下監測設備供電難題；
(2) 、無線通訊，徹底解決高壓隔離難題；
(3) 、直接接觸，數據準確及時可靠；
(4) 、就地和遠程的實時監測，集中統一管理；
(5) 、連續的實時在線監測，無盲點。
圖1為本實用新型的整體結構圖2為本實用新型的電路原理框圖3為本實用新型的電源模塊原理框圖4為本實用新型的程序流程圖。
具體實施方式
如圖l所示的本實用新型的整體結構圖，它包括U形裡殼1和U形滑蓋2， 其特徵在於在所述U形裡殼1內設置有兩個內槽，兩個內槽並行且分別呈U 形形狀； 一個內槽中放置設有線圈4，另一個內槽中放置設有電路板和傳感器， 電路板和傳感器分別置於U形內槽的兩邊；在所述滑蓋2的U形底端設有注膠 孔3。在所述線圈4的外側設有擋板5，且擋板5在滑蓋2內部。在所述裡殼1 中，電路板與傳感器的內槽壁上設有傳感器放置槽6。
具體地說，本實用新型整體呈U形結構，同時也可為其他仿U形結構，如C 形、半圓形等形狀。因此在供配電工程中，可方便地插入母排中，對高壓工頻裸電的接觸點進行溫度測量。
在其中一個內槽中，設置有電路板和傳感器。當電路板狹長且內槽的高度
足夠高，則電路板置於一個內槽當中；當電路板較寬時，可將鬼路板上電容等
元器件的突出部分放置於內槽中，此時，電路板將覆蓋在擋板5之上。
在傳感器放置槽6中放置的傳感器，應靠近高壓工頻裸電的接觸點。線圈4 外側的擋板，是為防止線路的短路。同時，也可用絕緣的膠帶傳繞在線圈4中
來替代。
在整體裝配完成後，從滑蓋2的U形底端的注膠孔3向內部注膠。因為在 供配電工程中，所處為高壓高溫環境，進行膠封之後，能很好地防止高壓電竄 入，為整個系統提供了很好的安全保障。
工作原理工頻電串過線圈，其感應信號的電壓與電流與穿過其中的工頻
電流成正比。其感應信號電壓如果低於5V，則通過升壓電路升壓，否則，進行 降壓至5V;其小於5V的感應電壓進行升壓到13V並存於一大電容中，再通過一 個可控穩壓晶片而得到穩壓直流電源，當升壓電路在電容中存儲的電壓超過8V， 則打開穩壓晶片；當電容中電壓超過8V，並再次下降到3V後，關掉穩壓晶片。
如圖2所示的本實用新型的電路原理框圖，所述的電路板為復位定時模 塊與相連，單片機與無線發送模塊相連，單片機與溫度傳感模塊連接；電源模 塊與單片機、復位定時模塊、無線發送模塊、溫度傳感模塊相連。
電源模塊
實現對整個系統自動供電，並能自動控制開啟和關斷。通過線圈的工頻電 流在線圈中產生對應的工頻電信號，其電流和電壓與線圈中通過的電流成正比，
在使用過程中其電壓從1 70V。因為電壓範圍大，電源模塊採用了先降壓再升 壓再穩壓的方式。其降壓模塊將1 70V的電壓穩定在1 5V範圍內，通過升壓 模塊將1 5V的電壓升至13V，並存儲在電容中，再通過一個可控的穩壓晶片將 其穩定在指定電壓。其控制信號則根據電容中的電壓而定系統供電之後，如 果電容中的電壓超過8V則起動供電，供電後電壓下降低於3V，則停止供電。其
原因是剛上電的時候，感應的電很小，其儲存的電不足於為整個系統完成檢査、 轉換、發射，因此要其存儲的能完成整個過程才開始供電，當供電後，儲存的 電量有所消耗，但是，直至電壓過低之前一直實現供電。 定時復位模塊
目前使用方法佔空比可調的方波發生器，其方波的一個信號為復位信號， 為單片機提供復位信號，方波的另一個波為延時波，根據實際情況下調整其溫
度轉換和發射周期。溫度傳感模塊
將溫度信號按一定的關係轉換成對應的電信號。 無線發送模塊
按指定的通信協議將轉換成的溫度信號發送出去。 單片機
在上電過後，單片機檢査各個模塊的狀態，如果有不正確的則進行修復， 在各個模塊狀態正常的情況下，將溫度信號進行轉換成所要用的電信號並通過 無線電將其發送出去。發送完成之後進入掉電狀態，以達到省電和抗幹擾的目的。
如圖3所示的本實用新型的電源模塊原理框圖，電源模塊為工頻電流感 應信號與降壓模塊相連，降壓模塊與升壓模塊相連，升壓模塊與儲能模塊相連， 儲能模塊與穩壓模塊相連；同時，儲能模塊又通過供電控制模塊與穩壓模塊相連。
降壓模塊將電壓穩壓在1 5V的範圍內； 升壓模塊將1 5V的電升至13V; 儲能模塊將電壓為13V的電儲存起來； 穩壓模塊將3 13V的電穩定定在2.85V;
供電控制模塊根據電容儲存的電壓自動控制穩壓模塊的開關。 如圖4所示為本實用新型的程序流程圖，系統供電後起動後，定時器開始 計時，單片機進行檢驗各個模塊，如果有狀態出錯的則進行修復其狀態，如果 都正常則進行溫度轉換並將轉換的溫度以無線的方式發送出去，
當信息發送出去之後則進入休眠狀態，以達到抗幹擾和省電的目的。當下 定時器時間到，則再次復位。
權利要求1、一種無源無線溫度傳感器，其特徵在於它包括U形裡殼(1)和U形滑蓋(2)，在所述U形裡殼(1)內設置有兩個內槽，兩個內槽並行且分別呈U形形狀；一個內槽中設置有線圈(4)，另一個內槽中設置有電路板和傳感器，電路板和傳感器分別置於U形內槽的兩邊；在所述滑蓋(2)的U形底端設有注膠孔(3)。
2、 根據權利要求1所述的無源無線溫度傳感器，其特徵在於在所述線圈(4)的外側設有擋板(5)，且擋板(5)在滑蓋(2)內部。
3、 根據權利要求1所述的無源無線溫度傳感器，其特徵在於在所述裡殼 (1)中，電路板與傳感器的內槽壁上設有傳感器放置槽(6)。
4、 根據權利要求1所述的無源無線溫度傳感器，其特徵在於所述的電路 板為復位定時模塊與相連，單片機與無線發送模塊相連，單片機與溫度傳感 模塊連接；電源模塊與單片機、復位定時模塊、無線發送模塊、溫度傳感模塊相連。
5、 根據權利要求4所示的無源無線溫度傳感器，其特徵在於所述的電源 模塊為工頻電流感應信號與降壓模塊相連，降壓模塊與升壓模塊相連，升壓 模塊與儲能模塊相連，儲能模塊與穩壓模塊相連；同時，儲能模塊又通過供電控制模塊與穩壓模塊相連。
專利摘要本實用新型公開了一種無源無線溫度傳感器，其特徵在於它包括U形裡殼和U形滑蓋，在所述U形裡殼內設置有兩個內槽，兩個內槽並行且分別呈U形形狀；一個內槽中設置有線圈，另一個內槽中設置有電路板和傳感器，電路板和傳感器分別置於U形內槽的兩邊；在所述滑蓋的U形底端設有注膠孔。採用上述技術方案的無源無線溫度傳感器，具有以下的優點(1)、無源供電，徹底解決高壓強磁環境下監測設備供電難題；(2)、無線通訊，徹底解決高壓隔離難題；(3)、直接接觸，數據準確及時可靠；(4)、就地和遠程的實時監測，集中統一管理；(5)、連續的實時在線監測，無盲點。
文檔編號G08C17/00GK201117075SQ20072009256
公開日2008年9月17日 申請日期2007年11月7日 優先權日2007年11月7日
發明者敖彬儀, 李明輝, 陳建軍 申請人:敖彬儀