專利名稱：一種高壓帶電體用測溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于溫度測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓帶電體用測溫裝置。
背景技術(shù)：
電力設(shè)備運(yùn)行過程中，由于半導(dǎo)體元件的開關(guān)損耗、通態(tài)損耗，以及導(dǎo)體壓接部位的氧化松動而加大了接觸電阻等原因，會產(chǎn)生大量的熱量，導(dǎo)致元件自身及散熱裝置溫度升高，甚至電力設(shè)備內(nèi)局部出現(xiàn)過溫現(xiàn)象。眾所周知，元器件過溫而損壞是引起電力設(shè)備故障的重要原因之一，故溫度是表征電力設(shè)備運(yùn)行狀況的重要物理量，對其進(jìn)行測量具有重要意義。目前，應(yīng)用在高壓帶電體的測溫方法主要有三種紅外測溫、光纖測溫和傳統(tǒng)的接觸式測溫。紅外測溫是一種典型的非接觸式測溫方式，不存在電氣絕緣問題，但是紅外測溫 探頭必須和測溫體保持一定距離，并正對測溫表面，而且要求測溫表面面積足夠大，不反光等，致使此種測溫方式不能被廣泛采用。光纖測溫是采用光纖作為傳感器的分布式測溫，其優(yōu)點是不需要考慮電氣絕緣問題，但在實際應(yīng)用中，存在空間分辨力低、精度低、影響因素多等缺點，并且投資成本非常高。傳統(tǒng)的接觸式測溫方式則采用溫度傳感器與高壓帶電體直接接觸，將表示溫度的電信號通過金屬導(dǎo)線發(fā)送至控制器，具有精度高，成本低，技術(shù)成熟的優(yōu)勢，但是由于高壓帶電體對地之間、不同測量部位之間存在高壓，致使控制器和溫度傳感器之間、多個溫度傳感器之間的電氣絕緣問題難以解決。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種高壓帶電體用測溫裝置，能夠解決電氣絕緣問題，并且成本低。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是設(shè)計一種高壓帶電體用測溫裝置，包括溫度傳感器，其特征在于還包括壓頻轉(zhuǎn)換電路、光纖收發(fā)器、單片機(jī)單元和絕緣電源；壓頻轉(zhuǎn)換電路將溫度傳感器的電壓信號轉(zhuǎn)換成頻率信號，光纖收發(fā)器的發(fā)送端將壓頻轉(zhuǎn)換電路的頻率信號轉(zhuǎn)換成光信號，發(fā)送端經(jīng)光纖聯(lián)接光纖收發(fā)器的接收端，接收端電聯(lián)接單片機(jī)單元；絕緣電源為溫度傳感器、壓頻轉(zhuǎn)換電路和發(fā)送端提供電源。優(yōu)選的，絕緣電源包括可控電流源和分路電源，分路電源中設(shè)置感應(yīng)磁環(huán)、第一整流橋和穩(wěn)壓電源模塊，可控電流源的輸出端聯(lián)接高壓電纜，高壓電纜上設(shè)置一個以上的分路電源，感應(yīng)磁環(huán)從高壓電纜上感應(yīng)取電，感應(yīng)磁環(huán)經(jīng)第一整流橋聯(lián)接穩(wěn)壓電源模塊，穩(wěn)壓電源模塊作為絕緣電源的輸出端。優(yōu)選的，可控電流源包括第二整流橋和可控開關(guān)，可控開關(guān)聯(lián)接在第二整流橋的輸出端，為感應(yīng)磁環(huán)提供變化的磁場，可控開關(guān)的控制端電聯(lián)接單片機(jī)單元。優(yōu)選的，還包括采樣單元，采樣單元為電流傳感器，電流傳感器聯(lián)接在可控電流源的輸出端，單片機(jī)根據(jù)電流傳感器的數(shù)值調(diào)整可控開關(guān)的驅(qū)動脈沖占空比。優(yōu)選的，還包括報警單元，報警單元發(fā)出單片機(jī)單元的報警信息。[0010]優(yōu)選的，還包括顯示單元，顯示單元顯示單片機(jī)單元的信息。優(yōu)選的，還包括通訊接口，通訊接口實現(xiàn)單片機(jī)單元與上位機(jī)通訊，實現(xiàn)溫度值遠(yuǎn)傳。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是I、采用溫度傳感器繼承了傳統(tǒng)測溫方式中精度高、成本低的優(yōu)點；溫度信號通過光纖傳遞給單片機(jī)單元，并由絕緣電源為位于各測溫點的溫度傳感器、壓頻轉(zhuǎn)換電路和發(fā)送端提供電源，實現(xiàn)了各路測溫電路相互獨立，不存在電氣連接，解決了單片機(jī)單元和溫度 傳感器之間、多個溫度傳感器之間的電氣絕緣問題。2、絕緣電源采用可控電流源和感應(yīng)磁環(huán)的供電方式，并且可控電流源和感應(yīng)磁環(huán)間采用高壓電纜，在滿足了該測溫裝置供電絕緣的前提下，實現(xiàn)了多個測溫點的統(tǒng)一供電，提高了系統(tǒng)的可靠性，并且與各測溫點均采用高絕緣等級的變壓器獨立供電相比，降低了 成本。3可控電流源采用第二整流橋和可控開關(guān)的方式，在能夠為感應(yīng)磁環(huán)提供變化磁場的前提下，簡化了可控電流源的結(jié)構(gòu)，提高了可控電流源的穩(wěn)定性。4、電流傳感器聯(lián)接在可控電流源的輸出端，單片機(jī)根據(jù)電流傳感器的數(shù)值調(diào)整可控開關(guān)的驅(qū)動脈沖占空比，實現(xiàn)了供電系統(tǒng)的閉環(huán)控制，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)按需供電，有利于延長測溫裝置中各用電設(shè)備的使用壽命。5、采用報警單元發(fā)出單片機(jī)單元的報警信息，當(dāng)某測溫點的溫度超過設(shè)定值時，報警單元能夠直觀的提醒工作人員，增加了該測溫裝置的實用性。6、由于采用信息顯示單元直觀地顯示單片機(jī)單元的溫度等信息，提供了良好的人機(jī)交互界面。7、采用通訊接口完成單片機(jī)單元與上位機(jī)之間的通訊，實現(xiàn)溫度值遠(yuǎn)傳，能夠更加方便的管理、查看各測溫點的溫度信息。

圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是可控電流源的電氣原理圖。圖中標(biāo)記I、溫度傳感器；2、壓頻轉(zhuǎn)換電路；3、光纖收發(fā)器；31、發(fā)送端；32、接收端；33、光纖；4、單片機(jī)單元；5、通訊接口 ；6、報警單元；7、顯示單元；8、可控電流源；81、第二整流橋；82、可控開關(guān)；9、分路電源；91、穩(wěn)壓電源模塊；92、第一整流橋；93、感應(yīng)磁環(huán)；10、電流傳感器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖I所示，本實用新型中設(shè)置了溫度傳感器I、壓頻轉(zhuǎn)換電路2、光纖收發(fā)器3、單片機(jī)單元4和絕緣電源，溫度傳感器I繼承了傳統(tǒng)測溫方式中精度高、成本低的優(yōu)點。溫度傳感器I通過三芯屏蔽電纜聯(lián)接壓頻轉(zhuǎn)換電路2，避免了強(qiáng)電磁場的干擾。壓頻轉(zhuǎn)換電路2將溫度傳感器I的電壓信號轉(zhuǎn)換成頻率信號，光纖收發(fā)器3的發(fā)送端31將壓頻轉(zhuǎn)換電路2的頻率信號轉(zhuǎn)換成光信號，發(fā)送端31經(jīng)光纖33傳遞給光纖收發(fā)器3的接收端32，接收端32電聯(lián)接單片機(jī)單元4，實現(xiàn)了溫度信號通過光纖33傳遞給單片機(jī)單元4，解決了單片機(jī)單元4和溫度傳感器I之間的電氣絕緣問題。絕緣電源為溫度傳感器I、壓頻轉(zhuǎn)換電路2和發(fā)送端31提供電源，實現(xiàn)了各路測溫電路相互獨立，不存在電氣連接，解決了多個溫度傳感器I之間的電源絕緣問題。如圖2所示，本實用新型的絕緣電源包括可控電流源8和分路電源9，分路電源9中設(shè)置感應(yīng)磁環(huán)93、第一整流橋92和穩(wěn)壓電源模塊91，可控電流源8的輸出端聯(lián)接高壓電纜，高壓電纜上設(shè)置一個以上的分路電源9，感應(yīng)磁環(huán)93從高壓電纜上感應(yīng)取電，感應(yīng)磁環(huán)93經(jīng)第一整流橋92聯(lián)接穩(wěn)壓電源模塊91，穩(wěn)壓電源模塊91作為絕緣電源的輸出端，在滿足了該測溫裝置供電絕緣的前提下，實現(xiàn)了多個測溫點的統(tǒng)一供電，提高了系統(tǒng)的可靠性，并且與各測溫點的設(shè)備均采用高絕緣等級的變壓器獨立供電相比，降低了成本。上述可控電流源8包括第二整流橋81和可控開關(guān)82，可控開關(guān)82聯(lián)接在第二整流橋81的輸出端，為感應(yīng)磁環(huán)93提供變化的磁場，可控開關(guān)82的控制端電聯(lián)接單片機(jī)單元4，簡化了可控電 流源8的結(jié)構(gòu)，提高了可控電流源8的穩(wěn)定性?？煽亻_關(guān)82可以選用金氧半場效晶體管等半導(dǎo)體器件。還設(shè)置了采樣單元，采樣單元為電流傳感器10，電流傳感器10聯(lián)接在可控電流源8的輸出端，單片機(jī)根據(jù)電流傳感器10的數(shù)值調(diào)整可控開關(guān)82的驅(qū)動脈沖占空比，實現(xiàn)了供電系統(tǒng)的閉環(huán)控制，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)按需供電，有利于延長測溫裝置中各用電設(shè)備的 使用壽命。采用報警單元6發(fā)出單片機(jī)單元4的報警信息，當(dāng)某測溫點的溫度超過設(shè)定值時，報警單元6能夠直觀的提醒工作人員，增加了該測溫裝置的實用性。采用信息顯示單元7直觀地顯示單片機(jī)單元4的溫度等信息，提供了良好的人機(jī)交互界面。采用通訊接口 5完成單片機(jī)單元4與上位機(jī)之間的通訊，實現(xiàn)溫度值遠(yuǎn)傳，能夠更加方便的管理、查看各測溫點的溫度信息。使用時，將溫度傳感器I涂抹導(dǎo)熱硅脂后緊固在高壓帶電體上，壓頻轉(zhuǎn)換電路2、光纖收發(fā)器3的接收端32安裝在高壓帶電體上，但無需作特殊絕緣處理；接通可控電流源8的輸入電源，該測溫裝置就可自動測量各測溫點的溫度，并傳輸給單片機(jī)單元4進(jìn)行顯示、上傳和報警。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非是對本實用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種高壓帶電體用測溫裝置，包括溫度傳感器，其特征在于還包括壓頻轉(zhuǎn)換電路、光纖收發(fā)器、單片機(jī)單元和絕緣電源； 壓頻轉(zhuǎn)換電路將溫度傳感器的電壓信號轉(zhuǎn)換成頻率信號，光纖收發(fā)器的發(fā)送端將壓頻轉(zhuǎn)換電路的頻率信號轉(zhuǎn)換成光信號，發(fā)送端經(jīng)光纖聯(lián)接光纖收發(fā)器的接收端，接收端電聯(lián)接單片機(jī)單元； 絕緣電源為溫度傳感器、壓頻轉(zhuǎn)換電路和發(fā)送端提供電源。
2.按照權(quán)利要求I所述的一種高壓帶電體用測溫裝置，其特征在于絕緣電源包括可控電流源和分路電源，分路電源中設(shè)置感應(yīng)磁環(huán)、第一整流橋和穩(wěn)壓電源模塊，可控電流源的輸出端聯(lián)接高壓電纜，高壓電纜上設(shè)置一個以上的分路電源，感應(yīng)磁環(huán)從高壓電纜上感應(yīng)取電，感應(yīng)磁環(huán)經(jīng)第一整流橋聯(lián)接穩(wěn)壓電源模塊，穩(wěn)壓電源模塊作為絕緣電源的輸出端。
3.按照權(quán)利要求2所述的一種高壓帶電體用測溫裝置，其特征在于可控電流源包括第二整流橋和可控開關(guān)，可控開關(guān)聯(lián)接在第二整流橋的輸出端，為感應(yīng)磁環(huán)提供變化的磁場，可控開關(guān)的控制端電聯(lián)接單片機(jī)單元。
4.按照權(quán)利要求I或2或3所述的一種高壓帶電體用測溫裝置，其特征在于還包括采樣單元，采樣單元為電流傳感器，電流傳感器聯(lián)接在可控電流源的輸出端，單片機(jī)根據(jù)電流傳感器的數(shù)值調(diào)整可控開關(guān)的驅(qū)動脈沖占空比。
5.按照權(quán)利要求I或2或3所述的一種高壓帶電體用測溫裝置，其特征在于還包括報警單元，報警單元發(fā)出單片機(jī)單元的報警信息。
6.按照權(quán)利要求I或2或3所述的一種高壓帶電體用測溫裝置，其特征在于還包括顯示單元，顯示單元顯示單片機(jī)單元的信息。
7.按照權(quán)利要求I或2或3所述的一種高壓帶電體用測溫裝置，其特征在于還包括通訊接口，通訊接口實現(xiàn)單片機(jī)單元與上位機(jī)通訊，實現(xiàn)溫度值遠(yuǎn)傳。
專利摘要本實用新型公開了一種高壓帶電體用測溫裝置，屬于溫度測量技術(shù)領(lǐng)域，其包括溫度傳感器，特征在于還包括壓頻轉(zhuǎn)換電路、光纖收發(fā)器、單片機(jī)單元和絕緣電源；壓頻轉(zhuǎn)換電路將溫度傳感器的電壓信號轉(zhuǎn)換成頻率信號，光纖收發(fā)器的發(fā)送端將壓頻轉(zhuǎn)換電路的頻率信號轉(zhuǎn)換成光信號，發(fā)送端經(jīng)光纖聯(lián)接光纖收發(fā)器的接收端，接收端電聯(lián)接單片機(jī)單元；絕緣電源為溫度傳感器、壓頻轉(zhuǎn)換電路和發(fā)送端提供電源。此種高壓帶電體用測溫裝置繼承了現(xiàn)有技術(shù)中精度高、成本低的優(yōu)點；并實現(xiàn)了各路測溫電路相互獨立，不存在電氣連接，解決了單片機(jī)單元和溫度傳感器之間、多個溫度傳感器之間的電氣絕緣問題。
文檔編號G01K1/02GK202471269SQ20122009550
公開日2012年10月3日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者丁友濤, 吳建華, 宋峰, 朱乃鵬, 楊杰, 王金泉, 石柏虎, 譚光韌 申請人:兗州東方機(jī)電有限公司