一種柔性無源標(biāo)簽、無源柔性測溫裝置及無線供電組網(wǎng)測溫系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及開關(guān)柜測溫裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種采用無源取電的柔性無源標(biāo)簽、安裝在動觸頭上的無源柔性測溫裝置及運用電磁波進行無線供電的自組網(wǎng)測溫系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓開關(guān)柜是發(fā)電廠、變電站的重要電氣設(shè)備。目前，高壓開關(guān)柜一般都采用插頭式連接，在長期運行過程中，很容易因為接點或母線排連接處等部位長期過載、接頭松動及觸頭老化導(dǎo)致接觸電阻變大而發(fā)熱，致使接點或母線排連接處溫度升高，進而導(dǎo)致其接觸電阻進一步變大，形成惡性循環(huán)，最終引發(fā)開關(guān)柜故障。近年來，電廠、變電站已發(fā)生多起因開關(guān)柜過熱造成的火災(zāi)和大面積的停電等嚴(yán)重事故，實時監(jiān)測開關(guān)柜溫度、確認(rèn)開關(guān)柜溫度在允許的范圍內(nèi)，是杜絕此類事故發(fā)生的關(guān)鍵。
[0003]但是高壓開關(guān)柜內(nèi)的接點運行溫度很難檢測，這主要是因為柜內(nèi)有高壓、空間狹小又多為封閉，通常的溫度測量方法不能使用。目前，對高壓開關(guān)柜的接點進行溫度測量的裝置有兩種，一種采用模擬溫度傳感器，溫度精度不準(zhǔn)，抗干擾能力差；另一種雖然是數(shù)字溫度傳感器，但采用有線傳輸數(shù)據(jù)，在高壓柜內(nèi)使用時受到限制。現(xiàn)有的測溫裝置體積過大，無法安裝在動觸頭上，一般固定在對測溫裝置的體積限制較小的靜觸頭盒上。但是，在安裝操作時需要對開關(guān)柜所連接母線排相關(guān)的全部輸電線路停電，對正常生產(chǎn)造成大面積影響，尤其是對于個別繁忙線路，由于無法停電甚至導(dǎo)致測溫探頭安裝無法順利實施。此夕卜，現(xiàn)有的測溫裝置只能完成一個接點處的溫度測量，監(jiān)測效率不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種柔性無源標(biāo)簽、無源柔性測溫裝置及無線供電組網(wǎng)測溫系統(tǒng)，解決現(xiàn)有高壓開關(guān)柜測溫裝置體積大、安裝步驟繁瑣、只能測量單個監(jiān)測點溫度的問題。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明首先提供了一種柔性無源標(biāo)簽，包括柔性外殼、柔性印刷電路板和溫度傳感器；柔性印刷電路板封裝在柔性外殼內(nèi)；柔性印刷電路板包括能量收集電路、微處理器、射頻發(fā)射電路、傳感器電路和ID存儲器；能量收集電路分別與微處理器、射頻發(fā)射電路、傳感器電路和ID存儲器相連，作為微處理器、射頻發(fā)射電路、傳感器電路和ID存儲器的供電電源；傳感器電路分別連接溫度傳感器和微處理器，將溫度傳感器的檢測信號進行處理，傳輸至微處理器；ID存儲器與微處理器相連，存儲有柔性無源標(biāo)簽的ID編碼；射頻發(fā)射電路與微處理器相連，接收或發(fā)射射頻信號，當(dāng)微處理器獲得ID編碼和溫度檢測信號后，通過射頻發(fā)射電路發(fā)射射頻信號。
[0006]可選的，所述能量收集電路包括無源電磁感應(yīng)取電電路、震動感應(yīng)取電電路、柔性電池、電源切換電路、電源保護電路和電源狀態(tài)檢測電路，無源電磁感應(yīng)取電電路連接感應(yīng)取電線圈，接收電磁波，將電磁波轉(zhuǎn)換為電能；無源電磁感應(yīng)取電電路、震動感應(yīng)取電電路和柔性電池的輸出端分別連接電源切換電路的輸入端，電源切換電路的輸出端連接電源保護電路的輸入端，電源保護電路的輸出端連接微處理器、傳感器電路和射頻發(fā)射電路的電源端，無源電磁感應(yīng)取電電路、震動感應(yīng)取電電路和柔性電池的輸出端分別連接電源狀態(tài)檢測電路的輸入端，電源狀態(tài)檢測電路的輸出端連接微處理器。
[0007]可選的，所述射頻發(fā)射電路包括射頻天線，所述射頻天線為設(shè)在柔性印刷電路板上的蛇形走線式天線。
[0008]可選的，所述溫度傳感器設(shè)置在柔性外殼內(nèi)側(cè)設(shè)置，或者設(shè)置在柔性外殼外側(cè)，或者在柔性外殼內(nèi)側(cè)和在柔性外殼外側(cè)各設(shè)置一個溫度傳感器；所述柔性外殼內(nèi)側(cè)和在柔性外殼外側(cè)都設(shè)置有溫度傳感器時，所述傳感器電路前端設(shè)有傳感器信號切換電路，柔性印刷電路板上的溫度傳感器與柔性外殼外側(cè)的溫度傳感器分別連接傳感器信號切換電路的輸入端，傳感器信號切換電路的輸出端連接傳感器電路的輸入端。
[0009]可選的，所述柔性電池包括軟性電路板和固態(tài)電解質(zhì)。
[0010]可選的，所述電源狀態(tài)檢測電路包括第一電阻、第一二極管和第二二極管，電阻一端連接微處理器、傳感器電路和射頻發(fā)射電路的電源端，另一端分別連接第一二極管陽極和第二二極管陽極，第一二極管陰極連接微處理器的10 口，第二二極管陰極連接第一場效應(yīng)管的源極，第一場效應(yīng)管的漏極接地、柵極連接無源電磁感應(yīng)取電電路、震動感應(yīng)取電電路和電池的輸出。
[0011]可選的，所述電源保護電路包括帶看門狗功能的低壓檢測芯片、儲能電容，所述儲能電容連接電源端，所述低壓檢測芯片的輸入端連接檢測點、輸出端連接第二場效應(yīng)管柵極，第二場效應(yīng)管的源極經(jīng)第二電阻接地、漏極經(jīng)連接第三場效應(yīng)管的柵極，第三場效應(yīng)管的漏極連接電源端、源極連接檢測點，低壓檢測芯片的輸出還經(jīng)第三電阻連接微處理器的復(fù)位引腳。
[0012]本發(fā)明還提供了一種無源柔性測溫裝置，包括本體和柔性無源標(biāo)簽，所述本體是柔性條形帶，設(shè)有固定位置的鎖緊機構(gòu)，柔性無源標(biāo)簽固定在本體上，本體安裝在動觸頭的梅花爪與觸頭的連接處。
[0013]可選的，所述感應(yīng)取電線圈是錫箔狀柔性金屬合金條，所述感應(yīng)取電線圈封裝在本體內(nèi)。
[0014]本發(fā)明還提供了一種無線供電組網(wǎng)測溫系統(tǒng)，包括至少一個無線供電器和至少一個無源柔性測溫裝置，所述無線供電器包括無線供電器天線、信息采集模塊；每一個無線供電器與至少一個無源柔性測溫裝置組網(wǎng)，組網(wǎng)的一個無線供電器和至少一個無源柔性測溫裝置之間通過無線供電器天線、射頻天線進行射頻信號的傳輸。
[0015]可選的，所述無源柔性測溫裝置中的無源柔性標(biāo)簽還包括組網(wǎng)模塊，所述與一個無線供電器組網(wǎng)的無源柔性測溫裝置之間可以進行射頻信號的傳輸通信。
[0016]可選的，所述無線供電器還包括組網(wǎng)模塊，所述無線供電器之間可以進行射頻信號的傳輸通信。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0018]1.由于本發(fā)明的無源柔性標(biāo)簽包括柔性外殼、柔性印刷電路板和感應(yīng)取電線圈，柔性印刷電路板封裝在柔性外殼內(nèi)，使得本發(fā)明的無源柔性標(biāo)簽體積小、厚度薄，適于安裝在動觸頭的梅花爪和觸頭的連接處，從而解決了現(xiàn)有測溫裝置體積過大，無法安裝在動觸頭上的問題。
[0019]2.由于本發(fā)明的能量收集電路包括無源電磁感應(yīng)取電電路、震動感應(yīng)取電電路、柔性電池，無源電磁感應(yīng)取電電路連接感應(yīng)取電線圈，將電磁波轉(zhuǎn)換為電能，震動感應(yīng)取電電路、柔性電池為備用電源，使得本發(fā)明的無源柔性標(biāo)簽實現(xiàn)了無源取電和供電電源冗余，供電穩(wěn)定性好，安裝后維護成本低，從而解決了現(xiàn)有測溫裝置供電穩(wěn)定性低、維護成本高的問題。
[0020]3.由于本發(fā)明的無源柔性測溫裝置的本體是柔性條形帶，柔性無源標(biāo)簽固定在本體上，使得本發(fā)明的無源柔性測溫裝置安裝時將本體沿動觸頭的梅花爪和觸頭的連接處表面繞一圈并將該位置固定，不需要整體線路停電，從而解決了現(xiàn)有測溫裝置安裝操作繁瑣的問題。
[0021]4.由于本發(fā)明的無線供電組網(wǎng)測溫系統(tǒng)包括至少一個無線供電器和至少一個無源柔性測溫裝置，每一個無線供電器與至少一個無源柔性測溫裝置組網(wǎng)，使得本發(fā)明的無線供電組網(wǎng)測溫系統(tǒng)可監(jiān)測多點的溫度，從而解決現(xiàn)有測溫裝置只能監(jiān)測單一關(guān)鍵點溫度的問題。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明實施例的柔性無源標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明實施例的柔性印刷電路板的結(jié)構(gòu)框圖。
[0024]圖3是本發(fā)明實施例的電源檢測電路的電路原理圖。
[0025]圖4是本發(fā)明實施例的電源保護電路的電路原理圖。
[0026]圖5是本發(fā)明實施例的無源柔性測溫裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖6是本發(fā)明實施例的無源柔性測溫裝置的安裝示意圖。
[0028]圖7是本發(fā)明實施例的無線供電的自組網(wǎng)測溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖8是本發(fā)明實施例的無線供電的自組網(wǎng)測溫系統(tǒng)的另一結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖，通過具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述。
[0031]本發(fā)明公開了一種無源柔性測溫裝置，包括柔性無源標(biāo)簽100和本體200。柔性無源標(biāo)簽100包括柔性外殼7、柔性印刷電路板和感應(yīng)取電線圈24。柔性外殼7為硅膠外殼，柔性印刷電路板封裝在柔性外殼7內(nèi)，使得柔性印刷電路板不受外界干擾。
[0032]請參考圖1，在本實施例中，柔性印刷電路板包括能量收集電路1、微處理器2、射頻發(fā)射電路3、傳感器電路4、溫度傳感器5和ID存儲器6。能量收集電路1分別與微處理器2、射頻發(fā)射電路3、