同時測量線路負荷電流和溫度的無線傳感裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種傳感器，尤其涉及一種可以同時測量線路負荷電流和溫度的無線傳感裝置，包括有溫度傳感器(6)與電流傳感器（7）分別連接在單片機（5）上，單片機（5）連接數(shù)據(jù)處理器（3），數(shù)據(jù)處理器（3）與無線通訊模塊（4）相連，以及分別為上述所有元件供電的供電電源模塊（2）。本實用新型具有體積小，功耗低，可同時監(jiān)測電力傳輸線路的負荷電流及設備運行溫度的特點。適用于電力及相關大負荷用電領域的負荷電流與溫度的測量。
【專利說明】同時測量線路負荷電流和溫度的無線傳感裝置
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種傳感裝置，尤其涉及一種可以同時測量線路負荷電流和溫度的無線傳感裝置。
【背景技術】
[0002]傳感器作為信息采集系統(tǒng)的前端單元，作用越來越重要，作為在線監(jiān)測系統(tǒng)中的一個結構組成，傳感器的重要性變得越來越明顯。
[0003]在實際監(jiān)控環(huán)境中，只有值班及調(diào)度人員知道整條線路的實際電流，各個節(jié)點的實際電流無法體現(xiàn)出來。在電力系統(tǒng)運行中，線路的負荷隨時都在變化，
[0004]一日之內(nèi)有高峰低谷，一年內(nèi)有季節(jié)的差別，每年都有變化，逐年發(fā)展，電力系統(tǒng)事故時線路的負荷更是千變?nèi)f化。不論什么原因引起線路電流增加后，導線的溫度都要上升。特別是線路電流增加的初期，線路溫度在向周圍空氣傳遞過程中還沒有到達平衡狀態(tài)前，線路溫度的升高將達到最大值。
[0005]在電力系統(tǒng)運行環(huán)境中，在小范圍內(nèi)不可能安裝多個單參量的傳感器，同時單參量傳感器已經(jīng)不能完全滿足在線監(jiān)測及管理的應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述技術中的不足，提供一種同時測量線路溫度、負荷電流兩個變量的電力傳輸線路無線傳感裝置，其布設方便、智能化程度高、成本低、功耗小、工作性能可靠，能保證系統(tǒng)用電負荷管理及設備運行溫度監(jiān)測的需要。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:
[0008]同時測量線路負荷電流和溫度的無線傳感裝置，包括有溫度傳感器與電流傳感器分別連接在單片機上，單片機連接數(shù)據(jù)處理器，數(shù)據(jù)處理器與UHF收發(fā)器相連，以及分別為上述所有元件供電的供電單元。
[0009]所述電流傳感器采用硅鋼片疊加制作，外部繞制多匝絕緣導線，形成一個未封閉電流傳感器。
[0010]所述單片機采用ATMEL89C51單片機。
[0011]所述供電單元采用LM317電源集成電路。
[0012]所述UHF收發(fā)器(6)為CCl 100，工作頻率在400MHz?464MHz可調(diào)。
[0013]所述溫度傳感器(4)采用PT100接觸測溫傳感器。
[0014]優(yōu)點及有益效果:本實用新型具有體積小，功耗低，可同時監(jiān)測電力傳輸線路的負荷電流及設備運行溫度的特點。同時可提供溫度越限及溫度突變報警，還有電流突變報警及越限報警，適用于電力及相關大負荷用電領域的負荷電流與溫度的測量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的電路結構原理框圖；[0016]圖中:
[0017]1-供電單元；2-單片機；3-數(shù)據(jù)處理器；
[0018]4-溫度傳感器；5-電流傳感器；6-UHF收發(fā)器。
【具體實施方式】
[0019]實施例1
[0020]如圖1所示，本實用新型包括溫度傳感器4和電流傳感器5的輸出、輸入端分別與單片機2的輸入、輸出端相連，單片機2的輸出端連接數(shù)據(jù)處理器3輸入端，數(shù)據(jù)處理器3的輸出、輸入端分別連接UHF收發(fā)器6的輸入、輸出端，以及分別為溫度傳感器4、電流傳感器5、單片機2、數(shù)據(jù)處理器3和UHF收發(fā)器6提供能量的供電單元I。
[0021]基本構成:
[0022]本設計采用ATMEL89C51單片機+CC1100無線數(shù)傳芯片構成
[0023]通訊機構:
[0024]ATMEL89C51單片機內(nèi)置4Kflash，低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，其中內(nèi)置的flash可以反復擦除1000次以上。內(nèi)部RAMl28字節(jié)，足夠本應用使用。
[0025]該器件采 用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。32可編程I/O線，兩個16位定時器/計數(shù)器，5個中斷源(包含定時器中斷和IO中斷)，可編程串行通道(應用于產(chǎn)品調(diào)試)，還有低功耗的閑置和掉電模式。
[0026]CCllOO是一種低成本真正單片的UHF收發(fā)器，為低功耗無線應用而設計。電路主要設定為在315、433、868和915MHz的ISM (工業(yè)，科學和醫(yī)學)頻率波段，也可以容易地設置為 300-348 MHz,400-464 MHz 和 800-928 MHz 的其他頻率，本應用采用 433MHZ。CC1100為數(shù)據(jù)包處理、數(shù)據(jù)緩沖、突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸、清晰信道評估、連接質(zhì)量指示和電磁波激發(fā)提供廣泛的硬件支持。CCllOO的主要操作參數(shù)和64位傳輸/接收FIFO (先進先出堆棧)可通過SPI接口控制。
[0027]單片機采用Pl雙向IO 口虛擬SPI通訊口，和CCllOO的SPI接口連接，通訊速度以單片機方晶體頻率為準，由于雙方電平有較大差距(單片機5V，CCllOO 3V)，所以其間采用74LVC4245雙電源雙向隔離芯片進行電平自動轉換。
[0028]電源部分:
[0029]本設計使用LM317作為工作電源模塊，其寬電壓輸入，高效率電源輸出對于本設計應用有較大幫助，同時由于LM317是屬于線性調(diào)節(jié)模塊，基本不會產(chǎn)生電源紋波，對于后級信號輸入端的雜波抑制效果很好，電源電壓調(diào)節(jié)為5V和3V。
[0030]測量功能:
[0031]本產(chǎn)品包含溫度測量、電流測量兩方面:
[0032]溫度測量:采用PT100接觸測溫傳感器，其原理為鉬電阻隨溫度變化，電阻值產(chǎn)生規(guī)律性變化，電路提供2.5V電源基準，通過鉬電阻和基準電阻分壓比，采樣到溫度變化，但其變化值很小，必須經(jīng)過差分放大電路進行一定比例放大才可以輸出到后級電路，所以這里使用LM324運算放大器，單電源5V供電，內(nèi)部有4級運放，設計中使用其中2個構成二級運放單元分別放大2倍和3倍，最終將毫伏級信號放大為伏級信號。
[0033]電流測量:采用硅鋼片疊加制作，外部繞制多匝絕緣導線，形成一個未封閉電流傳感器，當外部交流電流產(chǎn)生變化時，傳感器輸出電流也發(fā)生變化，根據(jù)其輸出電流的變化，通過基準電阻轉化為電壓的變化。同樣由于其電壓變化很小，需要采用LM324剩余的2個運放進行二級放大，分別放大3倍和5倍，將采集到的電壓信號調(diào)整為后端AD采樣模塊可以接受的0-3V信號。
[0034]AD采樣芯片，采用AD0809，AD0809是8位逐次逼近型A/D轉換器。轉換精度和轉換速度都在本應用中比較實用。
[0035]在實際應用中，單片機5根據(jù)程序定時接收溫度傳感器6及電流傳感器7的采樣數(shù)據(jù)，同時根據(jù)程序預先設定的越限報警數(shù)值及突變增量報警數(shù)值，提供報警信息，單片機模塊5將數(shù)據(jù)傳給數(shù)據(jù)處理器3，經(jīng)過無線通訊模塊4發(fā)送給上一級的無線接收設備。
[0036]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施案例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術實質(zhì)對上述實施案例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.同時測量線路負荷電流和溫度的無線傳感裝置，其特征在于:包括有溫度傳感器(4)與電流傳感器(5)分別連接在單片機(2)上，單片機(2)連接數(shù)據(jù)處理器(3)，數(shù)據(jù)處理器(3)與UHF收發(fā)器(6)相連，以及分別為上述所有元件供電的供電單元(I)。
2.根據(jù)權利要求1所述同時測量線路負荷電流和溫度的無線傳感裝置，其特征在于所述電流傳感器(5)采用硅鋼片疊加制作，外部繞制多匝絕緣導線，形成一個未封閉電流傳感器。
3.根據(jù)權利要求1所述同時測量線路負荷電流和溫度的無線傳感裝置，其特征在于所述單片機(2)采用ATMEL89C51單片機。
4.根據(jù)權利要求1所述同時測量線路負荷電流和溫度的無線傳感裝置，其特征在于所述供電單元(I)采用LM317電源集成電路。
5.根據(jù)權利要求1所述同時測量線路負荷電流和溫度的無線傳感裝置，其特征在于所述UHF收發(fā)器(6)為CCl 100，工作頻率在400MHz?464MHz可調(diào)。
6.根據(jù)權利要求1所述同時測量線路負荷電流和溫度的無線傳感裝置，其特征在于所述溫度傳感器(4)采用PT100接觸測溫傳感器。
【文檔編號】G01K7/18GK203551639SQ201320674091
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權日:2013年10月30日
【發(fā)明者】姜萬超, 張勁松, 鄒明賀, 白晗, 梁楠, 李悅悅 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司沈陽供電公司