專利名稱:微型低能耗短信報警無線溫度采集裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及微型低能耗短信報警無線溫度采集裝置，包括帶MCU的NRF24LE1射頻模塊、高溫鋰氬電池、實時時鐘管理模塊和帶GPRS短信功能后臺管理模塊；高溫鋰氬電池電性連接于NRF24LE1射頻模塊；實時時鐘管理模塊和帶GPRS短信功能后臺管理模塊分別信號線連接于NRF24LE1射頻模塊，利用無源溫度開關判斷設備是否處于發(fā)熱狀態(tài)，通過低功耗、長周期實時時鐘定時器對電池供電的微功耗控制，利用溫度采集回路實現(xiàn)對電力斷路器觸頭接觸部分、供電母線連接部分、電力電纜中間接頭部位等超溫部位進行在線監(jiān)測及報警，在溫度開關動作后，或者溫度超過設定值后以短信的形式通知相關人員，可現(xiàn)場安裝、免維護；工作壽命在8?10年；產品價格低廉，組網方式靈活，短信報警針對性強。
【專利說明】
微型低能耗短信報譬無線溫度采集裝置
技術領域
[0001] 本實用新型設及一種溫度采集裝置，尤其設及一種微型低能耗短信報警無線溫度 采集裝置，應用于對電力斷路器觸頭接觸部分、供電母線連接部分、電力電纜中間接頭部位 等超溫部位進行在線監(jiān)測及報警。
【背景技術】
[0002] 目前，對電力斷路器觸頭接觸部分、供電母線連接部分、電力電纜中間接頭部位等 超溫部位進行監(jiān)測最常用方法是用無線溫度采集系統(tǒng)，根據溫度變化，采樣周期一般為2 秒-10分鐘。
[0003] 該系統(tǒng)供電方式一是采用電流互感器供電。優(yōu)點是采樣頻率不受電源容量的影 響;缺點是系統(tǒng)復雜，造價高，在運行設備上安裝成本高，甚至無法安裝。
[0004] 供電方式二是采用耐高溫的裡氣電池供電；優(yōu)點是電池供電產品微型化，安裝方 便;缺點是受電池容量及MCU喚醒定時器最大定時512秒的限制，很難達到8-10年的使用壽 命，電池壽命是最大的瓶頸。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供一種微型 低能耗短信報警無線溫度采集裝置，是一種微型化、壽命長、易于安裝的溫度測量報警裝 置。
[0006] 為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是:微型低能耗短信報警無線溫度 采集裝置，包括帶MCU的NRF2化El射頻模塊、高溫裡氣電池、實時時鐘管理模塊和帶GPRS短 信功能后臺管理模塊;所述高溫裡氣電池電性連接于NRF2化El射頻模塊;所述實時時鐘管 理模塊和帶GPRS短信功能后臺管理模塊分別信號線連接于NRF2化El射頻模塊；所述 NRF24LE1射頻模塊間開設有用于判斷待測物溫度是否發(fā)熱的低溫無源溫度測量開關和高 溫無源溫度測量開關;在所述NRF24LE1射頻模塊內還設有溫度采集回路。
[0007] 作為本實用新型進一步改進的，所述低溫無源溫度測量開關在50-6(TC時開關動 作;所述高溫無源溫度測量開關在90-100°C動作。
[000引作為本實用新型進一步改進的，所述帶MCU的NRF2化El射頻模塊、高溫裡氣電池、 實時時鐘管理模塊、帶GPRS短信功能后臺管理模塊、低溫無源溫度測量開關和高溫無源溫 度測量開關均封裝在銅外殼內。
[0009] 作為本實用新型進一步改進的，所述溫度測量回路采用電源MCU引腳控制方式，具 有引腳一、二、S，標準電阻Rl、R2和熱敏電阻RZ;工作時引腳一輸出高電平，給Rl、R2、RZ供 電，引腳二、S采集標準電阻R2和熱敏電阻RZ電壓。
[0010] 由于上述技術方案的運用，本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點：
[0011] 本實用新型方案的微型低能耗短信報警無線溫度采集裝置，利用無源溫度開關判 斷設備是否處于發(fā)熱狀態(tài)，通過低功耗、長周期實時時鐘定時器對電池供電的微功耗控制， 利用溫度采集回路實現(xiàn)對電力斷路器觸頭接觸部分、供電母線連接部分、電力電纜中間接 頭部位等超溫部位進行在線監(jiān)測及報警，在溫度開關動作后，或者溫度超過設定值后W短 信的形式通知相關人員，可現(xiàn)場安裝、調試簡單;免維護;可靠性高;工作壽命在8-10年;產 品價格低廉，組網方式靈活，短信報警針對性強。
【附圖說明】

[0012] 下面結合附圖對本實用新型技術方案作進一步說明：
[0013] 附圖1為本實用新型的微型低能耗短信報警無線溫度采集裝置的結構示意圖；
[0014] 其中：1、NRF2化El射頻模塊;2、高溫裡氣電池；3、實時時鐘管理模塊;4、帶GPRS短 信功能后臺管理模塊;5、低溫無源溫度測量開關;6、高溫無源溫度測量開關;7、溫度采集回 路。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0016] 如附圖1所示的本實用新型所述的微型低能耗短信報警無線溫度采集裝置，包括 帶MCU的NRF24LE1射頻模塊1、高溫裡氣電池2、實時時鐘管理模塊3和帶GPRS短信功能后臺 管理模塊4;所述高溫裡氣電池2電性連接于NRF24LE1射頻模塊1;所述實時時鐘管理模塊3 和帶GPRS短信功能后臺管理模塊4分別信號線連接于NRF24LE1射頻模塊1;所述NRF24LE1射 頻模塊1間開設有用于判斷待測物溫度是否發(fā)熱的低溫無源溫度測量開關5和高溫無源溫 度測量開關6;在所述NRF24LE1射頻模塊1內還設有溫度采集回路7。
[0017] 通過低溫無源溫度測量開關5和高溫無源溫度測量開關6對電力斷路器觸頭接觸 部分、供電母線連接部分、電力電纜中間接頭部位的溫度檢測主要用來判斷上述部位有無 由于接觸不良導致發(fā)熱現(xiàn)象，如有發(fā)熱及時發(fā)出報警信號;關鍵的判據是否發(fā)熱超溫，然后 才是實際溫度多少;在正常運行中，頻繁的溫度采集沒有必要；只有溫度達到一定值，如規(guī) 定的50攝氏度，意味著該部位存在發(fā)熱隱患，才有必要增加溫度采樣頻率，實時監(jiān)視溫度變 化趨勢。
[0018] 其中判斷設備是否發(fā)熱是實現(xiàn)低功耗的關鍵，確定低能耗方案：
[0019] 1)、在滿足性能的前提下，減少采樣頻率，提高電池壽命。正常運行時，如無發(fā)熱現(xiàn) 象，一般表面溫度與環(huán)境溫度相當。利用兩只無源溫度檢測開關，一只低溫，50-60攝氏度開 關動作;另一只高溫，90-100攝氏度動作;在低溫開關動作前，采樣頻率12小時一次，低溫開 關動作后、高溫開關動作前，采樣頻率5分鐘一次;高溫開關動作后，采樣頻率1分鐘一次； 在溫度開關動作后，或者溫度超過設定值后W短信的形式通知相關人員。
[0020] 2)、選用低能耗MCU無線射頻模塊。無線溫度采集模塊選用帶深度睡眠的MCU模塊， 具有引腳喚醒功能。在深度睡眠時，電流消耗0.5微安，在有引腳喚醒時（如定時器時間到、 溫度開關動作等)進入工作狀態(tài)，進行溫度采集、運算、發(fā)送。
[0021] 3)、優(yōu)化溫度采集回路。溫度采集部分采用熱敏電阻，由MCU模塊引腳控制電源，只 有溫度采集時，引腳輸出高電平，不工作時，引腳輸出低電平，不消耗電能。如附圖1所示:RZ 為熱敏電阻，工作時引腳一輸出高電平，給Rl、R2、RZ供電，引腳二、S采集標準電阻R2和熱 敏電阻RZ電壓，由公式：
[0022]
[0023] 計算熱敏電阻阻值，進而算出溫度。
[0024] 4)、選用低能耗實時時鐘定時管理模塊。由于MCU模塊上的定時喚醒功能最大定時 為512秒，不能滿足低能耗要求。選用美國AMBIQ MICRO公式的AM1805模塊，該?？於〞r時間 0-365天，可編程控制定時時間，輸出方式靈活，正常運行時電流消耗0.05微安；。
[0025] 3、主要技術數據:無線溫度采集模塊采用NRR2化El 24引腳模塊，具有引腳喚醒深 度睡眠功能和12位A/D轉換功能;實時時鐘管理模塊選用目前市場上能耗最低的美國AMBIQ MIC R 0公式的A M18 0 5模塊，該模塊正常工作時電流消耗0.0 5微安。無源溫度測點采用 KSD9700金屬封裝、20mnDc7.5mmx3.5mm模塊，動作溫度誤差± 5攝氏度。
[0026] 整個產品（包括帶MCU的NRF24LE1射頻模塊、高溫裡氣電池、實時時鐘管理模塊、帶 GPRS短信功能后臺管理模塊、低溫無源溫度測量開關和高溫無源溫度測量開關)封裝在銅 外殼內并用耐高溫環(huán)氧樹脂灌封，有效避免強電造成的干擾，尺寸為38mmx30mmx20mm，固定 方式綁扎式。電池選用可耐150攝氏度的高溫裡氣電池，容量800-1600毫安時，設計壽命8- 10年。
[0027] W上僅是本實用新型的具體應用范例，對本實用新型的保護范圍不構成任何限 審IJ。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術方案，均落在本實用新型權利保護范圍之 內。
【主權項】
1. 微型低能耗短信報警無線溫度采集裝置，其特征在于:包括帶MCU的NRF24LE1射頻模 塊、高溫鋰氬電池、實時時鐘管理模塊和帶GPRS短信功能后臺管理模塊;所述高溫鋰氬電池 電性連接于NRF24LE1射頻模塊;所述實時時鐘管理模塊和帶GPRS短信功能后臺管理模塊分 別信號線連接于NRF24LE1射頻模塊;所述NRF24LE1射頻模塊間開設有用于判斷待測物溫度 是否發(fā)熱的低溫無源溫度測量開關和高溫無源溫度測量開關;在所述NRF24LE1射頻模塊內 還設有溫度采集回路。2. 根據權利要求1所述的微型低能耗短信報警無線溫度采集裝置，其特征在于:所述低 溫無源溫度測量開關在50-60°C時開關動作;所述高溫無源溫度測量開關在90-10(TC動作。3. 根據權利要求1或2所述的微型低能耗短信報警無線溫度采集裝置，其特征在于:所 述帶MCU的NRF24LE1射頻模塊、高溫鋰氬電池、實時時鐘管理模塊、帶GPRS短信功能后臺管 理模塊、低溫無源溫度測量開關和高溫無源溫度測量開關均封裝在銅外殼內。4. 根據權利要求1或2所述的微型低能耗短信報警無線溫度采集裝置，其特征在于:所 述溫度測量回路采用電源MCU引腳控制方式，具有引腳一、二、三，標準電阻R1、R2和熱敏電 阻RZ;工作時引腳一輸出高電平，給Rl、R2、RZ供電，引腳二、三采集標準電阻R2和熱敏電阻 RZ電壓。
【文檔編號】G01K13/00GK205719334SQ201620251230
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年3月29日
【發(fā)明人】牟愛政
【申請人】牟愛政