專利名稱：電力系統(tǒng)紅外溫度監(jiān)控及預(yù)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)測(cè)溫裝置主要用在易發(fā)熱部分，如高壓母線、大變壓器等，目前大部分溫度測(cè)量還采用接觸式溫度測(cè)量，其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格非常低。但接觸式溫度測(cè)量在安裝調(diào)試方面要求非常嚴(yán)格，特別在帶電安裝、調(diào)試、更換時(shí)危險(xiǎn)性非常大。在數(shù)據(jù)傳輸方面采用有線方式，在高電壓環(huán)境里，在增加或更換傳感器時(shí)非常困難，因?yàn)榘惭b接觸式測(cè)溫傳感器時(shí)必須重新配線。在網(wǎng)絡(luò)管理方面，目前測(cè)溫裝置大都采用傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，其通信時(shí)間長(zhǎng)，采集速度慢。非接觸紅外測(cè)溫儀在技術(shù)上得到迅速發(fā)展，性能不斷完善，功能不斷增強(qiáng)，品種不斷增多，適用范圍也不斷擴(kuò)大，市場(chǎng)占有率逐年增長(zhǎng)。比起接觸式測(cè)溫方法，紅外測(cè)溫有著響應(yīng)時(shí)間快、非接觸、使用安全及使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。但現(xiàn)在的紅外測(cè)溫裝置存在如下缺點(diǎn)1、易受環(huán)境因素影響(電磁電場(chǎng)干擾，環(huán)境溫度，空氣中的灰塵等)。2、對(duì)于光亮或者拋光的金屬表面的測(cè)溫讀數(shù)影響較大。3、只限于測(cè)量物體外部溫度，不方便測(cè)量物體內(nèi)部和存在障礙物時(shí)的溫度。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種電力系統(tǒng)紅外溫度監(jiān)控及預(yù)警裝置，它采用紅外非接觸溫度測(cè)量技術(shù)，可快速、準(zhǔn)確地對(duì)電力系統(tǒng)裝置進(jìn)行測(cè)溫。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是紅外測(cè)溫探測(cè)器通過(guò)放大電路及帶通濾波器與無(wú)線發(fā)射模塊連接；接收模塊與數(shù)據(jù)處理集成電路連接，數(shù)據(jù)處理集成電路的I/O端口與主單片機(jī)的Pa0-Pa7端口連接，鍵盤顯示電路并口與主單片機(jī)的PbO — Pb7數(shù)據(jù)端口連接，與上位機(jī)的通信采用485通信接口，數(shù)據(jù)處理集成電路與主單片機(jī)TR2、TX2接口相連，與上位機(jī)采用Modbus規(guī)約，高速光耦與主單片機(jī)PC 口連接，輸出通過(guò)繼電器驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路。本實(shí)用新型的有益效果是1、采用紅外非接觸測(cè)量響應(yīng)時(shí)間快、非接觸、使用安全及使用壽命長(zhǎng)。2、傳感器到接收裝置間數(shù)據(jù)傳輸采用無(wú)線傳輸，避免了現(xiàn)場(chǎng)配線走線難問(wèn)題，使現(xiàn)場(chǎng)安裝更方便。3、在信號(hào)處理電路中加了補(bǔ)償電路，大大減少了測(cè)量溫度受環(huán)境因素影響。4、為了能夠準(zhǔn)確測(cè)量被測(cè)點(diǎn)，我們?cè)跍y(cè)量頭上安裝了激光準(zhǔn)直裝置，大大提高了被測(cè)點(diǎn)的精準(zhǔn)性。5、組網(wǎng)方面采用傳感網(wǎng)技術(shù)增加了數(shù)據(jù)傳輸處理速度，特別在HRTS算法的時(shí)間同步技術(shù)應(yīng)用上大大提高了系統(tǒng)的實(shí)用性及網(wǎng)絡(luò)的魯棒性。


[0014]圖1是本實(shí)用新型紅外測(cè)溫原理圖；[0015]圖2是本實(shí)用新型電路原理框圖；[0016]圖3是本實(shí)用新型無(wú)線發(fā)射等效電路圖；[0017]圖4是本實(shí)用新型無(wú)線接收等效電路；[0018]圖5是本實(shí)用新型CPU主控電路圖。
具體實(shí)施方式
[0019]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述[0020]如圖1所示，光學(xué)系統(tǒng)采用聚光鏡，探測(cè)器采用紅外溫度傳感器。其測(cè)溫原理如下[0021]根據(jù)斯特藩一玻耳茲曼定理黑體的輻出度Pb(T)與溫度T的四次方成正比即物體的熱輻射測(cè)溫的數(shù)學(xué)描述[0022][0023]由普朗克公式可推導(dǎo)出輻射體溫度與檢測(cè)電壓之間的關(guān)系式[0024]V=Ra ε σ T4=KT4 (4)[0025]式中K=Ra ε σ，由實(shí)驗(yàn)確定，定標(biāo)時(shí)ε取I[0026]T 一被測(cè)物體的絕對(duì)溫度R——探測(cè)器的靈敏度[0028]a——與大氣衰減距離有關(guān)的常數(shù)[0029]ε——輻射率[0030]σ —斯蒂芬一玻耳茲曼常數(shù)[0031]因此，可以通過(guò)檢測(cè)電壓而確定被測(cè)物體的溫度，上式表明探測(cè)器輸出信號(hào)與目標(biāo)溫度呈非線性關(guān)系，V與T的四次方成正比，所以要進(jìn)行線性化處理。線性化處理后得到物體的表觀溫度，需進(jìn)行輻射率修正為真實(shí)溫度，[0032]其校正式為[0033]r = -^= (5)φ(Τ)[0034]式中Tr——福射溫度(表觀溫度)[0035]ε⑴——福射率，取O.1 O. 9[0036]由于調(diào)制片輻射信號(hào)的影響，輻射率修正后的真實(shí)溫度為高于環(huán)境的溫度，還必須作環(huán)溫補(bǔ)償，即真實(shí)溫度加上環(huán)溫才能最終得到被測(cè)物體的實(shí)際溫度。[0037]如圖2、3、4、5所示，Q是開(kāi)關(guān)管、C是電容、R是電阻、L是電感線圈。[0038]通過(guò)紅外測(cè)溫探測(cè)器來(lái)采集溫度信號(hào)，溫度信號(hào)經(jīng)過(guò)放大電路及帶通濾波器LMS87對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大濾波，其中運(yùn)用了高性能放大器0p37設(shè)計(jì)了溫度補(bǔ)償電路溫度信號(hào)進(jìn)行溫度補(bǔ)償。放大濾波后的溫度信號(hào)通過(guò)CC2430無(wú)線發(fā)射模塊傳輸出去，CC2430是集于單片機(jī)的高性能無(wú)線發(fā)射模塊，溫度信號(hào)數(shù)據(jù)線連接單片機(jī)通信接口。通過(guò)CC2431接收模塊將采集裝置的數(shù)據(jù)接收過(guò)來(lái)，通過(guò)數(shù)據(jù)處理集成電路EMP7812E將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，把串行數(shù)據(jù)變成并行數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)處理集成電路EMP7812E的I/O端口把數(shù)據(jù)送到主單片機(jī)8位數(shù)據(jù)端口(Pa0-Pa7)，主單片機(jī)選用ATMEGA128A其目的是可以大大提高信號(hào)處理及通信速度。時(shí)鐘電路選用SD21201API模塊，由它為裝置提供準(zhǔn)確時(shí)鐘信息，接口方式為SPI接口方式。存儲(chǔ)電路芯片選用C2401，它有2KB的存儲(chǔ)量，接口為I2C接口方式。鍵盤顯示電路選用7289BS芯片，采用并行方式，7289BS芯片的并口與主單片機(jī)的PbO — Pb7數(shù)據(jù)端口連接。與上位機(jī)的通信采用485通信接口，MAX3535E芯片與主單片機(jī)TR2、TX2接口相連，與上位機(jī)采用Modbus規(guī)約。報(bào)警信號(hào)選用高速光耦PLC127與主單片機(jī)PC 口連接作為報(bào)警信號(hào)輸出，輸出通過(guò)繼電器HF115F-A驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路。
權(quán)利要求1. 一種電力系統(tǒng)紅外溫度監(jiān)控及預(yù)警裝置，其特征是紅外測(cè)溫探測(cè)器通過(guò)放大電路及帶通濾波器與無(wú)線發(fā)射模塊連接；接收模塊與數(shù)據(jù)處理集成電路連接，數(shù)據(jù)處理集成電路的I/o端口與主單片機(jī)的 Pa0-Pa7端口連接，鍵盤顯示電路并口與主單片機(jī)的PbO — Pb7數(shù)據(jù)端口連接，與上位機(jī)的通信采用485通信接口，數(shù)據(jù)處理集成電路與主單片機(jī)TR2、TX2接口相連，與上位機(jī)采用 Modbus規(guī)約，高速光耦與主單片機(jī)PC 口連接，輸出通過(guò)繼電器驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路。
專利摘要一種電力系統(tǒng)紅外溫度監(jiān)控及預(yù)警裝置，屬于電力設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，其特征是紅外測(cè)溫探測(cè)器通過(guò)放大電路及帶通濾波器與無(wú)線發(fā)射模塊連接；接收模塊與數(shù)據(jù)處理集成電路連接，數(shù)據(jù)處理集成電路的I/O端口與主單片機(jī)的Pa0-Pa7端口連接，鍵盤顯示電路并口與主單片機(jī)的Pb0—Pb7數(shù)據(jù)端口連接。有益效果是1、測(cè)量響應(yīng)時(shí)間快、非接觸、使用安全及使用壽命長(zhǎng)。2、避免了現(xiàn)場(chǎng)配線走線難問(wèn)題，使現(xiàn)場(chǎng)安裝更方便。3、大大減少了測(cè)量溫度受環(huán)境因素影響。4、大大提高了被測(cè)點(diǎn)的精準(zhǔn)性。5、組網(wǎng)方面采用傳感網(wǎng)技術(shù)增加了數(shù)據(jù)傳輸處理速度。
文檔編號(hào)G01J5/00GK202836767SQ20122053551
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者韓文輝, 孫道裕 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春市中申電氣有限責(zé)任公司