專利名稱：抗電磁干擾智能無(wú)線測(cè)溫器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子測(cè)量領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電力行業(yè)經(jīng)常發(fā)生電力電纜和設(shè)備因過(guò)熱而引起火災(zāi)，通過(guò)事故的分析，其直接原因是電纜中間接頭制作質(zhì)量不良、接觸電阻過(guò)大、用電負(fù)荷過(guò)大等因素造成。統(tǒng)計(jì)表明建設(shè)10年后的變電站，基建時(shí)制作的電纜頭90%以上均因質(zhì)量不良引發(fā)故障而更換。因此， 測(cè)量和監(jiān)視高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)接頭的溫度，是避免重大事故發(fā)生及控制故障惡化的有力手段， 對(duì)于保證高壓開(kāi)關(guān)柜的正常運(yùn)行，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和自動(dòng)化程度具有非常重要的意義。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是通過(guò)對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)各個(gè)結(jié)構(gòu)溫度來(lái)達(dá)到檢測(cè)高壓開(kāi)關(guān)柜安全性的抗電磁干擾的智能無(wú)線測(cè)溫器。本實(shí)用新型溫度傳感器接收到被測(cè)物體的信號(hào)后，傳輸給處理器A處理后通過(guò)激光器和光敏元件發(fā)射，再通過(guò)光信號(hào)傳輸給下一個(gè)激光器和光敏元件，然后送入處理器B 進(jìn)行處理，最后將數(shù)據(jù)發(fā)送給工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，溫度傳感器和處理器A外有屏蔽外殼。本實(shí)用新型由高能電池供電，輸入端的用光電耦合電路可有效減小干擾信號(hào)的影響。測(cè)溫器采用全數(shù)字方式工作，溫度傳感器附著在發(fā)熱點(diǎn)上(高壓母線或高壓開(kāi)關(guān))，并由一段屏蔽數(shù)據(jù)線和激光數(shù)據(jù)變換器相連接(溫度傳感器和數(shù)據(jù)變換器一起稱為無(wú)線測(cè)溫器)，線測(cè)溫器最終把溫度信號(hào)通過(guò)無(wú)線方式發(fā)送給控制中心，該測(cè)溫器附著在高壓母線或高壓開(kāi)關(guān)上并長(zhǎng)期工作在高壓環(huán)境中。系統(tǒng)采用短程無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的方式，多個(gè)測(cè)溫終端分布在無(wú)線匯聚終端的周圍，在有效的通訊范圍內(nèi)可以隨意添加、刪除、移動(dòng)測(cè)溫終端。無(wú)線匯集終端則安裝在控制中心，控制中心計(jì)算機(jī)軟件實(shí)時(shí)監(jiān)控每個(gè)點(diǎn)溫度的變化，實(shí)現(xiàn)足不出戶掌握整個(gè)高壓系統(tǒng)的發(fā)熱狀況，進(jìn)而做出正確的決策。

圖I是本實(shí)用新型示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型溫度傳感器8接收到被測(cè)物體9的信號(hào)后，傳輸給處理器A7處理后通過(guò)激光器5和光敏元件3發(fā)射，再通過(guò)光信號(hào)4傳輸給下一個(gè)激光器和光敏元件，然后送入處理器B2進(jìn)行處理，最后將數(shù)據(jù)發(fā)送給工業(yè)控制計(jì)算機(jī)I，溫度傳感器8和處理器A7外有屏蔽外殼6。本實(shí)用新型的操作過(guò)程是[0010]a、系統(tǒng)上電，開(kāi)機(jī)啟動(dòng)；b、系統(tǒng)自我檢測(cè)各個(gè)部件工作狀態(tài)，并將檢測(cè)狀態(tài)標(biāo)示在各個(gè)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)位上，檢測(cè)正常標(biāo)示為I，不正常標(biāo)示為0 ;C、利用溫度傳感器獲得被測(cè)物表面的溫度數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)為模擬信號(hào)；d、電壓變化量被處理器A采集并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；e、數(shù)字化的溫度信號(hào)通過(guò)激光器的亮或者滅發(fā)射并由遠(yuǎn)端的光敏元件接收；f、處理器B將光敏元件傳遞來(lái)的高低電平的變化量還原為對(duì)應(yīng)的的溫度信號(hào)；g、將獲得的溫度信號(hào)通過(guò)連接到處理器B上的激光器發(fā)射，并由連接在處理器A 上的光敏元件接收；h、處理器A將從溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)與處理器B反饋回來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比， 如果數(shù)據(jù)相同，則表示傳輸過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)錯(cuò)誤；i.此時(shí)處理器A可給處理器B發(fā)出命令，令處理器B將溫度數(shù)據(jù)上傳到工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。
以下結(jié)合附圖做具體的描述(I)系統(tǒng)上電，開(kāi)機(jī)啟動(dòng)。(2)系統(tǒng)自我檢測(cè)各個(gè)部件工作狀態(tài)，并將檢測(cè)狀態(tài)標(biāo)示在各個(gè)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)位上。檢測(cè)正常標(biāo)示為1，不正常標(biāo)示為O。如11111110,標(biāo)示為其中最后一個(gè)檢測(cè)的功能部件工作不正常。如果有啟動(dòng)不正常的部件，則要求系統(tǒng)重新啟動(dòng)。(3)DS18B20型溫度傳感器。測(cè)量溫度范圍為-55° C +125° C。(4)TMS2407型dsp處理芯片，高抗干擾及穩(wěn)定性的工業(yè)用數(shù)據(jù)處理芯片。將采集到的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為0和I代表的2進(jìn)制數(shù)據(jù)。如25度表示為10011100。(5)DFB_LD型激光器。利用激光的抗干擾和可無(wú)線遠(yuǎn)程傳輸特性來(lái)解決電磁干擾問(wèn)題。(6)光電二極管硅光電池KDP6004A。(7) TMS2407型dsp處理芯片。將采集到的10011100 二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為25度。(8)如對(duì)應(yīng)溫度25度編碼為10011100，通過(guò)光學(xué)部件發(fā)射給信號(hào)處理芯片B并反饋回來(lái)的信號(hào)相對(duì)比，如果反饋回來(lái)的信號(hào)為10011100則表示數(shù)據(jù)相等，信號(hào)處理芯片B 收到的信號(hào)正確。如果反饋回來(lái)的信號(hào)不是10011100，則表示數(shù)據(jù)不等。此時(shí)要求信號(hào)處理芯片A重新發(fā)送收據(jù)。(9)遠(yuǎn)方監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)。監(jiān)控人員用此計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)被測(cè)物體溫度變化。如果有異常此計(jì)算機(jī)報(bào)警提示相關(guān)人員。I、啟動(dòng)系統(tǒng)。2、系統(tǒng)自我檢測(cè)，如檢測(cè)錯(cuò)誤則重新啟動(dòng)。(系統(tǒng)檢測(cè)是為了保證各個(gè)功能部件工作正常。)系統(tǒng)自我檢測(cè)各個(gè)部件工作狀態(tài)，并將檢測(cè)狀態(tài)標(biāo)示在各個(gè)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)位上。檢測(cè)正常標(biāo)示為I，不正常標(biāo)示為O。例如11111110,標(biāo)示為其中最后一個(gè)檢測(cè)的功能部件工作不正常。如果有啟動(dòng)不正常的部件，則要求系統(tǒng)重新啟動(dòng)。各個(gè)部件包括溫度傳感器，信號(hào)處理芯片A、B。3、利用溫度傳感器獲得被測(cè)物表面的溫度數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)為模擬信號(hào)。(模擬信號(hào)是連續(xù)的電壓變化量。)溫度傳感器測(cè)量的是物體的表面溫度，溫度傳感器的數(shù)據(jù)線輸出的是一個(gè)0-5伏特的電壓值，不同的電壓值代表的是不同的溫度。由于電壓值是連續(xù)的，所以說(shuō)該數(shù)據(jù)為模擬信號(hào)。4、電壓變化量被處理器A采集并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。(數(shù)字信號(hào)是高、低電平的變化，可用0、1來(lái)表示。)該過(guò)程是為了產(chǎn)生能夠便于激光器傳輸數(shù)據(jù)的光源亮或者滅來(lái)代表的溫度值。這樣是為了利用激光的抗干擾性和遠(yuǎn)距離無(wú)線傳輸?shù)奶匦詠?lái)傳遞信息。由于各種信號(hào)處理芯片只能處理數(shù)字信號(hào)，換句話說(shuō)就是各種信號(hào)處理芯片工作時(shí)是用0和I不同組合來(lái)表示各種操作與運(yùn)算，所以必須將“3”中提到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為以0和I來(lái)表示的數(shù)字信號(hào)，例如3伏特的電壓值表示為1100 0000。所謂的I就是5伏特的電壓，0就是 0伏特的電壓。以此方式傳遞數(shù)據(jù)不容易受到外界干擾的影響。因?yàn)橥饨绺蓴_很難將5伏特的電壓與0伏特的電壓值混合在一起，只要是高于2. 7伏特的電壓，處理器就默認(rèn)為是5V 用I表示，低于2.7伏特的電壓，處理器就默認(rèn)為OV用0表示。如果用模擬量表示溫度，則外界的干擾使傳感器輸出的電壓值略微有變化，則電壓值所代表的溫度值就變化了。5、數(shù)字化的溫度信號(hào)通過(guò)激光器的亮或者滅發(fā)射并由遠(yuǎn)端的光敏元件接收。(光敏元件可以將光的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化。)激光器傳輸數(shù)據(jù)利用激光器的發(fā)光和不發(fā)光的方式代表I和0更為簡(jiǎn)單也更加穩(wěn)定，進(jìn)一步提升了抗干擾的能力。這樣就可以利用激光的高穩(wěn)定性將數(shù)據(jù)傳遞到更遠(yuǎn)的地方。6、處理器B將光敏元件傳遞來(lái)的高低電平的變化量還原為對(duì)應(yīng)的的溫度信號(hào)。 (4、5、6步驟是數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程。)由于利用數(shù)字方式以及激光來(lái)傳遞數(shù)據(jù)，因此極大的提高了抗干擾能力。7、將獲得的溫度信號(hào)通過(guò)連接到處理器B上的激光器發(fā)射，并由連接在處理器A 上的光敏元件接收。(此為數(shù)據(jù)反饋過(guò)程。)由于是在非實(shí)驗(yàn)室工作環(huán)境中運(yùn)行，工作環(huán)境有各種不確定性。所以信號(hào)傳遞的過(guò)程有微小的幾率會(huì)出現(xiàn)誤差，為了避免出現(xiàn)誤差，要將發(fā)射出去的信號(hào)傳回到接收信號(hào)的處理芯片中進(jìn)行比較，以便判斷傳遞過(guò)程中數(shù)據(jù)是否發(fā)生了變化。此過(guò)程是為了提高無(wú)線測(cè)溫器的穩(wěn)定性。8、處理器A將從溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)與處理器B反饋回來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。 如果數(shù)據(jù)相同，則表示傳輸過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)錯(cuò)誤。此時(shí)處理器A可給處理器B發(fā)出命令，令處理器B將溫度數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)(或者可以說(shuō)是在遠(yuǎn)方各種監(jiān)控儀器數(shù)據(jù)匯總、處理和顯示的計(jì)算機(jī)。一般是中央控制機(jī)房值班員的計(jì)算機(jī))上。如果處理器A從溫度傳感器中獲得的數(shù)據(jù)與處理器B反饋回來(lái)的數(shù)據(jù)對(duì)比的結(jié)果不相等。則重新從溫度傳感器采集數(shù)據(jù)并順序執(zhí)行4、5、6、7、8步驟重新發(fā)射并效驗(yàn)數(shù)據(jù)。安裝要求I、溫度數(shù)據(jù)采集端應(yīng)緊貼被測(cè)物表面，不能留有間隙。以保證獲得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。2、數(shù)據(jù)采集部分與數(shù)據(jù)接收部分之間是通過(guò)光信號(hào)傳遞。所以應(yīng)避免安裝在經(jīng)常有人員或物體經(jīng)過(guò)的地方。防止光信號(hào)被遮擋。3、數(shù)據(jù)采集端的金屬屏蔽外殼是為了防止外界電場(chǎng)或磁場(chǎng)對(duì)數(shù)據(jù)采集過(guò)程的干擾，因此應(yīng)保證外殼的良好接地并避免帶電體的直接接觸。
權(quán)利要求1.一種抗電磁干擾的智能無(wú)線測(cè)溫器，其特征在于溫度傳感器(8)接收到被測(cè)物體 (9 )的信號(hào)后，傳輸給處理器A (7 )處理后通過(guò)激光器(5 )和光敏元件(3 )發(fā)射，再通過(guò)光信號(hào)(4)傳輸給下一個(gè)激光器和光敏元件，然后送入處理器B (2)進(jìn)行處理，最后將數(shù)據(jù)發(fā)送給工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(I)，溫度傳感器(8 )和處理器A (7 )外有屏蔽外殼(6 )。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種抗電磁干擾智能無(wú)線測(cè)溫器，溫度傳感器接收到被測(cè)物體的信號(hào)后，傳輸給處理器A處理后通過(guò)激光器和光敏元件發(fā)射，再通過(guò)光信號(hào)傳輸給下一個(gè)激光器和光敏元件，然后送入處理器B進(jìn)行處理，最后將數(shù)據(jù)發(fā)送給工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，溫度傳感器和處理器A外有屏蔽外殼。無(wú)線匯集終端則安裝在控制中心，控制中心計(jì)算機(jī)軟件實(shí)時(shí)監(jiān)控每個(gè)點(diǎn)溫度的變化，實(shí)現(xiàn)足不出戶掌握整個(gè)高壓系統(tǒng)的發(fā)熱狀況，進(jìn)而做出正確的決策。
文檔編號(hào)G01K1/02GK202350928SQ20112042087
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者張仲先, 曾皓陽(yáng), 王偉文, 陽(yáng)薇 申請(qǐng)人:東北電網(wǎng)有限公司哈爾濱超高壓局