一種電力設(shè)備光纖式溫度監(jiān)測(cè)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電力設(shè)備光纖式溫度監(jiān)測(cè)電路，包括環(huán)境溫濕度采集模塊、3路熒光光纖溫度采集模塊、信號(hào)隔離保護(hù)模塊、信號(hào)電平轉(zhuǎn)換模塊和電源模塊。所述信號(hào)隔離保護(hù)模塊輸入端與環(huán)境溫濕度采集模塊、3路熒光光纖溫度采集模塊相連，輸出端與信號(hào)電平轉(zhuǎn)換模塊相連，所述電源模塊為監(jiān)測(cè)電路提供電源。本模塊采用新型的接觸式熒光光纖測(cè)溫法對(duì)電力設(shè)備電連接處進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，測(cè)量誤差小，測(cè)量范圍廣，有效避免電磁干擾。
【專利說明】一種電力設(shè)備光纖式溫度監(jiān)測(cè)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力設(shè)備溫度監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種電力設(shè)備光纖式溫度監(jiān)測(cè)電路。

【背景技術(shù)】
[0002]電力設(shè)備高壓部分的導(dǎo)電連接需要承載很大的工作電流，尤其在電力系統(tǒng)故障時(shí)，電流可能達(dá)到數(shù)千安培。電連接處會(huì)因?yàn)閴m土沉積、空氣污染和電磨損引起接觸表面劣化，從而導(dǎo)致溫升過高而引起電器設(shè)備故障，因此對(duì)在線監(jiān)測(cè)電連接處溫升狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)很有必要。
[0003]目前溫度監(jiān)測(cè)的方法雖然較多，但是很多情況下由于高壓、高溫、強(qiáng)電磁環(huán)境的影響，使得傳統(tǒng)的熱電阻、熱電偶測(cè)量方式無法實(shí)現(xiàn)，需要尋求替代方法。紅外測(cè)溫法雖然能夠保證高低電位的隔離，但其測(cè)溫距離和測(cè)溫視角都有較嚴(yán)格的限制。而熒光光纖測(cè)溫法，其光纖傳輸損耗低、機(jī)械強(qiáng)度高又不帶電，抗電磁干擾能力極強(qiáng)，無論是短距離或長(zhǎng)距離傳輸使用均十分方便，且價(jià)格相對(duì)便宜。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型提供一種電力設(shè)備光纖式溫度監(jiān)測(cè)電路，包括環(huán)境溫濕度采集模塊、3路熒光光纖溫度采集模塊、信號(hào)隔離保護(hù)模塊、信號(hào)電平轉(zhuǎn)換模塊和電源模塊，其特征在于:
[0005]所述3路熒光光纖溫度采集模塊，包括3路溫度信號(hào)UART輸入通道；所述環(huán)境溫濕度采集模塊，包括I路RS485環(huán)境溫濕度信號(hào)輸入通道；所述3路熒光光纖溫度采集模塊和所述環(huán)境溫濕度采集模塊分別依次連接信號(hào)隔離保護(hù)模塊、信號(hào)電平轉(zhuǎn)換模塊；其中，所述3路熒光光纖溫度采集模塊至少包括基于熒光壽命的熒光光纖溫度傳感器；
[0006]所述信號(hào)隔離保護(hù)模塊，包括限壓保護(hù)部分和隔離部分，限壓保護(hù)部分為雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管，隔離部分為磁耦合隔離器；
[0007]所述信號(hào)電平轉(zhuǎn)換模塊，包括針對(duì)環(huán)境溫濕度采集模塊的RS485轉(zhuǎn)TTL電平的電平轉(zhuǎn)換模塊和針對(duì)3路熒光光纖溫度采集模塊的RS232轉(zhuǎn)TTL電平的電平轉(zhuǎn)換模塊。
[0008]所述電源模塊為監(jiān)測(cè)電路各個(gè)模塊供電。
[0009]可選的，所述環(huán)境溫濕度采集模塊、3路熒光光纖溫度采集模塊包括傳感器和信號(hào)傳輸線，其信號(hào)傳輸線分別為光纖和四芯屏蔽電纜。
[0010]可選的，所述電源模塊包括針對(duì)信號(hào)電平轉(zhuǎn)換模塊、環(huán)境溫濕度采集模塊和3路熒光光纖溫度采集模塊的隔離供電單元。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:采用熒光光纖測(cè)溫，其光纖傳輸損耗低、光譜頻段寬、機(jī)械強(qiáng)度高又不帶電，無論是短距離或遠(yuǎn)距離傳輸使用均十分方便；抗電磁干擾能力強(qiáng)，信號(hào)采集、信號(hào)隔離保護(hù)，信號(hào)電平轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)都有效的防止了電磁干擾?？偠灾?，本實(shí)用新型所述的裝置適用性廣，測(cè)量精度高，測(cè)量范圍較大，隔離性好，抗電磁干擾能力強(qiáng)，容易實(shí)現(xiàn)，適合于工程實(shí)際應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的監(jiān)測(cè)電路結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0014]如圖1所示，一種電力設(shè)備光纖式溫度監(jiān)測(cè)電路，包括環(huán)境溫濕度采集模塊、3路熒光光纖溫度采集模塊、信號(hào)隔離保護(hù)模塊、信號(hào)電平轉(zhuǎn)換模塊和電源模塊。
[0015]本實(shí)用新型的溫度采集模塊采用新型熒光式溫度傳感器，即基于熒光壽命的熒光光纖溫度傳感器。
[0016]溫度信號(hào)采集模塊由采集部分和傳輸部分組成，其熒光式溫度采集部分是可選的，可選擇西安固泰公司的VT-PZW或北京東方銳擇公司的FFTM-HP等。傳輸部分有較強(qiáng)的抗電磁干擾、高壓絕緣性能:3路熒光光纖溫度監(jiān)測(cè)采集模塊采用光纖傳輸光信號(hào)，幾乎不受電磁干擾，并且穩(wěn)定可靠，耐受腐蝕；環(huán)境溫濕度采集模塊的信號(hào)輸出采用四芯同軸電纜，也能有效的降低外部電磁環(huán)境的干擾。
[0017]信號(hào)隔離保護(hù)模塊包括限壓保護(hù)部分和隔離部分，限壓保護(hù)部分為雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管P6KE6.8CA，保護(hù)采集模塊和信號(hào)處理模塊相互間不受高電壓的干擾；熒光式測(cè)溫隔離部分為磁耦合隔離器ADUM1201芯片，切斷與下一部分電的連接。較佳的，環(huán)境溫濕度測(cè)量隔離部分為ADUM2483芯片，該芯片集電平轉(zhuǎn)換與隔離功能為一體。
[0018]信號(hào)電平轉(zhuǎn)換模塊取決于信號(hào)米集模塊的輸出電平及后續(xù)的信號(hào)處理及其顯不環(huán)節(jié)的選取，保證兩者之間能夠通信正常。若由單片機(jī)接收信號(hào)，且3路熒光式溫度采集部分輸出為RS232電平，需添加電平轉(zhuǎn)換單元，例如由MAK221E芯片進(jìn)行UART 口的RS232電平至TTL電平的轉(zhuǎn)換，若采集部分輸出為TTL電平則不需轉(zhuǎn)換。類似的，如果環(huán)境溫濕度采集模塊的輸出信號(hào)需要進(jìn)行TTL電平轉(zhuǎn)換，所述信號(hào)電平轉(zhuǎn)換模塊也可以另外包括相應(yīng)的電平轉(zhuǎn)換單元?？蛇x的，環(huán)境溫濕度RS485信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換單元也可以在信號(hào)隔離保護(hù)環(huán)節(jié)設(shè)置，例如前文提及的ADUM2483芯片。
[0019]采用本實(shí)用新型的采集裝置完成信號(hào)的采集后，后續(xù)可以通過其他設(shè)備方便后期應(yīng)用，這些應(yīng)用包括信號(hào)通過CAN總線和RS485接口傳輸給顯示設(shè)備或其他設(shè)備(例如上位機(jī))，本實(shí)用新型對(duì)此不予贅述。例如，采集裝置可以進(jìn)一步連接液晶顯示屏，以此顯示采集到的溫度信息。
[0020]示例性的，電源模塊供電方式如下，由電壓轉(zhuǎn)換芯片MIC29301將+5V轉(zhuǎn)成+3.3V給STM32及周圍電路供電，由電壓轉(zhuǎn)換芯片WRB1205P將+12V轉(zhuǎn)+5V給3路熒光光纖模塊供電，而+5V的供電電壓經(jīng)過互感線圈RN102-1-02和高壓瓷片電容MV62-14K25隔離得到+5V_0UT給環(huán)境溫濕度模塊供電，保證各級(jí)電源相互間不干擾。
[0021]綜上所述，本實(shí)用新型的電力設(shè)備溫度監(jiān)測(cè)電路具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)完成電力設(shè)備電連接處溫度的在線監(jiān)測(cè)；(2)適用范圍廣，除了電力設(shè)備電連接處溫度監(jiān)測(cè)外，還可應(yīng)用于醫(yī)療、石油化工、食品加工等多種領(lǐng)域；(3)抗電磁干擾能力強(qiáng)，信號(hào)采集上采用新型的接觸式的熒光光纖溫度法，信號(hào)傳輸采用光纖和四芯屏蔽電纜；(4)采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，方便與其他監(jiān)測(cè)電路(絕緣監(jiān)測(cè)，狀態(tài)監(jiān)測(cè))連接并組成全套電力設(shè)備監(jiān)測(cè)裝置；(5)便于后期采用軟硬件相結(jié)合的方式消除電磁干擾?？偠灾?，本實(shí)用新型所述的裝置適用性廣，測(cè)量范圍較大，隔離性好，抗電磁干擾能力強(qiáng)，容易實(shí)現(xiàn)，適合于工程實(shí)際應(yīng)用。
[0022]本文中對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上說明僅用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種電力設(shè)備光纖式溫度監(jiān)測(cè)電路，包括環(huán)境溫濕度采集模塊、3路熒光光纖溫度采集模塊、信號(hào)隔離保護(hù)模塊、信號(hào)電平轉(zhuǎn)換模塊和電源模塊，其特征在于: 所述3路熒光光纖溫度采集模塊，包括3路溫度信號(hào)UART輸入通道；所述環(huán)境溫濕度采集模塊，包括I路RS485環(huán)境溫濕度信號(hào)輸入通道；所述3路熒光光纖溫度采集模塊和所述環(huán)境溫濕度采集模塊分別依次連接信號(hào)隔離保護(hù)模塊、信號(hào)電平轉(zhuǎn)換模塊；其中，所述3路熒光光纖溫度采集模塊至少包括基于熒光壽命的熒光光纖溫度傳感器； 所述信號(hào)隔離保護(hù)模塊，包括限壓保護(hù)部分和隔離部分，限壓保護(hù)部分為雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管，隔離部分為磁耦合隔離器； 所述信號(hào)電平轉(zhuǎn)換模塊，包括針對(duì)環(huán)境溫濕度采集模塊的RS485轉(zhuǎn)TTL電平的電平轉(zhuǎn)換模塊和針對(duì)3路熒光光纖溫度采集模塊的RS232轉(zhuǎn)TTL電平的電平轉(zhuǎn)換模塊； 所述的電源模塊為監(jiān)測(cè)電路各個(gè)模塊供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)電路，其特征在于，所述環(huán)境溫濕度采集模塊、3路熒光光纖溫度采集模塊包括傳感器和信號(hào)傳輸線，其信號(hào)傳輸線分別為光纖和四芯屏蔽電纜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)電路，其特征在于:所述電源模塊包括針對(duì)信號(hào)電平轉(zhuǎn)換模塊、環(huán)境溫濕度采集模塊和3路熒光光纖溫度采集模塊的隔離供電單元。
【文檔編號(hào)】G01K11/32GK203965069SQ201420316865
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】王小華, 單超, 汪溟, 劉定新, 榮命哲, 楊愛軍 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)