專利名稱：成套開關(guān)在線監(jiān)測接觸式溫度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種溫度在線監(jiān)測用傳感器，特別涉及一種對成套開關(guān)設(shè)備母線電連接處溫度進(jìn)行在線監(jiān)測的接觸式溫度傳感器。
背景技術(shù)：
在我國，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，電網(wǎng)容量的增大，電網(wǎng)運行電壓不斷升高，對供電可靠性的要求也越來越高。電器設(shè)備在高電壓、大電流狀態(tài)下運行，它的可靠性和熱有密切的關(guān)系，對其關(guān)鍵部件的溫度監(jiān)測也越來越重要。目前，國內(nèi)外的研究主要從以下幾種方法來對電力設(shè)備的溫度進(jìn)行監(jiān)測第一類是分布式光纖溫度傳感器，它可以同時測量多點的溫度，并可以對空間的每個測溫點進(jìn)行定位，安全性高，如專利號為1400453的專利，專利名稱為“分布式光纖溫度傳感器系統(tǒng)”，通過激光發(fā)生器發(fā)出的光脈沖進(jìn)入帶雙向耦合器的光纖進(jìn)行測溫，但是這種技術(shù)易受環(huán)境溫度的影響，成本較高，不適合廣泛推廣；第二類是基于紅外技術(shù)的溫度傳感器，這類傳感器實現(xiàn)了對被測物體溫度的非接觸測量，響應(yīng)速度較快，例如專利號為2073584的“窯胴體智能紅外溫度監(jiān)測系統(tǒng)”，但是紅外技術(shù)易受環(huán)境變化的影響，視角、傳輸距離都有一定的局限，影響了測量精度；第三類是采用一些熱敏元件對溫度進(jìn)行測量，這類傳感器成本較低，測量精度較高，如專利號為85102568的“線性互換熱敏電阻組件”，但是熱敏元件通常測量范圍小，響應(yīng)速度慢，使它的使用受到了一定的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于針對高壓電力設(shè)備中的溫度在線監(jiān)測，提供一種降低測溫傳感系統(tǒng)的成本、優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)置、提高系統(tǒng)在惡劣的電磁環(huán)境中的抗干擾能力的基于硬件補償?shù)某商组_關(guān)在線監(jiān)測接觸式溫度傳感器。
為達(dá)到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是包括電流互感器和通過二次側(cè)電流及取樣電阻與電流互感器電聯(lián)接的接觸式傳感器測溫裝置，其特點是，接觸式傳感器測溫裝置包括電源處理電路以及與電源處理電路電聯(lián)接的傳感器測溫電路、V/F轉(zhuǎn)換電路、射頻發(fā)射電路以及用于接收射頻發(fā)射電路射頻信號的射頻接收電路。
本實用新型的另一特點是電源處理電路的電容CP1、CP2和CP3、CP4的一端分別與電流互感器的兩輸出端相連接，電容CP1、CP2、CP3、CP4的另一端分別接地，電流互感器的兩輸出端還分別與電源處理電路的二極管D2的陽極、D3的陰極、D1的陽極和D4的陰極電聯(lián)接，二極管D1、D2的陰極短接后接電容C20的正極和7815的1端，二極管D3、D4的陽極短接后接地并與電容C20的負(fù)極、7815的2端相接，7815的3端分別于電容CP5的一端，電容C21的正極，7805的1端，ICL7662的一端相連，7805的2端、CP5的另一端、C21的負(fù)極、ICL7662的3端、5端、6端接地，7805的3端與射頻發(fā)射電路的MC2833的8端、9端、10端、11端、V/F轉(zhuǎn)換電路的AD650的8端相連，ICL7662的2端與電容C28的正極相接，C28的負(fù)極與ICL7662的4端相接，ICL7662的2端與電阻R24一端相連，R24另一端與電容C29正極相連，C29負(fù)極接地，ICL7662的8端輸出+15V電壓，C29正極輸出-15V電壓，ICL7662的5端與傳感器測溫電路的AD595的11端、AD538的6端、AD648的8端及V/F轉(zhuǎn)換電路4的AD650的12端相聯(lián)接，ICL7662的8端分別與傳感器測溫電路的AD595的7端，AD538的7端，AD648的4端及V/F轉(zhuǎn)換電路的AD650的5端相聯(lián)接，AD595的8、9端短接，輸出到AD538的2端和10端，AD538的2端和10端短接輸出到AD648的2端，AD538的4端和15端短接后輸出到AD648的6端，AD648的7端分別輸出到V/F轉(zhuǎn)換電路的AD650的1端和3端，V/F轉(zhuǎn)換電路的AD650的8端接到射頻發(fā)射電路的MC2833的5端，MC2833的12端外接天線，射頻接收電路的MC3362的1端外接天線，接收MC283312端發(fā)射的信號，MC3362的13端輸出解調(diào)后的頻率信號即溫度信號。
由于本實用新型采用集成電路補償對熱電偶采集的溫度信號進(jìn)行冷端補償，利用電流互感器從成套開關(guān)設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生電源，并采用射頻技術(shù)對信號進(jìn)行傳輸，實現(xiàn)了高低電位的隔離。


圖1是本實用新型的原理框圖；圖2是本實用新型電源處理電路2的電路圖；圖3是本實用新型傳感器測溫電路3的電路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
參見圖1，本實用新型包括電流互感器1和通過二次側(cè)電流及取樣電阻與電流互感器1電聯(lián)接的電源處理電路2，電流互感器1產(chǎn)生我們需要的交流電壓，輸入到電源處理電路2，電源處理電路2與傳感器測溫電路3、V/F轉(zhuǎn)換電路4、射頻發(fā)射電路5電聯(lián)接。電源處理電路2為各部分電路提供工作電源；傳感器測溫電路3與V/F轉(zhuǎn)換電路4相連，將電壓信號轉(zhuǎn)換成頻率信號；V/F轉(zhuǎn)換電路4與射頻發(fā)射電路5相連；射頻發(fā)射電路5對頻率信號進(jìn)行無線傳輸，由外部的射頻接收電路6將接收到的頻率信號送到單片機進(jìn)行處理。
參見圖2，3，電流互感器1的兩輸出端分別接電源處理電路2的電容CP1、CP2和CP3、CP4的一端，電容CP1、CP2、CP3、CP4的另一端分別接地。同時電流互感器1的兩輸出端還分別接二極管D2的陽極、D3的陰極和D1的陽極和D4的陰極，二極管D1、D2的陰極短接后接電容C20的正極和7815的1端，D3、D4的陽極短接后接地并與電解電容C20的負(fù)極、7815的2端相接。7815的3端分別于電容CP5一端，電容C21正極，7805的1端，ICL7662的一端相連。7805的2端、CP5的另一端、C21的負(fù)極、ICL7662的3端、5端、6端接地。7805的3端輸出5V的電壓并與與射頻發(fā)射電路5的MC2833的8端、9端、10端、11端、V/F轉(zhuǎn)換電路4的AD650的8端相連，ICL7662的2端與電容C28的正極相接，C28的負(fù)極與ICL7662的4端相接。ICL7662的2端與電阻R24一端相連，R24另一端與電容C29正極相連，C29負(fù)極接地。ICL7662的7端懸空。ICL7662的8端輸出+15V電壓，C29正極輸出-15V電壓。電源處理電路2的輸出7815的3端，輸出到ICL7662的1端，ICL7662的3、6端接地，其5端接到傳感器測溫電路3的AD595的11端、AD538的6端、AD648的8端、V/F轉(zhuǎn)換電路4的AD650的12端，其8端分別接到AD595的7端，AD538的7端，AD648的4端，AD650的5端，7805的3端接到射頻發(fā)射電路5的MC2833的10端。AD595的8、9端短接，輸出到AD538的2端和10端，AD538的2端和10端是短接的，AD538的2端和10端輸出到AD648的2端，AD538的4端和15端短接后輸出到AD648的6端，AD648的7端分別輸出到AD650的1端和3端。AD650的8端接到MC2833的5端，MC2833的12端外接天線，發(fā)射射頻信號。射頻接收電路6的MC3362的1端外接天線，接收MC283312端發(fā)射的信號。MC3362的13端輸出解調(diào)后的頻率信號，也就是我們檢測到的溫度信號。
本實用新型利用接觸式測溫傳感裝置對開關(guān)柜的母線電連接處溫度進(jìn)行在線監(jiān)測。其原理是利用熱電偶冷端溫度補償技術(shù)、輸出信號線性化處理技術(shù)將母線電連接處的溫度信號轉(zhuǎn)換成微弱的電壓信號，通過線性化，放大，V/F轉(zhuǎn)換將信號進(jìn)行射頻傳輸，通過信號隔離器送入單片機進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。本實用新型的基于集成電路補償?shù)慕佑|式測溫傳感裝置，在信號的采集、傳輸、處理過程中都運用了抗干擾措施，保證了本系統(tǒng)在惡劣的電磁環(huán)境下能夠精確地顯示出母線的溫升值，在出現(xiàn)溫升故障時能及時報警。便于現(xiàn)場操作人員及時、準(zhǔn)確地判斷開關(guān)柜的運行狀態(tài)，有效地減少成套開關(guān)溫升故障帶來的損失。通過采用互感器電源1安裝在開關(guān)柜內(nèi)部母線上來產(chǎn)生電源，集成電路環(huán)境溫度補償，射頻傳輸信號。在保證測量精度的前提下，有效地降低了傳感系統(tǒng)的成本，提高了系統(tǒng)在惡劣電磁環(huán)境下的抗干擾能力，實現(xiàn)了系統(tǒng)的優(yōu)化配置。
本實用新型采用電流互感器作為溫度傳感器的前端電源，將其安裝在開關(guān)柜母線上，應(yīng)用了其鐵心在母線小電流下正常勵磁、大電流時磁飽和的特性；將熱電偶作為傳感器對成套開關(guān)設(shè)備母線電連接處溫度進(jìn)行實時測量，解決了環(huán)境溫度補償，輸出信號線性化、放大處理等關(guān)鍵技術(shù)問題，有效地保證了傳感器測溫的精度；采用射頻傳輸系統(tǒng)作為傳感器信號傳輸系統(tǒng)，其具有的誤碼率低，傳輸距離遠(yuǎn)，高低電位隔離的優(yōu)越性。
權(quán)利要求1.一種成套開關(guān)在線監(jiān)測接觸式溫度傳感器，包括電流互感器[1]和通過二次側(cè)電流及取樣電阻與電流互感器[1]電聯(lián)接的接觸式傳感器測溫裝置，其特征在于接觸式傳感器測溫裝置包括電源處理電路[2]以及與電源處理電路[2]電聯(lián)接的傳感器測溫電路[3]、V/F轉(zhuǎn)換電路[4]、射頻發(fā)射電路[5]，以及用于接收射頻發(fā)射電路[5]射頻信號的射頻接收電路[6]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成套開關(guān)設(shè)備在線監(jiān)測接觸式溫度傳感器，其特征在于所說的電源處理電路[2]的電容CP1、CP2和CP3、CP4的一端分別與電流互感器[1]的兩輸出端相連接，電容CP1、CP2、CP3、CP4的另一端分別接地，電流互感器[1]的兩輸出端還分別與電源處理電路[2]的二極管D2的陽極、D3的陰極、D1的陽極和D4的陰極電聯(lián)接，二極管D1、D2的陰極短接后接電容C20的正極和7815的1端，二極管D3、D4的陽極短接后接地并與電容C20的負(fù)極、7815的2端相接，7815的3端分別于電容CP5的一端，電容C2 1的正極，7805的1端，ICL7662的一端相連，7805的2端、CP5的另一端、C21的負(fù)極、ICL7662的3端、5端、6端接地，7805的3端與射頻發(fā)射電路[5]的MC2833的8端、9端、10端、11端、V/F轉(zhuǎn)換電路[4]的AD650的8端相連，ICL7662的2端與電容C28的正極相接，C28的負(fù)極與ICL7662的4端相接，ICL7662的2端與電阻R24一端相連，R24另一端與電容C29正極相連，C29負(fù)極接地，ICL7662的8端輸出+15V電壓，C29正極輸出-15V電壓，ICL7662的5端與傳感器測溫電路[3]的AD595的11端、AD538的6端、AD648的8端及V/F轉(zhuǎn)換電路[4]的AD650的12端相聯(lián)接，ICL7662的8端分別與傳感器測溫電路[3]的AD595的7端，AD538的7端，AD648的4端及V/F轉(zhuǎn)換電路[4]的AD650的5端相聯(lián)接，AD595的8、9端短接，輸出到AD538的2端和10端，AD538的2端和10端短接輸出到AD648的2端，AD538的4端和15端短接后輸出到AD648的6端，AD648的7端分別輸出到V/F轉(zhuǎn)換電路[4]的AD650的1端和3端，V/F轉(zhuǎn)換電路4的AD650的8端接到射頻發(fā)射電路[5]的MC2833的5端，MC2833的12端外接天線，射頻接收電路[6]的MC3362的1端外接天線，接收MC283312端發(fā)射的信號，MC3362的13端輸出解調(diào)后的頻率信號即溫度信號。
專利摘要成套開關(guān)設(shè)備在線監(jiān)測接觸式溫度傳感器，包括電流互感器和通過二次側(cè)電流及取樣電阻與電流互感器電聯(lián)接的接觸式傳感器測溫裝置，接觸式傳感器測溫裝置包括電源處理電路以及與電源處理電路電聯(lián)接的傳感器測溫電路、V/F轉(zhuǎn)換電路、射頻發(fā)射電路，和用于接收射頻發(fā)射電路5的射頻接收電路。本實用新型采用集成電路補償對熱電偶采集的溫度信號進(jìn)行冷端補償，利用電流互感器從成套開關(guān)設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生電源，并采用射頻技術(shù)對信號進(jìn)行傳輸，實現(xiàn)了高低電位的隔離，解決了非接觸式溫度傳感器難以解決的問題，即成套開關(guān)設(shè)備某些關(guān)鍵發(fā)熱部位被遮擋，不能用非接觸式溫度傳感器進(jìn)行測量，只能采用接觸式溫度傳感器直接進(jìn)行測量。
文檔編號G01K7/02GK2697614SQ200420041719
公開日2005年5月4日 申請日期2004年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月30日
發(fā)明者榮命哲, 鄭義, 王小華, 賈申利 申請人:西安交通大學(xué)