CN203534712U - 一种基于感应式取电的无线传输温度在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于感应式取电的无线传输温度在线监测装置，包括等电位感应取电模块、数字温度传感器、微处理器及射频模块和测温主机，等电位感应取电模块安装于待测电力带电设备上并实现无线感应取电，等电位感应取电模块的电源输出端分别与数字温度传感器的电源输入端和微处理器及射频模块的电源输入端连接，数字温度传感器的信号输出端与微处理器及射频模块的信号输入端连接，微处理器及射频模块通过射频天线与测温主机的射频模块之间通过射频信号实现无线通讯。本实用新型由于采用了无线感应取电方式获得电源，所以无需安装、更换电池即能永久获得电源，通过射频信号传输实现全向、穿越障碍的信号传输效果，便于本监测装置的安装。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于电力带电设备的温度监测装置，尤其涉及一种基于感应式取电的无线传输温度在线监测装置。
背景技术
目前国内外针对电力带电设备的测温技术比较多，一般采用热敏电阻、热电偶、光纤测温、红外测温、有源无线测温等等。这些技术分别存在以下缺点：热敏电阻价格高、线性差，需要复杂的恒流源伺服电路，数据处理复杂；热电偶要加上补偿电路且材料价高，需要A/D转换器；光纤测温方式中，光纤具有易折，易断、不耐高温等特性，布线难度较大；红外测温易受环境及周围的电磁场干扰，要求被测量点能够在视野内并无遮掩，并且表面干净，否则很难保证测量的准确程度；有源无线测温的无线温度传感器尺寸通常相对较大并且需经常更换电池，系统维护成本较高。另外，传统的温度监测装置，一般采用电池作为测温终端的电源，但电池不适于在高温状态下工作，特别不适于在高于150℃的工作环境中工作。
数字温度传感器是一种高精度的温度传感器，如DS18B20，为“一线器件”，采用单总线的接口方式与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通信。与传统的热电偶、热敏电阻等测温传感器的接口方式相比，这种单总线具有经济性好，抗干扰能力强，适合恶劣环境的现场测温，使用方便等优点，使用户可以轻松的组建传感器网络，为测量系统构建引入全新概念。另外，DS18B20测温范围更宽，测量精度更高，而且其体积小，易于安装。
近年来，DS18B20的研究与应用已相当成熟和广泛，但是在电力系统带电设备的测温系统中的应用受到了极大的限制，主要瓶颈在于取电方式，电网供电过程中不可经常人为停电，所以电池供电的维护和更换会受到限制，而传统的感应取电方式并不能提供足够的能量。因此，真正的基于感应取电和无线传输的DS18B20温度在线监测装置还未见使用和报道。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于感应式取电的无线传输温度在线监测装置。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
本实用新型所述基于感应式取电的无线传输温度在线监测装置包括等电位感应取电模块、数字温度传感器、微处理器及射频模块和测温主机，所述等电位感应取电模块安装于待测电力带电设备上并实现无线感应取电，所述数字温度传感器安装于所述待测电力带电设备上用于感应温度，所述微处理器及射频模块用于处理温度信息并通过射频天线发送信息，所述测温主机用于接收温度信息并通过射频天线获取所述微处理器及射频模块发送的信息，所述等电位感应取电模块的电源输出端分别与所述数字温度传感器的电源输入端和所述微处理器及射频模块的电源输入端连接，所述数字温度传感器的信号输出端与所述微处理器及射频模块的信号输入端连接，所述微处理器及射频模块通过射频天线与所述测温主机的射频模块之间通过射频信号实现无线通讯。微处理器及射频模块中，射频模块嵌入到温度处理的微处理器即单片机中，以减小功耗。
工作时，等电位感应取电模块以无线感应方式从待测电力带电设备上获取感应电源，该电源经过处理后变成直流电源分别为数字温度传感器和微处理器及射频模块供电，实现现场取电；数字温度传感器将待测电力带电设备的温度信息进行实时采集并传输给微处理器及射频模块，微处理器及射频模块收到后进行处理并通过射频天线将温度信号发送给测温主机，测温主机收到信号后对其进行分析处理、阈值报警和温度显示。
具体地，所述等电位感应取电模块包括电极板和整流/功放电路，所述电极板安装于待测电力带电设备上，所述电极板的电源输出端与所述整流/功放电路的输入端连接，所述整流/功放电路的电源输出端分别与所述数字温度传感器的电源输入端和所述微处理器及射频模块的电源输入端连接。整流/功放电路包括整流电路和功放电路，是常规电路。
作为优选，所述电极板为两个且平行放置，两个所述电极板的电源输出端均与所述整流/功放电路的输入端连接。用两个平行安装的电极板取电，不但能获得更多的电能，而且两个电极板的电位相等，便于应用。
作为优选，所述数字温度传感器为DS18B20。
作为优选，所述射频天线为陶瓷天线。陶瓷天线可以满足高压电力设备测温装备的要求，无尖端，更为安全。
具体地，所述测温主机还包括射频模块、单片机、LED和报警指示灯，所述测温主机的陶瓷天线的信号输出端依次与所述射频模块和所述单片机连接，所述单片机的输出端分别与所述LED和所述报警指示灯对应连接。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型由于采用了无线感应取电方式获得电源，所以无需安装、更换电池即能永久获得电源，实现了对高压交变电场的高效利用；通过高精度数字温度传感器DS18B20对电力带电设备的温度进行在线检测，DS18B20的保护外壳具有防高压、防高磁场、防水阻燃等特点，其实时报警功能可有效防止对电力系统因温度过高而造成损失，节约成本，同时也能有效预防因为安装所产生的安全隐患，无需破坏原电力设备如开关柜结构（如：不需在任何位置打孔、安装附加的支架等），不影响原电力设备性能；通过射频信号传输实现无线信号全向传输且具有一定的绕射穿透能力，传感器与被测物没有距离和角度要求，被测物不必在视野可视范围内。本实用新型为电力设备如开关柜的高精度温度在线监测提供了有效手段，保证了电网运行的安全。
附图说明
图1是本实用新型所述基于感应式取电的无线传输温度在线监测装置的整体框图；
图2是本实用新型所述基于感应式取电的无线传输温度在线监测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如图1和图2所示，本实用新型所述基于感应式取电的无线传输温度在线监测装置包括等电位感应取电模块、DS18B20、微处理器及射频模块、射频天线和测温主机，其中，等电位感应取电模块包括两个平行放置的电极板2和整流/功放电路1，两个电极板2均安装于待测电力带电设备上，两个电极板2的电源输出端与整流/功放电路的输入端连接，整流/功放电路的电源输出端分别与DS18B20的电源输入端和微处理器及射频模块的电源输入端连接，DS18B20的信号输出端与微处理器及射频模块的信号输入端连接，微处理器及射频模块的信号输出端与发射端射频天线连接；测温主机包括、接收端射频天线、射频模块、单片机、LED和报警指示灯3，接收端射频天线与发射端射频天线通过射频信号实现无线通讯，接收端射频天线的信号输出端依次与射频模块和单片机连接，单片机的输出端分别与LED和报警指示灯3对应连接；上述发射端射频天线和接收端射频天线均为陶瓷天线。电极板2、整流/功放电路1、DS18B20、微处理器及射频模块和发射端射频天线共同构成测温终端。
上述部件中，等电位感应取电模块安装于待测电力带电设备上并实现无线感应取电，DS18B20安装于待测电力带电设备上用于感应温度，微处理器及射频模块用于处理温度信息并通过发射端射频天线发送信息，测温主机用于接收温度信息并通过接收端射频天线获取微处理器及射频模块发送的信息。DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯，在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内，其最大优点是设备精度高、体积小、功耗低、使用简便。
如图2所示，工作时，两个电极板2以无线感应方式从待测电力带电设备上获取感应电源，该电源经过整流/功放电路1处理后变成直流电源分别为DS18B20和微处理器及射频模块供电，实现现场取电；DS18B20的测温部分接触式安装在待测电力带电设备上，DS18B20将感测到的温度值输送给微处理器及射频模块，并最终以射频方式通过发射端射频天线和接收端射频天线发给测温主机的射频模块，最后传输给单片机，并通过LED对温度值进行显示，单片机进行预警分析后，如果温度超出阈值，则通过报警指示灯3报警，最终实现对待测电力带电设备的温度监测。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何无需创造性劳动的修改、等同替换和其它改进，均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (6)
1.一种基于感应式取电的无线传输温度在线监测装置，其特征在于：包括等电位感应取电模块、数字温度传感器、微处理器及射频模块和测温主机，所述等电位感应取电模块安装于待测电力带电设备上并实现无线感应取电，所述数字温度传感器安装于所述待测电力带电设备上用于感应温度，所述微处理器及射频模块用于处理温度信息并通过射频天线发送信息，所述测温主机用于接收温度信息并通过射频天线获取所述微处理器及射频模块发送的信息，所述等电位感应取电模块的电源输出端分别与所述数字温度传感器的电源输入端和所述微处理器及射频模块的电源输入端连接，所述数字温度传感器的信号输出端与所述微处理器及射频模块的信号输入端连接，所述微处理器及射频模块通过射频天线与所述测温主机的射频模块之间通过射频信号实现无线通讯。
2.根据权利要求1所述的基于感应式取电的无线传输温度在线监测装置，其特征在于：所述等电位感应取电模块包括电极板和整流/功放电路，所述电极板安装于待测电力带电设备上，所述电极板的电源输出端与所述整流/功放电路的输入端连接，所述整流/功放电路的电源输出端分别与所述数字温度传感器的电源输入端和所述微处理器及射频模块的电源输入端连接。
3.根据权利要求2所述的基于感应式取电的无线传输温度在线监测装置，其特征在于：所述电极板为两个且平行放置，两个所述电极板的电源输出端均与所述整流/功放电路的输入端连接。
4.根据权利要求1、2或3所述的基于感应式取电的无线传输温度在线监测装置，其特征在于：所述数字温度传感器为DS18B20。
5.根据权利要求1、2或3所述的基于感应式取电的无线传输温度在线监测装置，其特征在于：所述射频天线为陶瓷天线。
6.根据权利要求1所述的基于感应式取电的无线传输温度在线监测装置，其特征在于：所述测温主机还包括射频模块、单片机、LED和报警指示灯，所述测温主机的陶瓷天线的信号输出端依次与所述射频模块和所述单片机连接，所述单片机的输出端分别与所述LED和所述报警指示灯对应连接。
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