專利名稱：高壓開關柜無線紅外測溫系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電カ設備測控技術領域，尤其涉及一種高壓開關柜無線紅外測溫系統(tǒng)。
技術背景高壓開關柜是發(fā)電廠、變電站的重要電氣設備。高壓開關柜在長期運行過程中，由于開關柜中的接點或母線排連接處等部位老化導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。接點或母線排連接處溫度升高，會使其接觸電阻進一步變大，從而產(chǎn)生更多的熱量以及接觸電阻進一步變大，形成惡性循環(huán)，情況嚴重時會造成大面積停電或引發(fā)火災事故。在實際使用中，為避免事故的發(fā)生，常采用定期檢修或更換部件的方法來避免產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，即便如此也不可避免會有事故發(fā)生，同時ー些還可以繼續(xù)使用的部件被強迫更換，造成大量浪費。為解決該問題，人們希望通過測溫裝置來監(jiān)測開關柜內(nèi)觸點的運行情況，提前預測開關柜的運行狀態(tài)，以防止事故發(fā)生。但由于開關柜內(nèi)存在高電壓，尤其是開關觸頭處于高電壓、高溫度、大電流的狀態(tài)，特別是系統(tǒng)事故瞬間還會出現(xiàn)強烈的電磁暫態(tài)過程，會導致強電場、磁場及強電磁干擾，因而采用常規(guī)的測溫裝置很難實現(xiàn)開關柜內(nèi)觸點溫度的監(jiān)測。對此，本實用新型提出了利用紅外測溫的方法，把微功耗紅外溫度傳感器安裝在高壓開關柜內(nèi)，可直接在線實時監(jiān)測觸點的溫度。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于，針對高壓開關柜內(nèi)觸點溫度難以監(jiān)測的問題，提出ー種高壓開關柜無線紅外測溫系統(tǒng)，用以解決該問題。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術方案是，一種高壓開關柜無線紅外測溫系統(tǒng)，其特征是所述系統(tǒng)包括微功耗紅外溫度傳感器、信號轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、無線通信模塊和數(shù)據(jù)處理終端；所述無線通信模塊包括無線發(fā)送単元和無線接收單元；其中，微功耗紅外溫度傳感器、信號轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和無線發(fā)送単元通過數(shù)據(jù)線相連；無線發(fā)送単元和無線接收單元通過無線信號相連；無線接收單元和數(shù)據(jù)處理終端通過USB數(shù)據(jù)線相連。所述無線通信模塊的工作頻率為434兆赫茲，工作模式為跳頻模式，無線傳輸速率為 9. 6kbit/s。所述微功耗紅外溫度傳感器和信號轉(zhuǎn)換模塊通過RS485數(shù)據(jù)線相連。所述數(shù)據(jù)處理終端包括臺式計算機、筆記本和工作站。本實用新型采用微功耗紅外溫度傳感器采集高壓開關柜內(nèi)觸點的溫度，利用觸點紅外輻射的熱效應間接測量觸點的溫度，傳感器不受開關柜內(nèi)的環(huán)境因素的影響。
圖I是高壓開關柜無線紅外測溫系統(tǒng)結(jié)構示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對優(yōu)選實施例作詳細說明。應該強調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本實用新型的范圍及其應用。圖I是高壓開關柜無線紅外測溫系統(tǒng)結(jié)構示意圖。圖I中，本實用新型提供的高壓開關柜無線紅外測溫系統(tǒng)包括微功耗紅外溫度傳感器 、信號轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、無線通信模塊和數(shù)據(jù)處理終端。所述無線通信模塊包括無線發(fā)送単元和無線接收單元。微功耗紅外溫度傳感器為數(shù)字式溫度傳感器，用于采集高壓開關柜內(nèi)觸點溫度，并將溫度信息通過RS485接ロ傳輸至信號轉(zhuǎn)換模塊。紅外溫度傳感器為非接觸式溫度測量的傳感器，溫度采集距離與目標尺寸比(D: S)為8:1，溫度采集時需數(shù)據(jù)采集模塊向紅外溫度傳感器發(fā)送5字節(jié)的溫度讀取命令，傳感器收到命令后返回7字節(jié)的溫度數(shù)據(jù)。具體實施過程中，在高壓開關柜要監(jiān)測溫度的觸點相對應的柜門上安裝微功耗紅外溫度傳感器。微功耗紅外溫度傳感器優(yōu)選0PT-TP2007數(shù)字式紅外測溫傳感器，它有四個管腳ー個為接電源，ー個接地，另兩個是數(shù)據(jù)管腳分別為A+、B-。紅外溫度傳感器采集該觸點溫度，并將信息通過RS485接ロ傳輸，其A、B接ロ與信號轉(zhuǎn)換模塊部分A、B對應連接，即可傳輸信息。信號轉(zhuǎn)換電路用于將接收到的RS485信號轉(zhuǎn)換為RS232信號并有線傳送至數(shù)據(jù)采集模塊進行信息處理。信號轉(zhuǎn)換電路由MAX485芯片及電阻、電容共同構成，MAX485為半雙エ轉(zhuǎn)換芯片，在接收狀態(tài)時可將紅外溫度傳感器采集到的溫度信息由RS485信息轉(zhuǎn)換為RS232信息，并傳送至數(shù)據(jù)采集模塊，在發(fā)送狀態(tài)時可將數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送的溫度讀取命令由RS232信息轉(zhuǎn)換為RS485信息，并傳送至紅外溫度傳感器。數(shù)據(jù)采集模塊負責處理紅外溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)、控制信號轉(zhuǎn)換模塊的エ作狀態(tài)并將處理好的數(shù)據(jù)通過串ロ有線傳送至無線通信模塊。數(shù)據(jù)采集模塊以ATmegal28單片機為主要元件，ATmegal28單片機具有兩個串ロ，分別為串ロ 0與串ロ I。信號轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的信號通過RO管腳接入數(shù)據(jù)采集模塊的串ロ 0 (USARTO)的RXD，單片機對接收到的信號進行處理，并可以通過串ロ 0 (USARTO)的TXD管腳向信號轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送溫度讀取命令。通過控制MAX485芯片的RE、DE管腳電平實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換模塊工作狀態(tài)的切換。數(shù)據(jù)采集模塊將處理好的溫度數(shù)據(jù)通過ATmegal28單片機串ロ I (USARTl)的TXD有線傳送至無線通信模塊。無線通信模塊包括兩部分，分別是無線發(fā)送単元和無線接收單元。其中，無線發(fā)送単元可以是無線通信終端，無線接收單元可以是無線通信基站。無線通信終端負責接收數(shù)據(jù)采集模塊傳送的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)通過無線方式發(fā)送至無線通信基站。無線通信基站實現(xiàn)了COM串ロ轉(zhuǎn)USB接ロ，可直接與臺式計算機、筆記本或工作站等數(shù)據(jù)處理終端相連。且無線通信基站接收無線數(shù)據(jù)，實現(xiàn)與數(shù)據(jù)處理終端的數(shù)據(jù)通信。無線通信模塊工作頻率為標準434MHz，工作在跳頻模式，無線傳輸速率為9. 6kbit/s。數(shù)據(jù)處理終端為具有數(shù)據(jù)處理、顯示和打印功能的臺式計算機、筆記本或工作站。數(shù)據(jù)處理終端可以安裝運行軟件，軟件是針對本實用新型系統(tǒng)開發(fā)的ー款上位機軟件，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理終端與無線通信模塊的數(shù)據(jù)通信，讀取無線通信基站數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后顯示監(jiān)測點地址、無線通信模塊地址、監(jiān)測點的實時溫度及溫度的變化曲線，并且可以實現(xiàn)高溫報警，報警溫度閾值設置，無線通信模塊地址信息配置等。 微功耗紅外溫度傳感器采集的溫度信息遵循RS485協(xié)議，RS485協(xié)議與RS232協(xié)議相比，其在通信速率、傳輸距離、多機連接等方面均有非常大的提高，且信號抗噪聲干擾性好，最大傳輸距離可達3000米。所以本實用新型提供的系統(tǒng)的信號轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、無線通信模塊和數(shù)據(jù)處理終端軟件完全可以安置在遠離高壓環(huán)境的場所，增強系統(tǒng)正常工作的可靠性。利用本實用新型提供的系統(tǒng)可以實時監(jiān)測高壓開關柜內(nèi)觸點溫度，提前預測開關 柜的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)有關問題。可以有效避免事故的發(fā)生，保證供電系統(tǒng)的安全運行。且利用紅外溫度傳感器測溫時不接觸被測物體，具有響應時間短、不被測溫場干擾、使用壽命長、操作方便等一系列優(yōu)點。在RS485總線上可以有256個傳感器同時在線測量，整個監(jiān)測網(wǎng)絡結(jié)構簡單，易于組網(wǎng)。同時無線傳輸可以有效減少布線成本和降低設備安裝的難度。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求1.一種高壓開關柜無線紅外測溫系統(tǒng)，其特征是所述系統(tǒng)包括微功耗紅外溫度傳感器、信號轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、無線通信模塊和數(shù)據(jù)處理終端；所述無線通信模塊包括無線發(fā)送単元和無線接收單元； 其中，微功耗紅外溫度傳感器、信號轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和無線發(fā)送単元通過數(shù)據(jù)線相連； 無線發(fā)送単元和無線接收單元通過無線信號相連； 無線接收單元和數(shù)據(jù)處理終端通過USB數(shù)據(jù)線相連。
2.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征是所述無線通信模塊的工作頻率為434兆赫茲，工作模式為跳頻模式，無線傳輸速率為9. 6kbit/s。
3.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征是所述微功耗紅外溫度傳感器和信號轉(zhuǎn)換模塊通過RS485數(shù)據(jù)線相連。
4.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征是所述數(shù)據(jù)處理終端包括臺式計算機、筆記本和工作站。
專利摘要本實用新型公開了電力設備測控技術領域中的一種高壓開關柜無線紅外測溫系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括微功耗紅外溫度傳感器、信號轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、無線通信模塊和數(shù)據(jù)處理終端；所述無線通信模塊包括無線發(fā)送單元和無線接收單元；其中，微功耗紅外溫度傳感器、信號轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和無線發(fā)送單元通過數(shù)據(jù)線相連；無線發(fā)送單元和無線接收單元通過無線信號相連；無線接收單元和數(shù)據(jù)處理終端通過USB數(shù)據(jù)線相連。本實用新型采用微功耗紅外溫度傳感器采集高壓開關柜內(nèi)觸點的溫度，利用觸點紅外輻射的熱效應間接測量觸點的溫度，傳感器不受開關柜內(nèi)環(huán)境因素的影響。
文檔編號G08C17/02GK202433094SQ20122005619
公開日2012年9月12日 申請日期2012年2月21日 優(yōu)先權日2012年2月21日
發(fā)明者安虎平, 楊素娟, 趙振兵, 陳崢 申請人:華北電力大學(保定)