本實(shí)用新型涉及一種無線傳感器,更具體的說是涉及一種基于自具電源的無線傳感器。
背景技術(shù):
無線傳感裝置在電力領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,特別是在監(jiān)測和監(jiān)測供電領(lǐng)域,更是得到了普遍地適用,正是鑒于其廣泛地應(yīng)用和不斷增加的需求,更優(yōu)越的性能,更好地適性和能源優(yōu)化配置成了該產(chǎn)品研發(fā)、制造、生產(chǎn)追逐的焦點(diǎn)。
但是現(xiàn)有的無線傳感裝置其供電電源和電流互感器是互相獨(dú)立的結(jié)構(gòu),電流互感器僅僅負(fù)責(zé)電流量地測量和給監(jiān)測設(shè)備供電,其需要其他的供電機(jī)構(gòu)對其進(jìn)行電源地供應(yīng)以實(shí)現(xiàn)其測量和監(jiān)測供電的應(yīng)用,而因?yàn)轭~外的電源機(jī)構(gòu)的引入,使得成本、維護(hù)難度增加并一定程度限制了適用的范圍和環(huán)境,同時(shí),傳統(tǒng)的電流互感器在使用時(shí)需要將電流互感器輸出的電流通過導(dǎo)線接至低壓側(cè)的監(jiān)測儀表,這樣大為降低了高壓側(cè)和低壓側(cè)的絕緣程度,容易帶來安全隱患,并隨著其使用年限地增加,設(shè)備設(shè)施老化程度地積累,容易因負(fù)載電流變大出現(xiàn)電流地隱升,并會因電流隱升而引發(fā)安全事故以致于斷電。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,而提供一種能實(shí)現(xiàn)自我電力供應(yīng)的、高低壓絕緣性能好,且兼具過載測量功能的自具電源的智能電流溫度無線傳感器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案:一種基于自具電源的無線傳感器,包括本體、第一電流互感器、電路板和監(jiān)測儀表,第一電流互感器和電路板設(shè)置在本體上,電路板包括電源模塊、測量模塊和傳輸模塊,第一電流互感器分別與電源模塊和測量模塊電連接,測量模塊與傳輸模塊電連接,傳輸模塊通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)測儀表連接。
作為一種改進(jìn),電路板還包括微處理器,微處理器分別與電源模塊、測量模塊和傳輸模塊電連接。
作為一種改進(jìn),電源模塊包括整流橋和電源穩(wěn)壓芯片,第一電流互感器、整流橋和電源穩(wěn)壓芯片依次電連接,整流橋的輸出電壓大于電源穩(wěn)壓芯片的輸入電壓。
作為一種改進(jìn),電源模塊連接有地線,第一電流互感器與整流橋之間電連接有TVS瞬態(tài)二極管,整流橋與地線之間依次電連接有穩(wěn)壓管和限流電阻,限流電阻還電連接有第一MOSFET管和金屬膜電阻,限流電阻、第一MOSFET管和金屬膜電阻之間形成封閉的第一回路。
作為一種改進(jìn),電源模塊還包括有第二MOSFET管,穩(wěn)壓管、限流電阻、金屬膜電阻和第二MOSFET管之間形成封閉的第二回路,微處理器與第二MOSFET管電連接。
作為一種改進(jìn),測量模塊包括第二電流互感器、熱敏電阻以及依次電連接的調(diào)理電路、差分放大電路和電壓跟隨器,第二電流互感器和熱敏電阻分別和調(diào)理電路電連接,電壓跟隨器與微處理器電連接。
作為一種改進(jìn):本體上設(shè)置有流量警示燈和熱敏警示燈,流量警示燈和熱敏警示燈與微處理器電連接。
作為一種改進(jìn),本體包括鐵芯和包覆在鐵芯外側(cè)的機(jī)殼,鐵芯包括兩個(gè)對稱的半環(huán)形的芯體,機(jī)殼包括兩個(gè)對稱的半環(huán)形的殼體,芯體間的截面貼合設(shè)置形成環(huán)狀,殼體間通過螺栓連接并形成環(huán)狀。
作為一種改進(jìn),鐵芯為硅鋼材料,機(jī)殼外側(cè)表面涂布有聚氯乙烯層,機(jī)殼內(nèi)側(cè)表面涂布有環(huán)氧樹脂。
作為一種改進(jìn),機(jī)殼外側(cè)兩兩相對設(shè)置有螺釘孔,螺釘孔內(nèi)套設(shè)有螺釘,螺釘孔和螺釘配合旋緊。
本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型將第一互感器互感的交流電分流,從而即能夠保證自我供能,又能起到測量相應(yīng)數(shù)值數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行情況的功能,一物多用并能相互兼容和共存,同時(shí),本實(shí)用新型引入無線通訊的方法,從而取代傳統(tǒng)的電流互感器輸出的電流與監(jiān)測儀表直接物理連接的方式,實(shí)現(xiàn)了無線的數(shù)據(jù)接收和傳輸,不僅跨越了距離地障礙,同時(shí)省卻了物理連接線的成本和空間占用,更有避免了高低壓端直接連接對設(shè)備設(shè)施運(yùn)行帶來的風(fēng)險(xiǎn),提高了運(yùn)營的安全性。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型的硬件框圖。
圖2為本實(shí)用新型的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型的應(yīng)用示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的說明,以下實(shí)施例僅對本申請進(jìn)行進(jìn)一步說明,不應(yīng)理解為對本申請的限制。
如圖1、圖2、圖3所示為本實(shí)用新型的一種基于自具電源的無線傳感器的一種具體實(shí)施例。包括本體1、第一電流互感器2、電路板3和監(jiān)測儀表4,第一電流互感器2和電路板3設(shè)置在本體1上,電路板3包括電源模塊31、測量模塊32和傳輸模塊33,第一電流互感器2分別與電源模塊31和測量模塊32電連接,測量模塊32與傳輸模塊33電連接,傳輸模塊33通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)測儀表4連接,本實(shí)用新型將電路板3進(jìn)行了功能性劃分,分成了3塊相互獨(dú)立又互有關(guān)聯(lián)的功能模塊,并創(chuàng)造性地將第一交流互感器2產(chǎn)生的互感電流進(jìn)行功能性分流,分流具體可依據(jù)實(shí)際使用需求進(jìn)行分配,可以使將大部分電流分予電源模塊31,將小部分電流分予測量模塊32以分別實(shí)現(xiàn)功能和測量的目的,更進(jìn)一步的,分別由電源模塊31接收源自于第一電流互感器2互感產(chǎn)生的交流電,并通過電源模塊31對交流電進(jìn)行整流、穩(wěn)壓從而形成穩(wěn)定地電壓以供應(yīng)整個(gè)電路板的電力需求,同步的的由測量模塊32同樣接收來自于第一電流互感器2的交流電,并通過測量模塊32處理成為可供采集的數(shù)據(jù)信息并將其通過電連接的方式傳輸給傳輸模塊33,本實(shí)用新型同時(shí)將傳輸模塊33與監(jiān)測儀表34從傳統(tǒng)物理鏈接中脫出,應(yīng)用無線通訊技術(shù)對其進(jìn)行無線連接,無論是測量數(shù)據(jù)的傳輸,或者是監(jiān)測儀表34發(fā)送命令或者預(yù)設(shè)數(shù)據(jù),均可通過無線通訊進(jìn)行雙向傳輸,提高了設(shè)備的可拓展性并使得高低壓端脫離物理締結(jié)關(guān)系,能統(tǒng)一地、遠(yuǎn)距離地進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)傳輸,保證了設(shè)備設(shè)施安全性并節(jié)約了運(yùn)營和維護(hù)的成本。
作為一種改進(jìn)的具體實(shí)施方式,電路板3還包括微處理器34,微處理器34分別與電源模塊31、測量模塊32和傳輸模塊33電連接本實(shí)用新型引入了微處理器34,并將微處理器34與電路板3上已有的各個(gè)模塊,具體是電源模塊31、測量模塊32和傳輸模塊33均進(jìn)行了電連接,籍此,所有的模塊數(shù)據(jù)均能在微處理器34中得以預(yù)處理,簡單分析并實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)命令和關(guān)聯(lián)關(guān)系的轉(zhuǎn)換,較大程度地提升了無線傳感裝置對于不同環(huán)境、不用監(jiān)測需求、不同的電流、電壓需求的適應(yīng)性,便于調(diào)整并能一定程度對模塊運(yùn)行進(jìn)行反饋和控制。
作為一種改進(jìn)的具體實(shí)施方式,電源模塊31包括整流橋311和電源穩(wěn)壓芯片312,第一電流互感器2、整流橋311和電源穩(wěn)壓芯片312依次電連接,整流橋311的輸出電壓大于電源穩(wěn)壓芯片312的輸入電壓;該設(shè)計(jì)使得第一電流互感器2互感產(chǎn)生的電流能第一時(shí)間經(jīng)整流橋311后形成不穩(wěn)定電壓,同時(shí)對整流橋311的輸出電壓和電壓穩(wěn)壓芯片312的輸入電壓進(jìn)行預(yù)設(shè)值的控制,保證經(jīng)過第一電流互感器2產(chǎn)生較大的互感交流電,互感交流電在經(jīng)過整流橋311后形成的輸出電壓能始終大于電源穩(wěn)壓芯片的輸入電壓,從而保證電源穩(wěn)壓芯片312能始終處于工作狀態(tài)并對輸出電壓進(jìn)行穩(wěn)壓形成恒定的電壓,該電壓即成為電路板3的供電電源電壓,能提供穩(wěn)定持續(xù)地電源供應(yīng)。
作為一種改進(jìn)的具體實(shí)施方式,電源模塊31連接有地線5,第一電流互感器2與整流橋311之間電連接有TVS瞬態(tài)二極管313,整流橋311與地線5之間依次電連接有穩(wěn)壓管314和限流電阻315,限流電阻315還電連接有第一MOSFET管316和金屬膜電阻317,限流電阻315、第一MOSFET管316和金屬膜電阻317之間形成封閉的第一回路;該部分設(shè)計(jì)整體保證設(shè)備運(yùn)行具有更好的安全性能,具體實(shí)現(xiàn)是首先將電源模塊31整體與地線5相互接連,同時(shí)再第一交流互感器2和整流橋311之間設(shè)置有TVS瞬態(tài)二極管313,TVS瞬態(tài)二極管313的設(shè)置能使得經(jīng)過第一交流互感器2形成的交流電得到一次雷擊浪涌保護(hù);進(jìn)一步的,為了實(shí)現(xiàn)電流過流、電壓過壓的保護(hù),穩(wěn)壓管314的設(shè)置相當(dāng)于分流線路的閥門,當(dāng)?shù)谝唤涣骰ジ衅?電流變大且使得整流橋311的輸出電壓超過穩(wěn)壓管314的閾值穩(wěn)定電壓時(shí),穩(wěn)壓管314會被打通,電流經(jīng)過限流電阻315進(jìn)入地線5,此時(shí)限流電阻315上會產(chǎn)生電壓,而該部分電壓因限流電阻315、第一MOSFET管316和金屬膜電阻317之間形成封閉的第一回路的關(guān)系而被接到第一MOSFET管316的柵極上,因此第一MOSFET管316的漏源極導(dǎo)通通道也會慢慢打開,當(dāng)?shù)谝唤涣骰ジ衅?電流變大時(shí),限流電阻315上產(chǎn)生的電壓也變大,限流電阻315上的電壓變大會導(dǎo)致第一MOSFET管316的導(dǎo)通通道變大,第一MOSFET管316的導(dǎo)通通道變大以后,整流橋311的部分輸出電流會經(jīng)過第一MOSFET管316和限流電阻315進(jìn)入GND地,從而實(shí)現(xiàn)了將電流分流以防護(hù)電流過流的目的;相應(yīng)的,此時(shí),因整流橋311產(chǎn)生的電壓被穩(wěn)壓管314和限流電阻315所共同分擔(dān),即同一設(shè)計(jì)亦起到了分壓的效果,并實(shí)現(xiàn)了過壓保護(hù)。
作為一種改進(jìn)的具體實(shí)施方式,電源模塊31還包括有第二MOSFET管318,穩(wěn)壓管314、限流電阻315、金屬膜電阻317和第二MOSFET管318之間形成封閉的第二回路,微處理器34與第二MOSFET管318電連接,該設(shè)計(jì)即當(dāng)?shù)谝唤涣骰ジ衅?產(chǎn)生電流超過一定閾值時(shí),微處理器34動開啟第二MOSFET管318,并使得穩(wěn)壓管314、限流電阻315、金屬膜電阻317和第二MOSFET管318之間形成封閉的第二回路,使得整流橋311的另外一部分電流通過第二MOSFET管318和金屬膜電阻317進(jìn)入地線5,從而實(shí)現(xiàn)第二部分過流保護(hù)功能。
作為一種改進(jìn)的具體實(shí)施方式,測量模塊32包括第二電流互感器35、熱敏電阻36以及依次電連接的調(diào)理電路37、差分放大電路38和電壓跟隨器39,第二電流互感器35和熱敏電阻36分別和調(diào)理電路37電連接,電壓跟隨器39與微處理器34電連接;第二電流互感器35的輸出電流隨第一電流互感器2輸入電流的變化而變化,電流經(jīng)過調(diào)理電路37,差分放大電路38和電壓跟隨器39處理后變成一個(gè)微處理器34可采樣的模擬電壓,微處理器34通過自帶的ADC轉(zhuǎn)換器對模擬電壓采樣處理,從而實(shí)現(xiàn)對流經(jīng)第二電流互感器35的電流和熱敏電阻36所對應(yīng)的環(huán)境溫度的數(shù)據(jù)采集,同時(shí),第二電流互感器35、熱敏電阻36分別和調(diào)理電路37、差分放大電路38和電壓跟隨器39連接的設(shè)計(jì)能重復(fù)利用調(diào)理電路37、差分放大電路38和電壓跟隨器39,從而節(jié)約了設(shè)計(jì)成本,并為之后其他數(shù)據(jù)信息的采集采樣提供了可拓展的可能,即在調(diào)理電路37、差分放大電路38和電壓跟隨器39前設(shè)置相應(yīng)的數(shù)據(jù)感應(yīng)機(jī)構(gòu)即可,利用率高且易于實(shí)現(xiàn)。
作為一種改進(jìn)的具體實(shí)施方式,本體1上設(shè)置有流量警示燈13和熱敏警示燈14,流量警示燈13和熱敏警示燈14與微處理器34電連接;當(dāng)微處理器34采集到的流量及溫度數(shù)據(jù)超過了預(yù)設(shè)的閾值,微處理器34控制相應(yīng)的流量警示燈13或熱敏警示燈14發(fā)亮。
作為一種改進(jìn)的具體實(shí)施方式,本體1包括鐵芯11和包覆在鐵芯11外側(cè)的機(jī)殼12,鐵芯11包括兩個(gè)對稱的半環(huán)形的芯體111,機(jī)殼12包括兩個(gè)對稱的半環(huán)形的殼體121,芯體111間的截面貼合設(shè)置形成環(huán)狀,殼體121間通過螺栓連接并形成環(huán)狀;半環(huán)形的芯體111和殼體121便于套設(shè)在線纜上,且裝卸方便,易于更換和維修。
作為一種改進(jìn)的具體實(shí)施方式,鐵芯11為硅鋼材料,機(jī)殼12外側(cè)表面涂布有聚氯乙烯層,機(jī)殼12內(nèi)側(cè)表面涂布有環(huán)氧樹脂,硅鋼材料使得鐵芯11在導(dǎo)熱、硬度和材質(zhì)上都得到較大提升,聚氯乙烯使得機(jī)殼12外側(cè)具有堅(jiān)固、耐高溫、絕緣等特點(diǎn),機(jī)殼12內(nèi)側(cè)的環(huán)氧樹脂使得機(jī)殼12內(nèi)部具有優(yōu)異的粘接強(qiáng)度,介電性能良好,變形收縮率小,制品尺寸穩(wěn)定性好,硬度高,柔韌性較好,對堿及大部分溶劑穩(wěn)定。
作為一種改進(jìn)的具體實(shí)施方式,機(jī)殼12外側(cè)兩兩相對設(shè)置有螺釘孔122,螺釘孔122內(nèi)套設(shè)有螺釘123,螺釘孔122和螺釘123配合旋緊,增加了螺釘孔122和螺釘123,從而保證無限傳感器在安裝設(shè)置在不同直徑的線纜上時(shí),能通過調(diào)整螺釘123在螺釘孔122中的位置以達(dá)到較為緊密固定在線纜上的目的,同時(shí),將螺釘孔122兩兩相對設(shè)置再配合以機(jī)殼12本身的環(huán)狀造型,使得螺釘123穿過螺釘孔122作用在線纜上時(shí),相對位置的螺釘123之間能形成方向相反的抵力以保證無線傳感器本體1能較為穩(wěn)定地設(shè)置在線纜上不致于產(chǎn)生偏移或者挪動。
以上僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式,本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例,凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾,這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。