專利名稱：高壓晶閘管起動器用非接觸型溫度傳感器測溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于溫度傳感器測溫技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種交流電動機(jī)高壓晶閘 管起動器用非接觸型溫度傳感器測溫裝置，特別是一種適用于測量高壓晶閘管 起動器內(nèi)晶閘管溫度的非接觸型溫度傳感器測溫裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，采用溫度傳感器測量被測物體的溫度時，按所使用的溫度傳感 器是否與被測物體接觸可分為兩大類溫度傳感器與被測物體直接接觸的稱為 接觸型溫度傳感器；溫度傳感器與被測物體不接觸，而是利用被測物體發(fā)出的 輻射熱來測量的稱為非接觸型溫度傳感器。高壓晶閘管起動器在起動高壓交流 電動機(jī)時，晶閘管要承受高電壓和大電流，晶閘管由于消耗電能，電能轉(zhuǎn)化為 熱能，晶閘管本身的溫度快速升高，并通過其自身的散熱器將其熱量散出。但 高壓晶閘管起動器因負(fù)載原因起動時間過長或多次頻繁起動時，散熱器上由于 熱量的積蓄，會達(dá)到過高的溫度，此時，晶閘管溫度也會過高，若不及時采取 措施處理或控制過高的溫度，將會使晶閘管本身因過溫而損壞。因為晶閘管外 殼采用陶瓷封裝，晶閘管本身溫升難以反映出來，但熱能通過晶閘管管芯按一 定的系數(shù)線性關(guān)系傳遞到散熱器上，所以能檢測到晶閘管散熱器上的溫度就可 判定和控制晶閘管本身溫升，起到保護(hù)晶閘管的作用。對于低壓晶閘管起動器 而言，因耐壓等級要求低，在測溫時一般是將溫控幵關(guān)直接固定在晶閘管散熱 器上，然后將溫控幵關(guān)輸出的開關(guān)量信號傳送到智能溫度數(shù)顯儀進(jìn)行處理和控 制，以保障低壓晶閘管起動器可靠工作，但是對于高壓晶閘管起動器，由于主 電氣回路和晶閘管上的散熱器都帶有高壓，因其電壓防護(hù)等級要求高，用于高 壓晶閘管起動器的整個低壓電氣控制部分都不能直接接觸高壓帶電體，而且要 與高壓帶電體保留一定的安全距離，因此，采用接觸型溫度傳感器直接檢測高 壓晶閘管散熱器上的溫度是不可能的，而采用非接觸型溫度傳感器測溫裝置測 量高壓晶閘管上散熱器溫度的技術(shù)問題，至今尚未解決。根據(jù)高壓晶閘管上散 熱器的溫度變化反映晶閘管的溫度變化，其測溫傳感器輸出信號也線性變化，輸出具有一定比例關(guān)系的信號并輸送至通用智能溫度數(shù)顯儀進(jìn)行處理和控制， 而其溫度控制點可任意設(shè)定。采用非接觸型溫度傳感器測溫裝置可以對高壓晶 閘管起動器的晶閘管測溫，且與接觸型溫度傳感器相比較，它具有控制靈活性， 安全性，可靠性等優(yōu)點。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是針對上述高壓晶閘管起動器主電氣回路和晶閘管上 的散熱器都帶有高壓，不能采用接觸型溫度傳感器直接測量高壓晶閘管散熱器 的溫度的現(xiàn)狀，而提供一種與高壓晶閘管上的散熱器不接觸，而利用高壓晶閘 管上的散熱器發(fā)出的輻射熱，測量晶閘管溫度的高壓晶閘管起動器用非接觸型 溫度傳感器測溫裝置，特別是一種適用于測量高壓晶閘管起動器上晶閘管溫度 的非接觸型溫度傳感器測溫裝置。
本實用新型的技術(shù)解決方案是 一種高壓晶閘管起動器用非接觸型溫度傳 感器測溫裝置，由高壓晶閘管上散熱器形成的散熱器熱輻射源、紅外線溫度傳 感器、通用智能溫度數(shù)顯儀等器件組成，紅外線溫度傳感器組件包括紅外線探 測頭、信號放大及處理輸出器，紅外線探測頭距散熱器熱輻射源約200毫米， 紅外線溫度傳感器組件由連接導(dǎo)線與通用智能溫度數(shù)顯儀相連接，其主要特征 是溫度傳感器采用非接觸型紅外線溫度傳感器。
本實用新型的技術(shù)解決方案所述的溫度傳感器是一種紅外線溫度傳感器， 其測溫原理在于被測物體受熱后向四周輻射能量，輻射能量的多少與物體的 溫度、輻射波長、材料有關(guān)(普朗定律)，若考慮物體的總輻射能按斯忒藩—玻 爾茲曼定律E-o ef(式中O為斯忒藩一玻爾茲曼常數(shù)，T為絕對溫度，e為
比輻射率)，如果測量出被測物體所發(fā)射的輻射功率，就可以確定被測物體溫度。
本實用新型的技術(shù)解決方案所述的溫度傳感器是一種非接觸型紅外線溫度 傳感器，這是一種與高壓晶閘管上散熱器不接觸，而是利用散熱器表面發(fā)出的 輻射熱來測量溫度的，稱之為非接觸型紅外線溫度傳感器，其測溫過程是，高 壓晶閘管工作時產(chǎn)生的熱能通過管芯按一定的系數(shù)線性關(guān)系傳遞到散熱器上， 散熱器因溫度升高而產(chǎn)生熱輻射，熱輻射源產(chǎn)生的紅外線正好供紅外線溫度傳 感器測溫所用，溫度傳感器將采集到的紅外線強(qiáng)弱信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)電信號輸出，通過電纜傳遞到通用智能溫度數(shù)顯儀進(jìn)行顯示和控制。測溫時，紅外線溫度傳 感器不與被測物體(高壓晶閘管散熱器)接觸，因此這種測溫裝置不會損壞被 測物體(高壓晶閘管散熱器)的溫度場，也無須處于溫度場中，在保證電氣安 全距離的條件下可免遭高電壓的破壞。
本實用新型技術(shù)解決方案中所述的高壓晶閘管上的散熱器，它是由晶閘管 管芯和散熱器連接組成，晶閘管工作時產(chǎn)生的熱能通過晶閘管管芯傳遞到散熱 器上，散熱器上的散熱器熱輻射源供紅外線溫度傳感器感溫之用。
本實用新型有益效果是由于技術(shù)解決方案中所述的溫度傳感器采用非接 觸型紅外線溫度傳感器，測溫裝置具有非接觸性，確保了高壓晶間管起動器低 壓電控制元器件與高壓電元器件回路之間的安全距離，不存在傳統(tǒng)低壓晶閘管 起動器中將測溫裝置直接固定在晶閘管散熱器上的問題，確保了電氣元器件的 安全性，避免了電氣故障發(fā)生，另外，由于溫度傳感器的輸出是線性變化的， 信號輸送到通用智能溫度數(shù)顯儀后，其溫度控制點可任意設(shè)定，控溫效果更具 靈活性，達(dá)到控制溫度、避免高壓晶閘管起動器中的晶閘管因過溫而損壞，采 用非接觸型溫度傳感器與接觸型溫度傳感器相比較，它具有控制靈活性、使用 安全、、可靠性高等優(yōu)點。


下面，結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。 圖1是本實用新型的測溫裝置示意圖。
圖2是本實用新型的測溫裝置電氣原理圖。
圖中1.高壓進(jìn)線電極，2.高壓開關(guān)組件，3.導(dǎo)電連接排，4.固定支 架，5.光纖傳輸組件，6.高壓晶閘管，7.散熱器及組件，8.高壓絕緣支架， 9.高壓出線電極，10.散熱器連接排，11.高壓晶閘管絕緣固定桿，12.低壓 控制部分，13.紅外線溫度傳感器，14.連接導(dǎo)線，15.通用智能溫度數(shù)顯 儀，16.散熱器熱輻射源，17.紅外線探測頭，18.信號放大及處理輸出器， 19.紅外線溫度傳感器組件。
具體實施方式
如圖1所示，高壓進(jìn)線電極(1)、高壓開關(guān)組件(2)、導(dǎo)電連接排(3)、
5散熱器及組件(7)、高壓晶閘管(6)散熱器連接排(10)、高壓出線電極(9)、 形成高電壓主回路。測溫時，散熱器及組件(7)呈高電壓狀態(tài)。測溫過程是散 熱器及組件(7)中的散熱器升溫產(chǎn)生輻射熱、經(jīng)紅外線測溫傳感器(13)、紅 外線測溫傳感器組件(19)的紅外線探測頭(17)感溫，將信號放大、傳到通 用智能溫度數(shù)顯儀(15)進(jìn)行顯示和控制。安裝的紅外線測溫傳感器(13)距 離散熱器熱輻射源(16)約200毫米(據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，戶內(nèi)高壓電的安全距離為 125毫米)，紅外線測溫傳感器(13)能正常采集到熱紅外線信號，并轉(zhuǎn)換成電 信號輸出，通過連接導(dǎo)線(14)傳遞到通用智能溫度數(shù)顯儀(15)進(jìn)行顯示。
如圖1、圖2所示，低壓控制部分(12)將控制信號通過光纖傳輸組件(5) 傳到高壓晶閘管(6)上，高電壓主回路開始工作并有電流通過高壓晶閘管(6)。
因晶閘管上有功率消耗，晶閘管本身熱能使溫度快速升高，并通過散熱器及組 件(7)將此溫度散出，且形成散熱器熱輻射源(16)。紅外線探測頭(17)在 感溫到散熱器熱輻射源(16)的溫度變化后，信號放大及處理輸出器(18)將 溫度變化量轉(zhuǎn)換成微小的電信號變化量，并進(jìn)行處理調(diào)制成標(biāo)準(zhǔn)的信號0 5VDC 后輸出。紅外線測溫傳感器組件(19)將微小電信號處理放大后輸出，并按一 定的系數(shù)線性關(guān)系輸入到通用智能溫度數(shù)顯儀(15)上顯示出來，經(jīng)過系數(shù)轉(zhuǎn) 換和系統(tǒng)溫度標(biāo)定可最終測量出高壓晶閘管起動器中的高壓晶閘管(6)的溫度 變化，達(dá)到控制溫度，保護(hù)高壓晶閘管(6)不會因過溫而損壞。
權(quán)利要求一種高壓晶閘管起動器用非接觸型溫度傳感器測溫裝置，由高壓晶閘管上散熱器形成的散熱器熱輻射源、紅外線溫度傳感器、通用智能溫度數(shù)顯儀等器件組成，紅外線溫度傳感器組件包括紅外線探測頭、信號放大及處理輸出器，紅外線探測頭距散熱器熱輻射源約200毫米，紅外線溫度傳感器組件由連接導(dǎo)線與通用智能溫度數(shù)顯儀相連接，其主要特征是溫度傳感器采用非接觸型紅外線溫度傳感器。
專利摘要本實用新型涉及一種高壓晶閘管起動器用非接觸型溫度傳感器測溫裝置，主要是解決在對高壓晶閘管起動器的晶閘管溫度進(jìn)行測量時，因晶閘管上散熱器帶有高壓，不能采用傳統(tǒng)的低壓晶閘管起動器中將測溫裝置直接固定在晶閘管散熱器上進(jìn)行測溫的問題。本實用新型裝置由高壓晶閘管上散熱器形成的散熱器熱輻射源、紅外線溫度傳感器、通用智能溫度數(shù)顯儀等器件組成，其主要特征是溫度傳感器采用非接觸型紅外線溫度傳感器，是一種特別適用于測量高壓晶閘管起動器內(nèi)晶閘管溫度的非接觸型溫度傳感器測溫裝置，具有控制溫度保護(hù)高壓晶閘管起動器中晶閘管因過溫?fù)p壞的作用。裝置具有溫度控制靈活性、使用安全、可靠性高等特點。
文檔編號G01J5/10GK201237531SQ20082019017
公開日2009年5月13日 申請日期2008年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月11日
發(fā)明者敖君山, 李新洲, 王怡華, 肖少兵 申請人:湖北大禹電氣有限公司