非閉合磁路電流感應(yīng)取電無線測溫系統(tǒng)及微功耗通訊方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種非閉合磁路電流感應(yīng)取電無線測溫系統(tǒng)，包括無線測溫終端、數(shù)據(jù)接收集中器和后臺管理平臺，無線測溫終端包括感應(yīng)取電電路、測溫電路和無線通訊電路，感應(yīng)取電電路包括電流感應(yīng)器、整流濾波電路、穩(wěn)壓電路、電壓監(jiān)控芯片和三端開關(guān)器，電流感應(yīng)器由非閉合磁芯和繞制于非閉合磁芯外的線圈構(gòu)成，線圈輸出的電源經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓后再由三端開關(guān)器控制輸出，三端開關(guān)器由電壓監(jiān)控芯片控制通斷。本發(fā)明還公開了一種微功耗通訊方法，通過在不能或不需通訊時使芯片處于等待狀態(tài)，降低電能消耗，從而實現(xiàn)低功耗運行的目的。本無線測溫系統(tǒng)具有安裝方便、體積小、成本低、高可靠以及不明顯改變設(shè)備原電場分布和原有安全參數(shù)的優(yōu)點。
【專利說明】非閉合磁路電流感應(yīng)取電無線測溫系統(tǒng)及微功耗通訊方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測溫系統(tǒng)及通訊方法，尤其涉及一種應(yīng)用于電力設(shè)備測溫的非閉合磁路電流感應(yīng)取電無線測溫系統(tǒng)及微功耗通訊方法。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)統(tǒng)計分析，中國每年發(fā)生的電力事故，有40%是由高壓電氣設(shè)備過熱所致；開關(guān)、刀閘、電纜連接部位接觸電阻變大、過負荷等容易引起接頭溫度過高，導(dǎo)致設(shè)備運行故障。因此，對電力設(shè)備，特別是對電力設(shè)備電氣連接點的溫度變化進行實時監(jiān)測及預(yù)警是非常必要的。熱工測溫裝置因絕緣強度的級別無法在高壓電力設(shè)備上使用，所以目前普遍采用的是紅外測溫、有源無線測溫、光纖測溫、SAff聲表面波傳感器測溫和電流互感器取電無線測溫五種方式。下面對這五種傳統(tǒng)測溫方式的概況和缺點進行具體介紹:
[0003]紅外測溫:即用手持或固定安裝的紅外點溫儀、紅外成像儀接收被測物體表面輻射來測溫。紅外測溫存在以下缺點:(I)準確性難保證，紅外測溫屬輻射間接測溫，準確度還依賴于操作人員所給的發(fā)熱物體表面的輻射率的正確性，而現(xiàn)場各設(shè)備各部分輻射率是不同的，只能大致取某個值；(2)紅外輻射繞射和投射能力極有限，甚至連普通玻璃都無法穿透，易形成監(jiān)視死角，對于密封或有遮擋或無法安裝探頭的地方無法檢測；(3)手持測溫儀測溫數(shù)據(jù)因人而異，也不能實現(xiàn)在線自動化；(4)紅外多點在線檢測成本高，因探頭屬精密光學(xué)設(shè)備，規(guī)模使用不經(jīng)濟。
[0004]有源無線測溫:采用微功耗設(shè)計的無線射頻模式，裝置采用鋰鐵電池供電，目前普遍采用此模式進行測溫。有源無線測溫存在以下缺點:(1)電池存在泄漏、高溫下爆裂等事故隱患，因電池是屬于含電解液的密封器件，高溫下電解液氣化膨脹，難免發(fā)生泄漏甚至爆裂，而這些液狀、霧狀電解質(zhì)在運行的高壓設(shè)備里極易造成短路事故；(2)電池存在耗盡更換維護要求，通常3-5年后需要更換電池；(3)電池更換一般選擇電力設(shè)備停電時進行，但重要電力設(shè)備停電的機會很小，所以可能發(fā)生電池不能及時更換而失去監(jiān)控的問題。
[0005]光纖測溫:該系統(tǒng)采用光柵測溫，探頭安裝在測溫點，用光纜傳輸光信號。光纖測溫存在以下缺點:(I)測溫光纖表面積塵后沿面放電問題突出，因高壓設(shè)備內(nèi)相間距不大，而光纖不能像絕緣子那樣靠裙褶來增加爬距；(2)光纖測溫系統(tǒng)造價高，該系統(tǒng)屬精密光學(xué)設(shè)備，加之光纜的布置困難，費用高昂使一般用戶很難大范圍使用；(3)維護成本高，因光柵測溫傳感器存在溫漂現(xiàn)象，使用2-3年后需要取下重新校核溫度刻度的狀況，麻煩又不經(jīng)濟。
[0006]SAff聲表面波測溫:引自國外技術(shù),利用射頻感應(yīng)檢測和傳送數(shù)據(jù)。SAW聲表面波測溫存在以下缺點:(I)感應(yīng)天線安裝存在較多限制，因它需要在被測點附近的柜體內(nèi)安裝感應(yīng)天線，若設(shè)備空間狹窄，則會減小安全距離降而降低了高壓防護等級；(2)信號不強，通訊距離短，因感應(yīng)功率有限，通訊距離僅限于柜內(nèi)，且目前聲表面波傳感器信息接收合格率不高于70%。
[0007]電流互感器取電無線測溫:需要在母排等部位安裝電流互感器，取代有源無線測溫系統(tǒng)的電池供電部分。電流互感器取電無線測溫存在以下缺點:(1)最突出問題是存在閉合磁路容易造成渦流發(fā)熱，本來用來溫度監(jiān)測的設(shè)備，在大電流情況下變成發(fā)熱元器件；(2)感應(yīng)取電部分為閉合磁路，需要套裝于電力傳輸介質(zhì)如母線的外面，安裝不便；(3)套在母線上的磁路可能會減小母線安全距離，影響母線正常運行。
[0008]所以，對于高壓電力設(shè)備測溫系統(tǒng)來說，如何取電成為一個重要問題。
[0009]傳統(tǒng)高壓電場取電的技術(shù)及缺點如下:
[0010]1、采用內(nèi)置分壓電容的支柱絕緣子方式取電，目前高壓柜帶電顯示大都采用該方式；其缺點在于:獲取的低壓電源無法送至處于高電位的測量裝置用。
[0011]2、在低電位端安置大面積感應(yīng)極板，獲取感應(yīng)電流驅(qū)動低壓設(shè)備；其缺點在于:在露天大空間設(shè)置大極板，獲取的低壓電源無法送至處于高點位的測量裝置，另一方面，它采用的是變壓器降壓取電，無法用于高電位的小極板微電流取電。
[0012]3、采用同高壓設(shè)備相連的感應(yīng)電極，獲得感應(yīng)電流，處理后供LED閃光的帶電顯示裝置使用；其缺點在于:電場感應(yīng)的LED閃光帶電顯示裝置多采用電容串并聯(lián)充放電工作原理，它只適合脈沖放電，不適合穩(wěn)定電壓工作的設(shè)備。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種便于安裝、使用的非閉合磁路電流感應(yīng)取電無線測溫系統(tǒng)及微功耗通訊方法。
[0014]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的:
[0015]一種非閉合磁路電流感應(yīng)取電無線測溫系統(tǒng)，包括無線測溫終端、數(shù)據(jù)接收集中器和后臺管理平臺，多個所述無線測溫終端將在線監(jiān)測的溫度數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送給對應(yīng)的所述數(shù)據(jù)接收集中器，多個所述數(shù)據(jù)接收集中器分別將溫度數(shù)據(jù)集中處理后傳送給所述后臺管理平臺，所述無線測溫終端包括感應(yīng)取電電路、測溫電路和無線通訊電路，所述感應(yīng)取電電路為所述測溫電路和所述無線通訊電路提供電源；所述感應(yīng)取電電路包括電流感應(yīng)器、整流濾波電路、穩(wěn)壓電路、電壓監(jiān)控芯片和三端開關(guān)器，所述電流感應(yīng)器由非閉合磁芯和繞制于所述非閉合磁芯外的線圈構(gòu)成，所述線圈的兩端分別與所述整流濾波電路的兩個輸入端連接，所述整流濾波電路的正極電源輸出端分別與所述穩(wěn)壓電路的正極電源輸入端和所述電壓監(jiān)控芯片的正極電源輸入端連接，所述穩(wěn)壓電路的正極電源輸出端與所述三端開關(guān)器的第一端連接，所述電壓監(jiān)控芯片的控制輸出端與所述三端開關(guān)器的控制輸入端連接，所述三端開關(guān)器的第二端為所述感應(yīng)取電電路的正極電源輸出端，所述整流濾波電路的負極電源輸出端、所述穩(wěn)壓電路的負極電源端和所述電壓監(jiān)控芯片的負極電源輸入端相互連接并作為所述感應(yīng)取電電路的負極電源輸出端。
[0016]上述結(jié)構(gòu)中，電流感應(yīng)器采用非閉合磁路的磁芯，在安裝時可以直接安裝于電流母線旁邊，線圈即可感應(yīng)到母線電流并形成電源，該電源功率相比磁路閉合的電流互感器要小，所以需要其它的微功耗控制裝置來協(xié)助才能確保滿足測溫系統(tǒng)電源需求；整流濾波電路和穩(wěn)壓電路用于對電流感應(yīng)器輸出的電流進行整流、濾波和穩(wěn)壓處理；電壓監(jiān)控芯片和三端開關(guān)器則構(gòu)成微功耗控制裝置，電壓監(jiān)控芯片通過實時監(jiān)測整流濾波電路的輸出電壓，并以此為依據(jù)控制三端開關(guān)器的開關(guān)狀態(tài)，實現(xiàn)微功耗目的。
[0017]具體地，所述穩(wěn)壓電路包括穩(wěn)壓二極管和低壓差線性穩(wěn)壓器，所述穩(wěn)壓二極管的負極與所述低壓差線性穩(wěn)壓器的正極電源輸入端連接并作為所述穩(wěn)壓電路的正極電源輸入端，所述穩(wěn)壓二極管的正極與所述低壓差線性穩(wěn)壓器的負極電源輸入端連接并作為所述穩(wěn)壓電路的負極電源端。上述穩(wěn)壓電路為常規(guī)穩(wěn)壓電路。
[0018]為了進一步解決電流感應(yīng)器輸出電源功率不足的問題，所述整流濾波電路的正極電源輸出端和負極電源輸出端之間連接有儲能電容。儲能電容能夠自動蓄能，供電流感應(yīng)器輸出電壓不足時使用。
[0019]優(yōu)選地，所述儲能電容為固態(tài)電容。普通的電解電容，泄露電流大，容易漏液爆炸，存在危險；鉭電容容量有限無法滿足要求；固態(tài)電容則能滿足各項要求。
[0020]在存在上述儲能電容的基礎(chǔ)上，進一步地，所述整流濾波電路的正極電源輸出端與所述電壓監(jiān)控芯片的正極電源輸入端之間串聯(lián)連接有發(fā)光二極管，所述整流濾波電路的正極電源輸出端與所述發(fā)光二極管的正極連接，所述電壓監(jiān)控芯片的正極電源輸入端與所述發(fā)光二極管的負極連接。
[0021]為了擴大儲能電容的電壓利用率，要求儲能電容工作電壓范圍較大。而目前市面上的電壓監(jiān)控芯片一般僅有5%回差，無法很好地滿足對其控制的需要。將發(fā)光二極管串入電壓監(jiān)控芯片供電回路后，能夠引入電壓反饋。具體應(yīng)用中，儲能電容能夠獲得5.4V?
3.3V的回差控制，儲能電容的電壓升至5.4V后，穩(wěn)壓電路可以穩(wěn)定輸出3.3V電壓，此時三端開關(guān)器導(dǎo)通輸出電源，儲能電容的電壓低于3.3V時切斷三端開關(guān)器，使負載獲得標準電壓。這就避免了因電源輸出緩慢建立，而至用電設(shè)備中MCU (微處理器)復(fù)位因供電不足而故障。
[0022]具體地，所述電壓監(jiān)控芯片的型號為HT7227A。
[0023]所述三端開關(guān)器為場效應(yīng)管，所述場效應(yīng)管的柵極與所述電壓監(jiān)控芯片的控制輸出端連接，所述場效應(yīng)管的源極與所述穩(wěn)壓電路的正極電源輸出端連接，所述場效應(yīng)管的漏極作為所述感應(yīng)取電電路的正極電源輸出端。
[0024]優(yōu)選地，所述非閉合磁芯由硅鋼片疊加而成，所述線圈為0.06mm線徑的漆包銅線，所述線圈的匝數(shù)為12000匝。線圈匝數(shù)太少其輸出電壓和功率不足，太多會增加內(nèi)阻，減小電源電流，所以需要選擇合適的線徑和匝數(shù)。
[0025]優(yōu)選地，所述硅鋼片在熱處理過程中，退火溫度為680°C?750°C ;升溫過程中，低于600°C時自由升溫，高于600°C時加熱速度小于50°C /h,預(yù)熱與加熱溫差不大于80°C ;降溫過程中，低于650°C時以大于50°C /h的速度快速降溫；保護氣體的放熱式氣體露點控制在(TC以下。
[0026]一種非閉合磁路電流感應(yīng)取電無線測溫系統(tǒng)采用的微功耗通訊方法，用于實現(xiàn)所述無線測溫終端通過無線通訊向所述數(shù)據(jù)接收集中器傳送數(shù)據(jù)，通過無線測溫終端的芯片完成，包括以下步驟:
[0027](I)無線測溫終端的芯片自檢；
[0028](2)延時10ms，等待電源充電；
[0029](3)判斷信道是否為空？如果是，則轉(zhuǎn)到步驟(4)，如果不是，則轉(zhuǎn)到步驟(2)；
[0030](4)發(fā)送數(shù)據(jù)；
[0031](5)等待數(shù)據(jù)接收集中器回復(fù)；
[0032](6)判斷是否收到回復(fù)？如果收到，則轉(zhuǎn)到步驟(7)，如果未收到，則轉(zhuǎn)到步驟
(2)；
[0033](7)對無線測溫終端的整流濾波電路的輸出電壓進行檢測；[0034](8)判斷整流濾波電路的輸出電壓是否大于無線測溫終端的穩(wěn)壓電路的額定輸出電壓，如果不大于，則結(jié)束通訊，如果大于，則轉(zhuǎn)到步驟(9)；
[0035](9)獲取寄存器延遲時間長度；
[0036](10)時鐘延遲，然后轉(zhuǎn)到步驟(3)。
[0037]本發(fā)明的有益效果在于:
[0038]本發(fā)明所述非閉合磁路電流感應(yīng)取電無線測溫系統(tǒng)將體積很小的基于非閉合磁芯的電流感應(yīng)器獲得的微弱感應(yīng)電流轉(zhuǎn)換成可供無線測溫系統(tǒng)使用的電源，保留了無線測溫系統(tǒng)的各種優(yōu)點，同時消除了采用傳統(tǒng)電池或感應(yīng)供電的缺點，還具有安裝方便、體積小、成本低、高可靠以及不明顯改變設(shè)備原電場分布和原有安全參數(shù)的優(yōu)點。與各種傳統(tǒng)無線測溫系統(tǒng)相比，本發(fā)明所述非閉合磁路電流感應(yīng)取電無線測溫系統(tǒng)的具體優(yōu)點如下:
[0039]1、相比電池供電無線測溫系統(tǒng)的優(yōu)點:(1)因采用了非閉合磁路電流感應(yīng)取電，徹底消除電池供電的泄漏、高溫爆裂安全隱患以及電池更換維護費時費力的缺點；(2)繼承了無線測溫系統(tǒng)的技術(shù)成熟、簡單可靠的優(yōu)點。
[0040]2、相比傳統(tǒng)電流互感器取電的無線測溫系統(tǒng)的優(yōu)點:(I)采用非閉合磁路電流感應(yīng)取電，被測設(shè)備具備60A電流即可工作，無電流互感器鐵芯在大電流下存在發(fā)熱、磁飽和的固有缺點，具有安裝方便的優(yōu)點；(2)采用非閉合磁路，且安裝與設(shè)備磁場大致平行，因而無渦流發(fā)熱，也不存在磁飽和問題；(3)體積小，安裝方便，不用像電流互感器那樣需穿心套裝，因而不破壞原母線安全距離。
[0041]3、相比光纖測溫系統(tǒng)的優(yōu)點:(1)沒有昂貴的光學(xué)器件和復(fù)雜的安裝工藝，也無光纖測溫的溫漂和光纖積塵爬距等安全問題以及和定期標定的要求；(2)電源在微電流下工作，器件可靠性高，而測溫和通訊都是成熟技術(shù)，簡單可靠。
[0042]4、相比聲表面波測溫系統(tǒng)的優(yōu)點:(1)聲表面波測溫的傳感器里采樣天線限于15cm?30cm內(nèi)，在某些實際情況下，可能安裝困難，所以本無線測溫系統(tǒng)在安裝、組網(wǎng)以及通訊可靠性方面均優(yōu)于傳統(tǒng)聲表面波測溫系統(tǒng)；(2)聲表面波測溫屬國外專利技術(shù)，普通用戶不了解核心技術(shù)，遇到復(fù)雜情況，難以處理，本無線測溫系統(tǒng)的各部分技術(shù)成熟，簡單可靠，工作原理清晰易懂，使用的也是常規(guī)器件，所以適于推廣普及。
[0043]5、相比紅外測溫系統(tǒng)的優(yōu)點:(1)紅外測溫屬輻射間接測溫，準確度還依賴于計算所給的發(fā)熱物體表面的輻射率的正確性，本發(fā)明采用熱偶直接測溫，不受其他因數(shù)影響，準確度更高；(2)本無線測溫系統(tǒng)的測溫終端直接安放在被測設(shè)備部件上，其細小探頭即溫度傳感器直接插到監(jiān)測點，因而無紅外測溫因遮擋造成監(jiān)視死角的問題；(3)相比手持測溫儀測溫，本無線測溫系統(tǒng)能實現(xiàn)在線自動化檢測，無個人操作差異，數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠；(4 )相比定點紅外測溫探頭，本無線測溫系統(tǒng)成本低，測溫終端及其溫度傳感器可放進密閉空間和狹小部位。
[0044]另外，本發(fā)明所述微功耗通訊方法，根據(jù)電源提供的是短暫、低能量的模式，優(yōu)化無線通訊流程，通過在不能或不需通訊時使芯片處于等待狀態(tài)，降低電能消耗，從而實現(xiàn)高效、微功耗通訊的目的，使電流感應(yīng)器輸出的低能量電源完全滿足應(yīng)用需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0045]圖1是本發(fā)明所述非閉合磁路電流感應(yīng)取電無線測溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；[0046]圖2是本發(fā)明所述感應(yīng)取電電路的電路圖；
[0047]圖3是本發(fā)明所述微功耗通訊方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0048]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
[0049]如圖1所示，本發(fā)明所述非閉合磁路電流感應(yīng)取電無線測溫系統(tǒng)包括無線測溫終端、數(shù)據(jù)接收集中器和后臺管理平臺，多個無線測溫終端將在線監(jiān)測的溫度數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送給對應(yīng)的數(shù)據(jù)接收集中器,多個數(shù)據(jù)接收集中器分別將溫度數(shù)據(jù)集中處理后傳送給后臺管理平臺。
[0050]無線測溫終端包括感應(yīng)取電電路、測溫電路和無線通訊電路，感應(yīng)取電電路為測溫電路和無線通訊電路提供電源。由于感應(yīng)取電電路、測溫電路和無線通訊電路在電流互感器取電的測溫系統(tǒng)中已經(jīng)用到，本發(fā)明的重點是針對感應(yīng)取電電路本身的改進，所以，無線測溫終端的電路框圖未在附圖中示出。
[0051]如圖2所示，感應(yīng)取電電路包括電流感應(yīng)器1、整流濾波電路2、穩(wěn)壓電路、電壓監(jiān)控芯片HT7227A、場效應(yīng)管FET、儲能電容C2和發(fā)光二極管LED，電流感應(yīng)器I由非閉合磁芯和繞制于非閉合磁芯外的線圈構(gòu)成，非閉合磁芯由娃鋼片疊加而成，線圈為0.06mm線徑的漆包銅線，線圈的匝數(shù)為12000匝，整流濾波電路2包括全橋整流電路和濾波電容Cl，為常規(guī)電路，穩(wěn)壓電路包括穩(wěn)壓二極管DW和低壓差線性穩(wěn)壓器LD0，儲能電容C2為固態(tài)電容；線圈的兩端分別與整流濾波電路2的兩個輸入端連接，整流濾波電路2的正極電源輸出端分別與儲能電容C2的第一端穩(wěn)壓二極管DW的負極和低壓差線性穩(wěn)壓器LDO的正極電源輸入端和發(fā)光二極管LED的正極連接，發(fā)光二極管LED的負極與電壓監(jiān)控芯片HT7227A的正極電源輸入端，低壓差線性穩(wěn)壓器LDO的正極電源輸出端與場效應(yīng)管FET的源極S連接，電壓監(jiān)控芯片HT7227A的控制輸出端與場效應(yīng)管FET的柵極G連接，場效應(yīng)管FET的漏極D為所述感應(yīng)取電電路的電源輸出端Uo的正極，整流濾波電路2的負極電源輸出端、儲能電容C2的第二端、穩(wěn)壓二極管DW的正極、低壓差線性穩(wěn)壓器LDO的負極電源輸入端和電壓監(jiān)控芯片HT7227A的負極電源輸入端相互連接并作為所述感應(yīng)取電電路的電源輸出端Uo的負極。上述硅鋼片在熱處理過程中，退火溫度為680°C?750°C ;升溫過程中，低于600°C時自由升溫，高于600°C時加熱速度小于50°C/h，預(yù)熱與加熱溫差不大于80°C ;降溫過程中，低于650°C時以大于50°C /h的速度快速降溫；保護氣體的放熱式氣體露點控制在0°C以下。
[0052]如圖1所示，電流感應(yīng)器I只需要安裝在電流母線的旁邊，即可感應(yīng)母線電流，并在線圈的兩端產(chǎn)生電壓，形成低能量的電源，為整個無線測溫終端的用電部件供電。
[0053]結(jié)合圖3和圖1、圖2，本發(fā)明所述非閉合磁路電流感應(yīng)取電無線測溫系統(tǒng)采用的微功耗通訊方法，用于實現(xiàn)所述無線測溫終端通過無線通訊向所述數(shù)據(jù)接收集中器傳送數(shù)據(jù)，通過無線測溫終端的芯片完成，包括以下步驟:
[0054](I)無線測溫終端的芯片自檢，此處的芯片包括電壓監(jiān)控芯片HT7227A以及測溫電路和無線通訊電路中的芯片；
[0055](2)延時10ms，等待電源充電，即等待儲能電容C2充電；
[0056](3)判斷信道是否為空？如果是，則轉(zhuǎn)到步驟(4)，如果不是，則轉(zhuǎn)到步驟(2)；
[0057](4)發(fā)送數(shù)據(jù)；[0058](5)等待數(shù)據(jù)接收集中器回復(fù)；
[0059](6)判斷是否收到回復(fù)？如果收到，則轉(zhuǎn)到步驟(7)，如果未收到，則轉(zhuǎn)到步驟
(2)；
[0060](7)對無線測溫終端的整流濾波電路的輸出電壓進行檢測；
[0061](8)判斷整流濾波電路2的輸出電壓是否大于無線測溫終端的穩(wěn)壓電路的額定輸出電壓即低壓差線性穩(wěn)壓器LDO的額定輸出電壓，如果不大于，則結(jié)束通訊，如果大于，則轉(zhuǎn)到步驟(9)；
[0062](9)獲取寄存器延遲時間長度，此處寄存器延遲時間為電壓監(jiān)控芯片HT7227A內(nèi)預(yù)先定義的延遲時間；
[0063](10)時鐘延遲，然后轉(zhuǎn)到步驟(3)。
[0064]上述實施例只是本發(fā)明的較佳實施例，并不是對本發(fā)明技術(shù)方案的限制，只要是不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動即可在上述實施例的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本發(fā)明專利的權(quán)利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種非閉合磁路電流感應(yīng)取電無線測溫系統(tǒng)，包括無線測溫終端、數(shù)據(jù)接收集中器和后臺管理平臺，多個所述無線測溫終端將在線監(jiān)測的溫度數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送給對應(yīng)的所述數(shù)據(jù)接收集中器，多個所述數(shù)據(jù)接收集中器分別將溫度數(shù)據(jù)集中處理后傳送給所述后臺管理平臺，所述無線測溫終端包括感應(yīng)取電電路、測溫電路和無線通訊電路，所述感應(yīng)取電電路為所述測溫電路和所述無線通訊電路提供電源；其特征在于:所述感應(yīng)取電電路包括電流感應(yīng)器、整流濾波電路、穩(wěn)壓電路、電壓監(jiān)控芯片和三端開關(guān)器，所述電流感應(yīng)器由非閉合磁芯和繞制于所述非閉合磁芯外的線圈構(gòu)成，所述線圈的兩端分別與所述整流濾波電路的兩個輸入端連接，所述整流濾波電路的正極電源輸出端分別與所述穩(wěn)壓電路的正極電源輸入端和所述電壓監(jiān)控芯片的正極電源輸入端連接，所述穩(wěn)壓電路的正極電源輸出端與所述三端開關(guān)器的第一端連接，所述電壓監(jiān)控芯片的控制輸出端與所述三端開關(guān)器的控制輸入端連接，所述三端開關(guān)器的第二端為所述感應(yīng)取電電路的正極電源輸出端，所述整流濾波電路的負極電源輸出端、所述穩(wěn)壓電路的負極電源端和所述電壓監(jiān)控芯片的負極電源輸入端相互連接并作為所述感應(yīng)取電電路的負極電源輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非閉合磁路電流感應(yīng)取電無線測溫系統(tǒng)，其特征在于:所述穩(wěn)壓電路包括穩(wěn)壓二極管和低壓差線性穩(wěn)壓器，所述穩(wěn)壓二極管的負極與所述低壓差線性穩(wěn)壓器的正極電源輸入端連接并作為所述穩(wěn)壓電路的正極電源輸入端，所述穩(wěn)壓二極管的正極與所述低壓差線性穩(wěn)壓器的負極電源輸入端連接并作為所述穩(wěn)壓電路的負極電源端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非閉合磁路電流感應(yīng)取電無線測溫系統(tǒng)，其特征在于:所述整流濾波電路的正極電源輸出端和負極電源輸出端之間連接有儲能電容。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非閉合磁路電流感應(yīng)取電無線測溫系統(tǒng)，其特征在于:所述儲能電容為固態(tài)電容。
5.根據(jù)權(quán)利要 求3所述的非閉合磁路電流感應(yīng)取電無線測溫系統(tǒng)，其特征在于:所述整流濾波電路的正極電源輸出端與所述電壓監(jiān)控芯片的正極電源輸入端之間串聯(lián)連接有發(fā)光二極管，所述整流濾波電路的正極電源輸出端與所述發(fā)光二極管的正極連接，所述電壓監(jiān)控芯片的正極電源輸入端與所述發(fā)光二極管的負極連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非閉合磁路電流感應(yīng)取電無線測溫系統(tǒng)，其特征在于:所述電壓監(jiān)控芯片的型號為HT7227A。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非閉合磁路電流感應(yīng)取電無線測溫系統(tǒng)，其特征在于:所述三端開關(guān)器為場效應(yīng)管，所述場效應(yīng)管的柵極與所述電壓監(jiān)控芯片的控制輸出端連接，所述場效應(yīng)管的源極與所述穩(wěn)壓電路的正極電源輸出端連接，所述場效應(yīng)管的漏極作為所述感應(yīng)取電電路的正極電源輸出端。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非閉合磁路電流感應(yīng)取電無線測溫系統(tǒng)，其特征在于:所述非閉合磁芯由硅鋼片疊加而成，所述線圈為0.06_線徑的漆包銅線，所述線圈的匝數(shù)為12000匝。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的非閉合磁路電流感應(yīng)取電無線測溫系統(tǒng)，其特征在于:所述硅鋼片在熱處理過程中，退火溫度為680°C~750°C ;升溫過程中，低于600°C時自由升溫，高于600°C時加熱速度小于50°C /h，預(yù)熱與加熱溫差不大于80°C ;降溫過程中，低于650°C時以大于50°C /h的速度快速降溫；保護氣體的放熱式氣體露點控制在0°C以下。
10.一種如權(quán)利要求1所述的非閉合磁路電流感應(yīng)取電無線測溫系統(tǒng)采用的微功耗通訊方法，用于實現(xiàn)所述無線測溫終端通過無線通訊向所述數(shù)據(jù)接收集中器傳送數(shù)據(jù)，通過無線測溫終端的芯片完成，其特征在于:包括以下步驟: (1)無線測溫終端的芯片自檢； (2)延時10ms，等待電源充電； (3)判斷信道是否為空？如果是，則轉(zhuǎn)到步驟(4)，如果不是，則轉(zhuǎn)到步驟(2)； (4)發(fā)送數(shù)據(jù)； (5)等待數(shù)據(jù)接收集中器回復(fù)； (6)判斷是否收到回復(fù)？如果收到，則轉(zhuǎn)到步驟(7)，如果未收到，則轉(zhuǎn)到步驟(2)； (7)對無線測溫終端的整流濾波電路的輸出電壓進行檢測； (8)判斷整流濾波電路的輸出電壓是否大于無線測溫終端的穩(wěn)壓電路的額定輸出電壓，如果不大于，則結(jié)束通訊，如果大于，則轉(zhuǎn)到步驟(9)； (9)獲取寄存器延遲時間長度； (10)時鐘延遲，然 后轉(zhuǎn)到步驟(3)。
【文檔編號】G01K13/00GK103808432SQ201410085575
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】黃新宇, 高山 申請人:成都瑞霆科技有限公司