專利名稱：一種二維區(qū)域溫度檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于低壓電器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種二維區(qū)域溫度檢測裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國電力行業(yè)的高速發(fā)展，尤其是智能電網(wǎng)概念的提出，電力系統(tǒng)自動化程度日益提高，對于電力設(shè)備的可靠性要求也越來越高，電力運(yùn)行中的大量參數(shù)都需要進(jìn)行監(jiān)控。溫度作為反映電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的一個重要參數(shù)，對它的檢測也越來越重要。通過檢測電力設(shè)備溫度信息獲取電力設(shè)備的運(yùn)行狀況是進(jìn)行電力系統(tǒng)故障預(yù)報(bào)與診斷的重要手段。其中，對中高壓開關(guān)柜內(nèi)的動靜觸頭、母線、電纜等接頭部位的溫度檢測尤其具有重要的意義，這些部位常因老化或負(fù)載電流過大而發(fā)熱，使相鄰的絕緣部件性能劣化，甚至擊穿而造成事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電力系統(tǒng)發(fā)生事故原因中有相當(dāng)一部分與發(fā)熱問題有關(guān)，因此電力設(shè)備溫度檢測問題已成為電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備安全運(yùn)行所需解決的實(shí)際問題?！鹘y(tǒng)的溫度檢測是在溫度測量點(diǎn)安裝溫度傳感器，通過有線的方式把溫度信息傳送出去。隨著無線技術(shù)的發(fā)展，各種無線測溫的產(chǎn)品相繼出現(xiàn)，該技術(shù)是利用安裝在溫度檢測點(diǎn)的無線溫度傳感器，通過無線發(fā)射的方式把溫度信號發(fā)送給接收裝置。上述的這些電力系統(tǒng)中的溫度測量技術(shù)，不管是有線的還是無線的，都需要在溫度測量點(diǎn)安裝溫度傳感器來實(shí)現(xiàn)溫度檢測，而對于無法安裝溫度傳感器的地方，則無法進(jìn)行溫度測量。后來市場上又出現(xiàn)了可通過紅外技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對溫度測量的產(chǎn)品，紅外測溫的好處是可以不直接接觸測溫點(diǎn)，在一定距離以外就可以測得物體的溫度。但傳統(tǒng)的紅外測溫一般也只能測量某一點(diǎn)的溫度，無法對某一區(qū)域的溫度進(jìn)行測量。鑒此，依然有必要加以改進(jìn)，為此本申請人作了進(jìn)一步的設(shè)計(jì)，下面將要介紹的技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的任務(wù)在于提供一種利用紅外技術(shù)實(shí)現(xiàn)對二維區(qū)域一定范圍內(nèi)的溫度檢測的裝置。本實(shí)用新型的任務(wù)是這樣來完成的，一種二維區(qū)域溫度檢測裝置，其特征在于包括檢測二維區(qū)域溫度的紅外傳感單元、控制所述紅外傳感單元進(jìn)行溫度測量并接收、處理由所述紅外傳感單元檢測到的溫度信號的微控制器單元、根據(jù)微控制器單元的指令進(jìn)行監(jiān)視與操控的監(jiān)控單元和為其他各單元提供電源的電源單元，所述微控制器單元連接紅外傳感單元和監(jiān)控單元，所述紅外傳感單元為一熱電型紅外線陣列傳感器。在本實(shí)用新型的一個具體的實(shí)施例中，所述監(jiān)控單元由操作單元與顯示單元構(gòu)成，所述的操作單元與顯示單元分別與微控制器單元連接。在本實(shí)用新型的另一個具體的實(shí)施例中，所述監(jiān)控單元由通信單元構(gòu)成，所述的通信單元與微控制器單元連接。在本實(shí)用新型的又一個具體的實(shí)施例中，所述監(jiān)控單元由通信單元、操作單元和顯示單元構(gòu)成，所述的通信單元、操作單元和顯示單元分別與微控制器單元連接。[0009]在本實(shí)用新型的再一個具體的實(shí)施例中，所述操作單元與顯示單元可采用鍵盤和顯示模塊的組合或采用觸摸屏。本實(shí)用新型由于采用上述技術(shù)方案，可實(shí)現(xiàn)對一定距離以外的電力系統(tǒng)中電氣元件的溫度測量，還可實(shí)現(xiàn)對一個二維區(qū)域內(nèi)多個目標(biāo)的溫度測量，從而可以減少該區(qū)域內(nèi)溫度傳感器的使用數(shù)量；同時可自定義二維區(qū)域內(nèi)的若干溫度監(jiān)測點(diǎn)，進(jìn)行獨(dú)立的溫度監(jiān)視；還可實(shí)時顯示一個二維區(qū)域內(nèi)的溫度變化情況，直觀方便，實(shí)現(xiàn)了多用途溫度檢測。

圖I為本實(shí)用新型的原理框圖。圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例的原理框圖。圖3為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的原理框圖。圖4為本實(shí)用新型再一實(shí)施例的原理框圖。圖5為本實(shí)用新型的紅外傳感單元的電原理圖。圖6為本實(shí)用新型的微控制器單元的電原理圖。圖7為本實(shí)用新型的操作單元的電原理圖。圖8為本實(shí)用新型的通信單元的電原理圖。
具體實(shí)施方式
為了使公眾能充分了解本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)和有益效果，申請人將在
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
詳細(xì)描述，但申請人對實(shí)施例的描述不是對技術(shù)方案的限制，任何依據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思作形式而非實(shí)質(zhì)的變化都應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。請參閱圖1，一種二維區(qū)域溫度檢測裝置，包括紅外傳感單元、微控制器單元、監(jiān)控單元和電源單元。所述的紅外傳感單元為一熱電型紅外線陣列傳感器，檢測二維區(qū)域的溫度。所述的微控制器單元控制所述紅外傳感單元進(jìn)行溫度測量并接收、處理由所述紅外傳感單元檢測到的溫度信號，同時控制監(jiān)控單元進(jìn)行監(jiān)視與操控。所述的電源單元為其它各單元提供電源。在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述的監(jiān)控單元由操作單元與顯示單元構(gòu)成，請參閱圖2，所述的操作單元與顯示單元分別與微控制器單元連接。在本實(shí)用新型的另一實(shí)施例中，所述的監(jiān)控單元可以是通信單元，所述的通信單元與微控制器單元連接，如圖3所示。請參閱圖4，在本實(shí)用新型的再一實(shí)施例中，所述的監(jiān)控單元還可以由通信單元、操作單元和顯示單元構(gòu)成，所述的通信單元、操作單元和顯示單元分別與微控制器單元連接。請參閱圖5，所述的紅外傳感單元包括紅外線陣列傳感器NI、電阻Rl R4和電容Cl、C2，在本實(shí)用新型中，所述的紅外線陣列傳感器NI為熱電型紅外線陣列傳感器，具體為AMG88系列紅外陣列傳感器。電阻Rl的一端接微處理器單元中的微控制器N2的I腳和紅外線陣列傳感器NI的2腳，電阻R2的一端接微處理器單元中的微控制器N2的44腳和紅外線陣列傳感器NI的3腳，電阻R3的一端接微處理器單元中的微控制器N2的42腳和紅外線陣列傳感器NI的4腳，電阻R4的一端接電容C2的一端，電容C2的另一端接紅外線陣列傳感器NI的10腳，紅外線陣列傳感器NI的12腳接電容Cl的一端，電阻Rl的另一端、電阻R2的另一端、電阻R3的另一端和紅外線陣列傳感器NI的9、13腳共同接直流電源VCC，電阻R4的另一端、電容Cl的另一端和紅外線陣列傳感器NI的6、7腳共同接地。所述的紅外線陣列傳感器NI把一個區(qū)域劃分為若干區(qū)間(像素)的陣列，通過檢測陣列內(nèi)各區(qū)間(像素)上的紅外線量來實(shí)現(xiàn)二維區(qū)域的溫度檢測。所述紅外線陣列傳感器NI可通過I2C總線接口直接輸出表示二維區(qū)域溫度的數(shù)字信號發(fā)送給微處理器單元。請參閱圖6，所述的微控制器單元包括微控制器N2、串轉(zhuǎn)并移位寄存器N3、晶體管VI、電阻R5 R11、電容C3和連接器XI、X2，在本實(shí)用新型中，所述的微控制器N2采用dspIC30F，所述的串轉(zhuǎn)并移位寄存器N3采用MC74HC164。所述電阻R5的一端連接電容C3的一端、連接器Xl的I腳和微控制器N2的18腳，微控制器N2的19腳接電阻R9的一端和連接器X2的4腳，微控制器N2的20腳接電阻RlO的一端和連接器X2的5腳，微控制器N2的21腳接電阻Rll的一端和連接器X2的6腳，連接器X2的7、8腳分別接微控制器N2的22、23腳，連接器X2的9、10、11、12、13、14、15、16腳分別接串轉(zhuǎn)并移位寄存器N3的3、4、5、
6、10、11、12、13腳，連接器X2的20腳接電阻R6的一端，電阻R6的另一端接晶體管Vl的集電極，晶體管Vl的基極接電阻R7的一端和電阻R8的一端，電阻R7的另一端接微控制器N2 的32腳，微控制器N2的24腳接串轉(zhuǎn)并移位寄存器N3的8腳，微控制器N2的27腳接串轉(zhuǎn)并移位寄存器N3的1、2腳，微控制器N2的7、28、40腳、電阻R5的另一端、連接器Xl的2腳、電阻R9的另一端、電阻RlO的另一端、電阻Rl I的另一端、串轉(zhuǎn)并移位寄存器N3的9、14腳、電阻R8的另一端、晶體管Vl的發(fā)射極和連接器X2的2腳共同接直流電源VCC，微控制器N2的6、29、39腳、電容C3的另一端、連接器Xl的3腳、串轉(zhuǎn)并移位寄存器N3的7腳和連接器X2的I、19腳共同接地。所述微控制器單元中的微控制器N2通過I2C總線接口引腳SCL、SDA以及引腳INT與紅外傳感單元連接，控制紅外線陣列傳感器NI進(jìn)行溫度測量，并根據(jù)用戶設(shè)置情況實(shí)時接收、處理由紅外線陣列傳感器NI輸出的溫度信號，以實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)一個或多個目標(biāo)的溫度檢測；另外，微控制器N2還對監(jiān)控單元的操作進(jìn)行響應(yīng)。在所述監(jiān)控單元由操作單元和顯示單元組成的情況下，微控制器N2通過引腳K1、K2、K3、K4與操作單元連接，實(shí)現(xiàn)對本設(shè)計(jì)的操作；同時還負(fù)責(zé)顯示單元的顯示控制，以實(shí)現(xiàn)整個區(qū)域內(nèi)溫度變化的實(shí)時顯示；微控制器N2還可存儲相關(guān)溫度信息。圖中的連接器Xl為編程口，連接器X2用于連接監(jiān)控單元的顯示單元，例如IXD顯示模塊等。串轉(zhuǎn)并移位寄存器N3為8位串轉(zhuǎn)并移位寄存器，其作用是把串行的顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為8位的并行數(shù)據(jù)提供給監(jiān)控單元的顯示單元。晶體管Vl用于控制顯示單元的背光。另外，微控制器單元還可通過微控制器N2的引腳TXD、RXD、DE與監(jiān)控單元的通信單元連接，通過通信單元把采集到的溫度信號匯集到上位監(jiān)控主機(jī)上，方便監(jiān)控主機(jī)對電力系統(tǒng)中各電力參數(shù)進(jìn)行綜合分析。本實(shí)用新型所述的操作單元如圖7所示，由按鍵SI S4組成，按鍵SI S4的一端分別接微控制器單元中的微控制器N2的15、14、11、10腳，按鍵SI S4的另一端共同接地。所述的操作單元與顯示單元結(jié)合構(gòu)成一實(shí)施例的監(jiān)控單元，也可與通信單元和顯示單元結(jié)合構(gòu)成再一實(shí)施例的監(jiān)控單元。操作單元與顯示單元可采用鍵盤和顯示模塊的組合或采用觸摸屏。用戶可通過操作單元自定義二維區(qū)域內(nèi)的若干溫度監(jiān)測點(diǎn)，然后在顯示單元上對這些點(diǎn)進(jìn)行獨(dú)立的溫度監(jiān)視，也可以把本設(shè)計(jì)配置為實(shí)時顯示整個二維區(qū)域內(nèi)溫度變化情況的模式。本實(shí)用新型所述的通信單元如圖8所示，包括收發(fā)器N4、電阻R12 R18和連接器X3，在本實(shí)用新型中，所述的收發(fā)器N4采用帶隔離的RS-485，可進(jìn)行485通信，連接器X3用于與外部通信單元相連接。電阻R12的一端接收發(fā)器N4的6腳和微控制器單元中的微控制器N2的2腳，電阻R13的一端接收發(fā)器N4的3腳和微控制器單元中的微控制器N2的3腳，電阻R14的一端接收發(fā)器N4的4、5腳和微控制器單元中的微控制器N2的4腳，收發(fā)器N4的12腳接電阻R16的一端和電阻R17的一端，電阻R17的另一端接連接器X3的2腳，收發(fā)器N4的13腳接電阻R15的一端和電阻R18的一端，電阻R18的另一端接連接器X3的I腳，電阻R12的另一端、電阻R13的另一端、電阻R14的另一端和收發(fā)器N4的1、7腳共同接直流電源VCC，收發(fā)器N4的16腳和電阻R16的另一端共同接直流電源Vdd，收發(fā)器N4的
2、8、9、15腳和電阻R15的另一端共同接地。通信單元也可采用USB、以太網(wǎng)甚至無線等通
信方式，把采集到的溫度信號匯集到上位監(jiān)控主機(jī)上，方便監(jiān)控主機(jī)對電力系統(tǒng)中各電力參數(shù)進(jìn)行綜合分析。
權(quán)利要求1.一種二維區(qū)域溫度檢測裝置，其特征在于包括檢測二維區(qū)域溫度的紅外傳感單元、控制所述紅外傳感單元進(jìn)行溫度測量并接收、處理由所述紅外傳感單元檢測到的溫度信號的微控制器單元、根據(jù)微控制器單元的指令進(jìn)行監(jiān)視與操控的監(jiān)控單元和為其他各單元提供電源的電源單元，所述微控制器單元連接紅外傳感單元和監(jiān)控單元，所述紅外傳感單元為一熱電型紅外線陣列傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種二維區(qū)域溫度檢測裝置，其特征在于所述監(jiān)控單元由操作單元與顯示單元構(gòu)成,所述的操作單元與顯示單元分別與微控制器單元連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種二維區(qū)域溫度檢測裝置，其特征在于所述監(jiān)控單元由通信單元構(gòu)成，所述的通信單元與微控制器單元連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種二維區(qū)域溫度檢測裝置，其特征在于所述監(jiān)控單元由通信單元、操作單元和顯示單元構(gòu)成，所述的通信單元、操作單元和顯示單元分別與微控制器單元連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種二維區(qū)域溫度檢測裝置，其特征在于所述操作單元與顯示單元可采用鍵盤和顯示模塊的組合或采用觸摸屏。
專利摘要一種二維區(qū)域溫度檢測裝置，屬于低壓電器技術(shù)領(lǐng)域。包括檢測二維區(qū)域溫度的紅外傳感單元、控制所述紅外傳感單元進(jìn)行溫度測量并接收、處理由紅外傳感單元檢測到的溫度信號的微控制器單元、根據(jù)微控制器單元的指令進(jìn)行監(jiān)視與操控的監(jiān)控單元和為其他各單元提供電源的電源單元，微控制器單元連接紅外傳感單元和監(jiān)控單元，紅外傳感單元為熱電型紅外線陣列傳感器?？蓪?shí)現(xiàn)對一定距離以外的電力系統(tǒng)中電氣元件的溫度測量，還可實(shí)現(xiàn)對一個二維區(qū)域內(nèi)多個目標(biāo)的溫度測量，從而減少該區(qū)域內(nèi)溫度傳感器的使用數(shù)量；可自定義二維區(qū)域內(nèi)的若干溫度監(jiān)測點(diǎn)，進(jìn)行獨(dú)立的溫度監(jiān)視；可實(shí)時顯示一個二維區(qū)域內(nèi)的溫度變化情況，直觀方便，實(shí)現(xiàn)了多用途溫度檢測。
文檔編號G01J5/00GK202770533SQ201220409119
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者唐偉, 殷建強(qiáng), 管瑞良, 黃震, 邵建國 申請人:常熟開關(guān)制造有限公司(原常熟開關(guān)廠)