一種帶有無(wú)線組網(wǎng)功能的光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種帶有無(wú)線組網(wǎng)功能的光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)，其包括測(cè)溫模塊、光信號(hào)采集處理模塊與無(wú)線發(fā)射模塊；所述測(cè)溫模塊與所述光信號(hào)采集處理模塊連接，所述測(cè)溫模塊將測(cè)得的光信號(hào)傳送給所述光信號(hào)采集處理模塊，所述光信號(hào)采集處理模塊通過(guò)對(duì)所述光信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理后得到溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至所述無(wú)線發(fā)射模塊，所述無(wú)線發(fā)射模塊將所述溫度數(shù)據(jù)發(fā)送出去。本發(fā)明提供的測(cè)溫模塊采用光纖作為主要結(jié)構(gòu)，具有抗電磁干擾、抗腐蝕、防爆、放雷擊的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)本發(fā)明采用無(wú)線發(fā)射機(jī)將采集到的溫度數(shù)據(jù)用無(wú)線的方式進(jìn)行發(fā)射，不但省去了鋪設(shè)電線的麻煩，也方便進(jìn)行無(wú)線組網(wǎng)。
【專利說(shuō)明】一種帶有無(wú)線組網(wǎng)功能的光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光纖傳感【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種帶有無(wú)線組網(wǎng)功能的光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電力開(kāi)關(guān)柜、斷路器、變頻器、GIS等高壓電力設(shè)備內(nèi)部金屬連接頭是很容易出現(xiàn)接觸不良、插接偏心不正常等情況。這將導(dǎo)致接觸電阻過(guò)大，在大電流下該處發(fā)熱嚴(yán)重，其結(jié)果是接頭溫度異常，加劇接觸面氧化，使得接觸電阻進(jìn)一步增大，形成惡性循環(huán)，發(fā)展到一定階段后，則會(huì)造成嚴(yán)重故障，破壞供電的安全可靠。因此對(duì)接觸頭進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的發(fā)熱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)故障的早期預(yù)測(cè)與報(bào)警對(duì)于保障生命財(cái)產(chǎn)安全極為重要。
[0003]目前高壓電力設(shè)備中測(cè)溫技術(shù)主要有兩種:有源測(cè)溫技術(shù)(典型的例子是無(wú)線測(cè)溫技術(shù)與紅外測(cè)溫技術(shù))、無(wú)源測(cè)溫技術(shù)(典型的例子是光纖測(cè)溫)。兩者都有其缺陷。其中有源測(cè)溫技術(shù)均采用電子式傳感器作為現(xiàn)場(chǎng)傳感單元，現(xiàn)場(chǎng)傳感器帶電，容易受到強(qiáng)磁場(chǎng)與高壓的影響，且長(zhǎng)期工作容易老化，給設(shè)備帶來(lái)安全隱患；無(wú)源測(cè)溫技術(shù)，也就是單純的光纖測(cè)溫技術(shù)，抗電磁干擾，不易老化，但是傳輸?shù)臅r(shí)候因?yàn)椴捎霉饫w構(gòu)造，需要地埋，鋪設(shè)光纜，無(wú)疑增加了人力成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]一種帶有無(wú)線組網(wǎng)功能的光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)，其包括測(cè)溫模塊、光信號(hào)采集處理模塊與無(wú)線發(fā)射模塊；
所述測(cè)溫模塊與所述光信號(hào)采集處理模塊連接，所述測(cè)溫模塊將測(cè)得的光信號(hào)傳送給所述光信號(hào)采集處理模塊，所述光信號(hào)采集處理模塊通過(guò)對(duì)所述光信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理后得到溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至所述無(wú)線發(fā)射模塊，所述無(wú)線發(fā)射模塊將所述溫度數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
[0005]較佳地，所述測(cè)溫模塊包括一測(cè)溫探頭，所述測(cè)溫探頭包括一光纖，所述光纖通過(guò)鍍膜技術(shù)將半導(dǎo)體材料均勻鍍?cè)谄漭S向的橫截端面上。
[0006]較佳地，所述鍍好半導(dǎo)體膜的光纖經(jīng)陶瓷管和航空膠封裝。
[0007]較佳地，所述光信號(hào)采集處理模塊包括光信號(hào)采集板、跨阻放大電路、程控放大電路、AD轉(zhuǎn)換器以及第一 ARM處理器，所述程控放大電路通過(guò)一數(shù)字電位器與所述第一 ARM處理器連接，所述第一 ARM處理器同時(shí)與所述AD轉(zhuǎn)換器連接，所述光信號(hào)采集板、跨阻放大電路、程控放大電路、AD轉(zhuǎn)換器依次連接。
[0008]較佳地，所述跨阻放大電路包括PIN接收管與放大器，所述程控放大器包括一運(yùn)算放大器，所述運(yùn)算放大器采用同相比例輸入的方式，所述數(shù)字電位器具有TWI接口，所述第一 ARM處理器通過(guò)TWI接口連接所述數(shù)字電位器，并通過(guò)所述數(shù)字電位器對(duì)所述運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)進(jìn)行控制。
[0009]較佳地，所述程控放大器輸出信號(hào)至所述AD轉(zhuǎn)換器，并通過(guò)所述第一 ARM處理器的通信接口發(fā)送至所述無(wú)線發(fā)射模塊。
[0010]較佳地，所述第一 ARM處理器為STM32，所述通信接口為RS485。
[0011 ] 較佳地，所述無(wú)線發(fā)射模塊包括RS485接口、第二 ARM處理器以及無(wú)線發(fā)射接口，所述RS485接口接收光信號(hào)采集處理模塊發(fā)送的溫度數(shù)據(jù)，交由所述第二 ARM處理器將溫度數(shù)據(jù)緩存后發(fā)送至所述無(wú)線發(fā)射接口。
[0012]較佳地，其還包括一無(wú)線接收機(jī)，所述無(wú)線接收機(jī)包括一 Zigbee與一智能終端，所述Zigbee與所述智能終端通信連接。
[0013]本發(fā)明提供的測(cè)溫模塊采用光纖作為主要結(jié)構(gòu)，并采用半導(dǎo)體材料的鍍膜技術(shù)與光纖陶瓷管和航空膠封裝技術(shù)，具有抗電磁干擾、抗腐蝕、防爆、放雷擊的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能在高壓電力設(shè)備等惡劣的壞境下穩(wěn)定工作；并且本發(fā)明采用無(wú)線發(fā)射機(jī)將采集到的溫度數(shù)據(jù)用無(wú)線的方式進(jìn)行發(fā)射，不但省去了鋪設(shè)電線的麻煩，也方便進(jìn)行無(wú)線組網(wǎng)，大大提高了系統(tǒng)的靈活性，也方便施工。
[0014]當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的無(wú)線組網(wǎng)功能的光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的光信號(hào)采集處理模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例
[0016]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種帶有無(wú)線組網(wǎng)功能的光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)，其包括測(cè)溫模塊、光信號(hào)采集處理模塊與無(wú)線發(fā)射模塊；
所述測(cè)溫模塊與所述光信號(hào)采集處理模塊連接，所述測(cè)溫模塊將測(cè)得的光信號(hào)傳送給所述光信號(hào)采集處理模塊，所述光信號(hào)采集處理模塊通過(guò)對(duì)所述光信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理后得到溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至所述無(wú)線發(fā)射模塊，所述無(wú)線發(fā)射模塊將所述溫度數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
[0017]所述測(cè)溫模塊包括一測(cè)溫探頭，所述測(cè)溫探頭是通過(guò)鍍膜技術(shù)將半導(dǎo)體材料均勻鍍?cè)诠饫w軸向的橫截端面上，再通過(guò)陶瓷管和航空膠將鍍好半導(dǎo)體膜的光纖封裝成形成的，測(cè)溫探頭與光信號(hào)采集板之間通過(guò)光纖進(jìn)行連接，該連接用的光纖采用耐高溫的聚四氟乙烯材料，光纖的一頭為L(zhǎng)C接頭，連接探頭;另一端為SC接頭，插接到光信號(hào)采集板上。
[0018]如圖2所示，所述光信號(hào)采集處理模塊包括光信號(hào)采集板、跨阻放大電路、程控放大電路、AD轉(zhuǎn)換器以及第一 ARM處理器，所述程控放大電路通過(guò)一數(shù)字電位器與所述第一ARM處理器連接，所述第一 ARM處理器同時(shí)與所述AD轉(zhuǎn)換器連接，所述光信號(hào)采集板、跨阻放大電路、程控放大電路、AD轉(zhuǎn)換器依次連接。
[0019]所述光信號(hào)采集板用于接收測(cè)溫探頭傳來(lái)的光信號(hào)，所述跨阻放大電路包括PIN接收管與放大器，所述程控放大器包括一高精度運(yùn)算放大器，所述高精度運(yùn)算放大器采用同相比例輸入的方式，所述數(shù)字電位器具有TWI接口，所述第一 ARM處理器通過(guò)TWI接口連接所述數(shù)字電位器，并通過(guò)所述數(shù)字電位器對(duì)所述運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)進(jìn)行控制，本實(shí)施例中放大倍數(shù)在I一 256倍之間變化，。
[0020]本實(shí)施例中所述程控放大器輸出信號(hào)至所述AD轉(zhuǎn)換器，并通過(guò)所述第一 ARM處理器通過(guò)通信接口發(fā)送至所述無(wú)線發(fā)射模塊；所述第一 ARM處理器為STM32，所述通信接口為RS485。
[0021]所述無(wú)線發(fā)射模塊包括RS485接口、第二 ARM處理器以及無(wú)線發(fā)射接口，所述RS485接口接收光信號(hào)采集處理模塊發(fā)送的溫度數(shù)據(jù)，交由所述第二 ARM處理器將溫度數(shù)據(jù)緩存后發(fā)送至所述無(wú)線發(fā)射接口，本力中第二 ARM處理器為STM32。
[0022]所述無(wú)線發(fā)射接口上連接有無(wú)線發(fā)射器件Zigbee。
[0023]實(shí)施例二
如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種帶有無(wú)線組網(wǎng)功能的光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)，其包括測(cè)溫模塊、光信號(hào)采集處理模塊與無(wú)線發(fā)射模塊；
所述測(cè)溫模塊與所述光信號(hào)采集處理模塊連接，所述測(cè)溫模塊將測(cè)得的光信號(hào)傳送給所述光信號(hào)采集處理模塊，所述光信號(hào)采集處理模塊通過(guò)對(duì)所述光信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理后得到溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至所述無(wú)線發(fā)射模塊，所述無(wú)線發(fā)射模塊將所述溫度數(shù)據(jù)發(fā)送出去；
其還包括一無(wú)線接收機(jī)，所述無(wú)線接收機(jī)包括一 Zigbee與一智能終端,所述Zigbee與所述智能終端通信連接。
[0024]實(shí)施例二提供的一種帶有無(wú)線組網(wǎng)功能的光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)具體工作過(guò)程為: 將測(cè)溫探頭一端貼在金屬接頭處，一端通過(guò)光纖SC接頭插接在光信號(hào)采集板上，根據(jù)
測(cè)量的點(diǎn)數(shù)確定探頭的數(shù)量與光信號(hào)采集板的數(shù)量，一塊采集板上連接有三個(gè)測(cè)溫探頭。
[0025]測(cè)溫探頭的半導(dǎo)體材料遇到溫度其折射率會(huì)發(fā)生變化，這些變化與溫度建立起一一映射的關(guān)系。激光器發(fā)射的光通過(guò)半導(dǎo)體材料后返回的光信號(hào)攜帶有溫度信息。光信號(hào)接收板接收到光信號(hào)，首先經(jīng)過(guò)PIN接收管將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)跨阻放大電路將信號(hào)放大，同時(shí)做阻抗變換。經(jīng)過(guò)第一次放大的信號(hào)再經(jīng)過(guò)程控放大器將信號(hào)進(jìn)一步放大，以達(dá)到AD轉(zhuǎn)換所需要的電壓。程控放大電路有一片高精度運(yùn)算放大器，采用同相比例輸入的方式，增益電阻固定，反饋電阻通過(guò)數(shù)字電位器進(jìn)行控制，數(shù)字電位器具有TWI接口，與ARM處理器進(jìn)行連接。ARM處理器通過(guò)TWI接口控制數(shù)字電位器，使其放大倍數(shù)為I一256倍之間變化，調(diào)整合適的電壓，輸入到下一級(jí)的AD轉(zhuǎn)換器中。AD采集到的溫度數(shù)據(jù)交由ARM，ARM通過(guò)通信接口將溫度數(shù)據(jù)傳給無(wú)線發(fā)射模塊。
[0026]無(wú)線發(fā)射模塊中的ARM處理器通過(guò)RS485接口接收到光信號(hào)采集板采集到的溫度數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行緩存，然后等待無(wú)線接收機(jī)中PC機(jī)發(fā)射來(lái)的請(qǐng)求上傳信號(hào)。當(dāng)接收到上傳信號(hào)后，ARM處理器將緩存中的溫度數(shù)據(jù)通過(guò)Zigbee無(wú)線發(fā)射模塊發(fā)射出去，同時(shí)無(wú)線接收端接收到Zigbee發(fā)射來(lái)的無(wú)線溫度數(shù)據(jù)，通過(guò)串口的通信方式發(fā)送給上位機(jī)，也就是PC機(jī)。同時(shí)，光信號(hào)采集部分采集到的溫度數(shù)據(jù)，還有報(bào)警數(shù)據(jù)，當(dāng)PC機(jī)發(fā)送請(qǐng)求的時(shí)候一并上傳。其中報(bào)警數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在下位機(jī)的鐵電存儲(chǔ)器中。
[0027]本發(fā)明提供的測(cè)溫模塊采用光纖作為主要結(jié)構(gòu)，并采用半導(dǎo)體材料的鍍膜技術(shù)與光纖陶瓷管和航空膠封裝技術(shù)，具有抗電磁干擾、抗腐蝕、防爆、放雷擊的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能在高壓電力設(shè)備等惡劣的壞境下穩(wěn)定工作；并且本發(fā)明采用無(wú)線發(fā)射機(jī)將采集到的溫度數(shù)據(jù)用無(wú)線的方式進(jìn)行發(fā)射，不但省去了鋪設(shè)電線的麻煩，也方便進(jìn)行無(wú)線組網(wǎng)，大大提高了系統(tǒng)的靈活性，也方便施工。
[0028]以上公開(kāi)的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實(shí)施例并沒(méi)有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的【具體實(shí)施方式】。顯然，根據(jù)本說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說(shuō)明書(shū)選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員能很好地理解和利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書(shū)及其全部范圍和等效物的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種帶有無(wú)線組網(wǎng)功能的光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于，包括測(cè)溫模塊、光信號(hào)采集處理模塊與無(wú)線發(fā)射模塊； 所述測(cè)溫模塊與所述光信號(hào)采集處理模塊連接，所述測(cè)溫模塊將測(cè)得的光信號(hào)傳送給所述光信號(hào)采集處理模塊，所述光信號(hào)采集處理模塊通過(guò)對(duì)所述光信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理后得到溫度數(shù)據(jù)并將所述溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至所述無(wú)線發(fā)射模塊，所述無(wú)線發(fā)射模塊將所述溫度數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
2.如權(quán)利要求1所述的帶有無(wú)線組網(wǎng)的光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)溫模塊包括一測(cè)溫探頭，所述測(cè)溫探頭包括一光纖，所述光纖通過(guò)鍍膜技術(shù)將半導(dǎo)體材料均勻鍍?cè)谄漭S向的橫截端面上。
3.如權(quán)利要求2所述的帶有無(wú)線組網(wǎng)的光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于，所述鍍好半導(dǎo)體膜的光纖經(jīng)陶瓷管和航空膠封裝。
4.如權(quán)利要求1所述的帶有無(wú)線組網(wǎng)的光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于，所述光信號(hào)采集處理模塊包括光信號(hào)采集板、跨阻放大電路、程控放大電路、AD轉(zhuǎn)換器以及第一 ARM處理器，所述程控放大電路通過(guò)一數(shù)字電位器與所述第一 ARM處理器連接，所述第一 ARM處理器同時(shí)與所述AD轉(zhuǎn)換器連接，所述光信號(hào)采集板、跨阻放大電路、程控放大電路、AD轉(zhuǎn)換器依次連接。
5.如權(quán)利要求4所述的帶有無(wú)線組網(wǎng)的光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于，所述跨阻放大電路包括PIN接收管與放大器，所述程控放大器包括一運(yùn)算放大器，所述運(yùn)算放大器采用同相比例輸入的方式，所述數(shù)字電位器具有TWI接口，所述第一 ARM處理器通過(guò)TWI接口連接所述數(shù)字電位器，并通過(guò)所述數(shù)字電位器對(duì)所述運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)進(jìn)行控制。
6.如權(quán)利要求5所述的帶有無(wú)線組網(wǎng)的光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于，所述程控放大器輸出信號(hào)至所述AD轉(zhuǎn)換器，并通過(guò)所述第一 ARM處理器的通信接口發(fā)送至所述無(wú)線發(fā)射模塊。
7.如權(quán)利要求6所述的帶有無(wú)線組網(wǎng)的光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于，所述第一ARM處理器為STM32，所述通信接口為RS485。
8.如權(quán)利要求7所述的帶有無(wú)線組網(wǎng)的光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)線發(fā)射模塊包括RS485接口、第二 ARM處理器以及無(wú)線發(fā)射接口，所述RS485接口接收光信號(hào)采集處理模塊發(fā)送的溫度數(shù)據(jù)，交由所述第二 ARM處理器將溫度數(shù)據(jù)緩存后發(fā)送至所述無(wú)線發(fā)射接口。
9.如權(quán)利要求8所述的帶有無(wú)線組網(wǎng)的光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)線發(fā)射接口上連接有無(wú)線發(fā)射器件Zigbee。
10.如權(quán)利要求1-9中的任一項(xiàng)所述的帶有無(wú)線組網(wǎng)的光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于，其還包括一無(wú)線接收機(jī)，所述無(wú)線接收機(jī)包括一 Zigbee與一智能終端,所述Zigbee與所述智能終端通信連接。
【文檔編號(hào)】G08C17/02GK103776563SQ201310599737
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】王同志, 夏泳, 王玲 申請(qǐng)人:上海華魏光纖傳感技術(shù)有限公司, 國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司本溪供電公司