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专利名称：成套开关在线监测接触式温度传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种温度在线监测用传感器，特别涉及一种对成套开关设备母线电连接处温度进行在线监测的接触式温度传感器。
背景技术：
在我国，随着国民经济的发展，电网容量的增大，电网运行电压不断升高，对供电可靠性的要求也越来越高。电器设备在高电压、大电流状态下运行，它的可靠性和热有密切的关系，对其关键部件的温度监测也越来越重要。目前，国内外的研究主要从以下几种方法来对电力设备的温度进行监测第一类是分布式光纤温度传感器，它可以同时测量多点的温度，并可以对空间的每个测温点进行定位，安全性高，如专利号为1400453的专利，专利名称为“分布式光纤温度传感器系统”，通过激光发生器发出的光脉冲进入带双向耦合器的光纤进行测温，但是这种技术易受环境温度的影响，成本较高，不适合广泛推广；第二类是基于红外技术的温度传感器，这类传感器实现了对被测物体温度的非接触测量，响应速度较快，例如专利号为2073584的“窑胴体智能红外温度监测系统”，但是红外技术易受环境变化的影响，视角、传输距离都有一定的局限，影响了测量精度；第三类是采用一些热敏元件对温度进行测量，这类传感器成本较低，测量精度较高，如专利号为85102568的“线性互换热敏电阻组件”，但是热敏元件通常测量范围小，响应速度慢，使它的使用受到了一定的限制。

发明内容
本实用新型的目的在于针对高压电力设备中的温度在线监测，提供一种降低测温传感系统的成本、优化系统的设置、提高系统在恶劣的电磁环境中的抗干扰能力的基于硬件补偿的成套开关在线监测接触式温度传感器。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是包括电流互感器和通过二次侧电流及取样电阻与电流互感器电联接的接触式传感器测温装置，其特点是，接触式传感器测温装置包括电源处理电路以及与电源处理电路电联接的传感器测温电路、V/F转换电路、射频发射电路以及用于接收射频发射电路射频信号的射频接收电路。
本实用新型的另一特点是电源处理电路的电容CP1、CP2和CP3、CP4的一端分别与电流互感器的两输出端相连接，电容CP1、CP2、CP3、CP4的另一端分别接地，电流互感器的两输出端还分别与电源处理电路的二极管D2的阳极、D3的阴极、D1的阳极和D4的阴极电联接，二极管D1、D2的阴极短接后接电容C20的正极和7815的1端，二极管D3、D4的阳极短接后接地并与电容C20的负极、7815的2端相接，7815的3端分别于电容CP5的一端，电容C21的正极，7805的1端，ICL7662的一端相连，7805的2端、CP5的另一端、C21的负极、ICL7662的3端、5端、6端接地，7805的3端与射频发射电路的MC2833的8端、9端、10端、11端、V/F转换电路的AD650的8端相连，ICL7662的2端与电容C28的正极相接，C28的负极与ICL7662的4端相接，ICL7662的2端与电阻R24一端相连，R24另一端与电容C29正极相连，C29负极接地，ICL7662的8端输出+15V电压，C29正极输出-15V电压，ICL7662的5端与传感器测温电路的AD595的11端、AD538的6端、AD648的8端及V/F转换电路4的AD650的12端相联接，ICL7662的8端分别与传感器测温电路的AD595的7端，AD538的7端，AD648的4端及V/F转换电路的AD650的5端相联接，AD595的8、9端短接，输出到AD538的2端和10端，AD538的2端和10端短接输出到AD648的2端，AD538的4端和15端短接后输出到AD648的6端，AD648的7端分别输出到V/F转换电路的AD650的1端和3端，V/F转换电路的AD650的8端接到射频发射电路的MC2833的5端，MC2833的12端外接天线，射频接收电路的MC3362的1端外接天线，接收MC283312端发射的信号，MC3362的13端输出解调后的频率信号即温度信号。
由于本实用新型采用集成电路补偿对热电偶采集的温度信号进行冷端补偿，利用电流互感器从成套开关设备内部产生电源，并采用射频技术对信号进行传输，实现了高低电位的隔离。


图1是本实用新型的原理框图；图2是本实用新型电源处理电路2的电路图；图3是本实用新型传感器测温电路3的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
参见图1，本实用新型包括电流互感器1和通过二次侧电流及取样电阻与电流互感器1电联接的电源处理电路2，电流互感器1产生我们需要的交流电压，输入到电源处理电路2，电源处理电路2与传感器测温电路3、V/F转换电路4、射频发射电路5电联接。电源处理电路2为各部分电路提供工作电源；传感器测温电路3与V/F转换电路4相连，将电压信号转换成频率信号；V/F转换电路4与射频发射电路5相连；射频发射电路5对频率信号进行无线传输，由外部的射频接收电路6将接收到的频率信号送到单片机进行处理。
参见图2，3，电流互感器1的两输出端分别接电源处理电路2的电容CP1、CP2和CP3、CP4的一端，电容CP1、CP2、CP3、CP4的另一端分别接地。同时电流互感器1的两输出端还分别接二极管D2的阳极、D3的阴极和D1的阳极和D4的阴极，二极管D1、D2的阴极短接后接电容C20的正极和7815的1端，D3、D4的阳极短接后接地并与电解电容C20的负极、7815的2端相接。7815的3端分别于电容CP5一端，电容C21正极，7805的1端，ICL7662的一端相连。7805的2端、CP5的另一端、C21的负极、ICL7662的3端、5端、6端接地。7805的3端输出5V的电压并与与射频发射电路5的MC2833的8端、9端、10端、11端、V/F转换电路4的AD650的8端相连，ICL7662的2端与电容C28的正极相接，C28的负极与ICL7662的4端相接。ICL7662的2端与电阻R24一端相连，R24另一端与电容C29正极相连，C29负极接地。ICL7662的7端悬空。ICL7662的8端输出+15V电压，C29正极输出-15V电压。电源处理电路2的输出7815的3端，输出到ICL7662的1端，ICL7662的3、6端接地，其5端接到传感器测温电路3的AD595的11端、AD538的6端、AD648的8端、V/F转换电路4的AD650的12端，其8端分别接到AD595的7端，AD538的7端，AD648的4端，AD650的5端，7805的3端接到射频发射电路5的MC2833的10端。AD595的8、9端短接，输出到AD538的2端和10端，AD538的2端和10端是短接的，AD538的2端和10端输出到AD648的2端，AD538的4端和15端短接后输出到AD648的6端，AD648的7端分别输出到AD650的1端和3端。AD650的8端接到MC2833的5端，MC2833的12端外接天线，发射射频信号。射频接收电路6的MC3362的1端外接天线，接收MC283312端发射的信号。MC3362的13端输出解调后的频率信号，也就是我们检测到的温度信号。
本实用新型利用接触式测温传感装置对开关柜的母线电连接处温度进行在线监测。其原理是利用热电偶冷端温度补偿技术、输出信号线性化处理技术将母线电连接处的温度信号转换成微弱的电压信号，通过线性化，放大，V/F转换将信号进行射频传输，通过信号隔离器送入单片机进行数据处理。本实用新型的基于集成电路补偿的接触式测温传感装置，在信号的采集、传输、处理过程中都运用了抗干扰措施，保证了本系统在恶劣的电磁环境下能够精确地显示出母线的温升值，在出现温升故障时能及时报警。便于现场操作人员及时、准确地判断开关柜的运行状态，有效地减少成套开关温升故障带来的损失。通过采用互感器电源1安装在开关柜内部母线上来产生电源，集成电路环境温度补偿，射频传输信号。在保证测量精度的前提下，有效地降低了传感系统的成本，提高了系统在恶劣电磁环境下的抗干扰能力，实现了系统的优化配置。
本实用新型采用电流互感器作为温度传感器的前端电源，将其安装在开关柜母线上，应用了其铁心在母线小电流下正常励磁、大电流时磁饱和的特性；将热电偶作为传感器对成套开关设备母线电连接处温度进行实时测量，解决了环境温度补偿，输出信号线性化、放大处理等关键技术问题，有效地保证了传感器测温的精度；采用射频传输系统作为传感器信号传输系统，其具有的误码率低，传输距离远，高低电位隔离的优越性。
权利要求1.一种成套开关在线监测接触式温度传感器，包括电流互感器[1]和通过二次侧电流及取样电阻与电流互感器[1]电联接的接触式传感器测温装置，其特征在于接触式传感器测温装置包括电源处理电路[2]以及与电源处理电路[2]电联接的传感器测温电路[3]、V/F转换电路[4]、射频发射电路[5]，以及用于接收射频发射电路[5]射频信号的射频接收电路[6]。
2.根据权利要求1所述的成套开关设备在线监测接触式温度传感器，其特征在于所说的电源处理电路[2]的电容CP1、CP2和CP3、CP4的一端分别与电流互感器[1]的两输出端相连接，电容CP1、CP2、CP3、CP4的另一端分别接地，电流互感器[1]的两输出端还分别与电源处理电路[2]的二极管D2的阳极、D3的阴极、D1的阳极和D4的阴极电联接，二极管D1、D2的阴极短接后接电容C20的正极和7815的1端，二极管D3、D4的阳极短接后接地并与电容C20的负极、7815的2端相接，7815的3端分别于电容CP5的一端，电容C2 1的正极，7805的1端，ICL7662的一端相连，7805的2端、CP5的另一端、C21的负极、ICL7662的3端、5端、6端接地，7805的3端与射频发射电路[5]的MC2833的8端、9端、10端、11端、V/F转换电路[4]的AD650的8端相连，ICL7662的2端与电容C28的正极相接，C28的负极与ICL7662的4端相接，ICL7662的2端与电阻R24一端相连，R24另一端与电容C29正极相连，C29负极接地，ICL7662的8端输出+15V电压，C29正极输出-15V电压，ICL7662的5端与传感器测温电路[3]的AD595的11端、AD538的6端、AD648的8端及V/F转换电路[4]的AD650的12端相联接，ICL7662的8端分别与传感器测温电路[3]的AD595的7端，AD538的7端，AD648的4端及V/F转换电路[4]的AD650的5端相联接，AD595的8、9端短接，输出到AD538的2端和10端，AD538的2端和10端短接输出到AD648的2端，AD538的4端和15端短接后输出到AD648的6端，AD648的7端分别输出到V/F转换电路[4]的AD650的1端和3端，V/F转换电路4的AD650的8端接到射频发射电路[5]的MC2833的5端，MC2833的12端外接天线，射频接收电路[6]的MC3362的1端外接天线，接收MC283312端发射的信号，MC3362的13端输出解调后的频率信号即温度信号。
专利摘要成套开关设备在线监测接触式温度传感器，包括电流互感器和通过二次侧电流及取样电阻与电流互感器电联接的接触式传感器测温装置，接触式传感器测温装置包括电源处理电路以及与电源处理电路电联接的传感器测温电路、V/F转换电路、射频发射电路，和用于接收射频发射电路5的射频接收电路。本实用新型采用集成电路补偿对热电偶采集的温度信号进行冷端补偿，利用电流互感器从成套开关设备内部产生电源，并采用射频技术对信号进行传输，实现了高低电位的隔离，解决了非接触式温度传感器难以解决的问题，即成套开关设备某些关键发热部位被遮挡，不能用非接触式温度传感器进行测量，只能采用接触式温度传感器直接进行测量。
文档编号G01K7/02GK2697614SQ200420041719
公开日2005年5月4日 申请日期2004年3月30日 优先权日2004年3月30日
发明者荣命哲, 郑义, 王小华, 贾申利 申请人:西安交通大学