光纖測(cè)溫主的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種光纖測(cè)溫主機(jī)，采用光纖探頭耦接高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的連接頭以獲取相應(yīng)的溫度信息并存儲(chǔ)于光信號(hào)中，并采用光信號(hào)采集模組對(duì)所述光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換并從中采樣出溫度信息，在上述光纖測(cè)溫主機(jī)中還集成了顯示模塊以詳細(xì)顯示獲取的各溫度信息以對(duì)該些溫度進(jìn)行監(jiān)控。將光纖測(cè)量應(yīng)用到測(cè)量高壓開(kāi)關(guān)柜，能抗電磁干擾、腐蝕、雷擊，且能在惡劣環(huán)境下工作，且將顯示模塊集成在測(cè)溫主機(jī)中使得所述測(cè)溫主機(jī)可以獨(dú)立運(yùn)行而不依賴外部顯示設(shè)備。
【專利說(shuō)明】光纖測(cè)溫主機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光纖傳感【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種適用于高壓開(kāi)關(guān)柜的光纖測(cè)溫主機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部的各種觸頭、母線排、電纜接頭及電氣設(shè)備的連接頭很容易出現(xiàn)接觸不良、插接偏心不正常等情況。這將導(dǎo)致接觸電阻過(guò)大，在大電流下該處發(fā)熱嚴(yán)重，其結(jié)果是接頭溫度異常，加劇接觸面氧化，使得接觸電阻進(jìn)一步增大，形成惡性循環(huán)，發(fā)展到一定階段后，則會(huì)造成嚴(yán)重故障，破壞供電的安全可靠，這是高壓開(kāi)關(guān)柜的主要故障形式。因此對(duì)接觸頭進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的發(fā)熱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)故障的早期預(yù)測(cè)與報(bào)警對(duì)于保障生命財(cái)產(chǎn)安全極為重要。
[0003]目前比較傳統(tǒng)的測(cè)溫技術(shù)包括無(wú)線測(cè)溫技術(shù)、紅外測(cè)溫技術(shù)等。由于無(wú)線測(cè)溫與紅外測(cè)溫技術(shù)均采用電子式傳感器作為現(xiàn)場(chǎng)傳感單元，現(xiàn)場(chǎng)傳感器帶電，容易受到強(qiáng)磁場(chǎng)與高壓的影響，且長(zhǎng)期工作容易老化，給設(shè)備帶來(lái)安全隱患。光纖測(cè)溫技術(shù)可避免上述問(wèn)題，但目前的光纖測(cè)溫主要采用光纜，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)特定觸點(diǎn)觸頭的測(cè)溫，并且只能用于遠(yuǎn)距離的測(cè)溫。因此無(wú)法適用于如高壓開(kāi)關(guān)柜之類的短距離且對(duì)特定觸點(diǎn)的溫度測(cè)量。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用光纖測(cè)溫的方法，能應(yīng)用于諸如高壓開(kāi)關(guān)柜的小型系統(tǒng)中，并且能實(shí)現(xiàn)對(duì)特定連接頭的溫度測(cè)量。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種適用于一高壓開(kāi)關(guān)柜的光纖測(cè)溫主機(jī)，該光纖測(cè)溫主機(jī)包含:
[0006]至少一光纖探頭，用于連接該高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)之一連接頭以擷取其溫度信息并將該溫度信息存儲(chǔ)于一光信號(hào)中；
[0007]光信號(hào)采集模組，耦接該至少一光纖探頭并用于采樣該光信號(hào)以獲取其所擷取之該溫度信息；以及
[0008]顯示模塊，耦接該光信號(hào)采集模組，用于顯示該溫度信息。
[0009]進(jìn)一步的，所述光纖測(cè)溫主機(jī)更包含一電源模塊，用于為該光纖測(cè)溫主機(jī)供電。
[0010]進(jìn)一步的，所述光信號(hào)為一光調(diào)制信號(hào)，該光信號(hào)采集模組包含:光信號(hào)解調(diào)板，用于接收該光調(diào)制信號(hào)并解調(diào)出所述溫度信息；溫度采集板，耦接該光信號(hào)解調(diào)板，用于存儲(chǔ)所述溫度信息。
[0011]進(jìn)一步的，所述光信號(hào)解調(diào)板有多個(gè)，分別通過(guò)插接的方式連接到所述溫度采集板上。
[0012]進(jìn)一步的，所述光信號(hào)解調(diào)板包含:一跨阻放大電路，用于對(duì)所述光調(diào)制信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換與放大，以得到一數(shù)字脈沖信號(hào)；一處理器，用于解調(diào)所述數(shù)字脈沖信號(hào)以得到所述溫度信息。[0013]進(jìn)一步的，所述光纖測(cè)溫主機(jī)更包含一通信接口板，用于耦接一外部設(shè)備以將所述溫度信息輸出。
[0014]進(jìn)一步的，所述外部設(shè)備為一 PC機(jī)，用于采集并顯示所述溫度信息。
[0015]進(jìn)一步的，所述通信接口板包含:存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)報(bào)警溫度信息；實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，用于顯示當(dāng)前時(shí)間；溫度檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)該高壓開(kāi)關(guān)柜機(jī)箱的溫度；以及ARM控制器，用于獲取所述報(bào)警溫度信息及高壓開(kāi)關(guān)柜機(jī)箱的溫度并輸出。
[0016]進(jìn)一步的，所述光纖測(cè)溫主機(jī)更包含一繼電器模塊，用于耦接一外界報(bào)警系統(tǒng)，以當(dāng)所述溫度信息高于一設(shè)定值時(shí)進(jìn)行報(bào)警。
[0017]進(jìn)一步的，所述光纖探頭是通過(guò)鍍膜技術(shù)將半導(dǎo)體材料均勻鍍?cè)诠饫w軸向的橫截面上，再通過(guò)陶瓷管和航空膠封裝而成。
[0018]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供了一種光纖測(cè)溫主機(jī)，采用光纖探頭耦接高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的連接頭以獲取相應(yīng)的溫度信息并存儲(chǔ)于光信號(hào)中，并采用光信號(hào)采集模組對(duì)所述光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換并從中采樣出溫度信息，在上述光纖測(cè)溫主機(jī)中還集成了顯示模塊以詳細(xì)顯示獲取的各溫度信息以對(duì)該些溫度進(jìn)行監(jiān)控。將光纖測(cè)量應(yīng)用到測(cè)量高壓開(kāi)關(guān)柜，能抗電磁干擾、腐蝕、雷擊，且能在惡劣環(huán)境下工作，且將顯示模塊集成在測(cè)溫主機(jī)中使得所述測(cè)溫主機(jī)可以獨(dú)立運(yùn)行而不依賴外部顯示設(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例所述測(cè)溫主機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型提出的光纖測(cè)溫主機(jī)作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書(shū)，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的目的。
[0021]請(qǐng)參考圖1，本實(shí)施例提供一種光纖測(cè)溫主機(jī)，包含光纖探頭100，光信號(hào)采集模組200，電源300，繼電器400，通信接口板500及顯示模塊600。上述光纖測(cè)溫主機(jī)的各組成部分集成在一個(gè)主機(jī)之中，每個(gè)光纖測(cè)溫主機(jī)可單獨(dú)測(cè)溫并顯示相應(yīng)信息，也可將多個(gè)主機(jī)組網(wǎng)并通過(guò)連接外部PC機(jī)測(cè)溫。
[0022]所述光纖探頭100貼附在高壓設(shè)備內(nèi)部金屬連接頭處，采集連接頭處的溫度。光纖探頭100是通過(guò)鍍膜技術(shù)將半導(dǎo)體材料均勻鍍?cè)诠饫w軸向的橫截面上，再通過(guò)陶瓷管和航空膠封裝而成。每一塊光信號(hào)采集模組200連接多個(gè)光纖探頭100 (本實(shí)施例為3個(gè))。
[0023]所述光信號(hào)采集模組200又分為兩部分:光信號(hào)解調(diào)板210，用來(lái)接收光纖探頭100傳來(lái)的攜帶有溫度信息的光調(diào)制信號(hào)，并將其解調(diào)出溫度數(shù)據(jù)；其二是溫度采集板220，以存儲(chǔ)解調(diào)出的溫度信息，例如可存儲(chǔ)到其自身的一 ARM處理器的RAM中。所述光信號(hào)解調(diào)板210作為一個(gè)單獨(dú)的模塊插接到溫度采集板220上，本實(shí)施例的每塊光信號(hào)采集模組200上有三塊光信號(hào)解調(diào)板210，但不以此為限。每一塊光信號(hào)解調(diào)板210有一個(gè)通道用來(lái)傳送溫度數(shù)據(jù)，三塊解調(diào)板三個(gè)通道連接在溫度采集板上220的ARM處理器的三個(gè)中斷IO 口上。其中所述ARM處理器為STM32。每一塊光信號(hào)采集模組200有一 RS485接口芯片用于與外界進(jìn)行RS485通信，進(jìn)行采集到的溫度數(shù)據(jù)的上傳工作。
[0024]進(jìn)一步的，所述電源模塊300為整個(gè)系統(tǒng)提供5V的電源；所述顯示模塊600為T(mén)FT液晶顯示器。所述顯示模塊600通過(guò)內(nèi)部RS485接口從光信號(hào)采集模組200上獲取溫度數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行全屏顯示。TFT液晶顯示器分辨率為320*240，顯示容量大。當(dāng)接觸點(diǎn)的溫度超過(guò)設(shè)定的溫度時(shí)，顯示模塊600的界面顯示的溫度會(huì)變成紅色，同時(shí)界面上會(huì)顯示溫度過(guò)高的觸點(diǎn)位置，進(jìn)而通過(guò)繼電器模塊400與一外界的報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。
[0025]通信接口板500用于耦接一外部設(shè)備，例如PC機(jī)，以將光纖測(cè)溫主機(jī)測(cè)得的溫度信息輸出。通信接口板500留有兩種接口便于用戶選擇:以太網(wǎng)接口與RS485接口。這兩種接口采用的都是工業(yè)Modbus協(xié)議，一種采用的是Modbus協(xié)議在TCP上的實(shí)現(xiàn)方法；一種是Modbus在串行鏈路上的實(shí)現(xiàn)方法。
[0026]通信接口板500載有存儲(chǔ)模塊510，實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊520，溫度檢測(cè)模塊530，ARM控制器540。其中存儲(chǔ)模塊510采用鐵電存儲(chǔ)器，可靠性高，擦寫(xiě)次數(shù)達(dá)到100億次，用于存儲(chǔ)報(bào)警溫度信息；實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊520可以顯示當(dāng)前的時(shí)間；溫度檢測(cè)模塊530采用單總線數(shù)字溫度傳感器dsl8b20，作為機(jī)箱溫度的檢測(cè)。這些信息通過(guò)ARM控制器540獲取，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或RS485接口上傳至PC機(jī)。
[0027]下面結(jié)合圖1詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施過(guò)程。
[0028]光纖探頭100的一端貼在待測(cè)機(jī)的金屬接頭處，另一端通過(guò)光纜SC接頭插接在光信號(hào)采集模組200上。根據(jù)測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量確定光信號(hào)采集板的數(shù)量。光纖探頭100測(cè)得溫度數(shù)據(jù)通過(guò)PPM的方式發(fā)送光調(diào)制信號(hào)給光信號(hào)采集模組200，光信號(hào)采集模組200上的光信號(hào)解調(diào)板210接收到發(fā)過(guò)來(lái)的光信號(hào)，通過(guò)PIN接收管與放大器組成的跨阻放大電路211對(duì)信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換與放大，并通過(guò)四階巴特沃斯濾除噪聲，最后再經(jīng)過(guò)一級(jí)放大，將信號(hào)的電平放大到3.3V，低電平為0V，這樣一個(gè)PPM光調(diào)制信號(hào)就變成了一串?dāng)?shù)字脈沖信號(hào)，這一串脈沖信號(hào)包含有溫度信息。數(shù)字脈沖信號(hào)通過(guò)處理器212進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)過(guò)程如下:將處理器212的IO 口配置成帶上拉電阻輸入的中斷模式，邊沿觸發(fā)，當(dāng)一個(gè)下降沿到來(lái)的時(shí)候開(kāi)啟定時(shí)器，然后當(dāng)上升沿到來(lái)的時(shí)候關(guān)掉定時(shí)器，之間的時(shí)間差記為T(mén)，而T/脈寬即得脈沖個(gè)數(shù)，脈沖個(gè)數(shù)即為整數(shù)表示的溫度值。處理器212獲取到溫度值以后，存入其RAM，等著外部設(shè)備PC機(jī)或者顯示模塊600發(fā)送數(shù)據(jù)獲取請(qǐng)求以后，將溫度數(shù)據(jù)通過(guò)RS485或網(wǎng)絡(luò)的模式傳送出去即可。
[0029]進(jìn)一步的，當(dāng)外部PC機(jī)或者顯示模塊600需要溫度數(shù)據(jù)或者報(bào)警數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或者RS485的模式發(fā)送獲取溫度數(shù)據(jù)或者報(bào)警存儲(chǔ)的指令，光信號(hào)采集模組200接收到命令以后，將這些數(shù)據(jù)按照預(yù)定的規(guī)則進(jìn)行上傳。接收到的數(shù)據(jù)在PC機(jī)或者顯示模塊600上進(jìn)行顯示，報(bào)警數(shù)據(jù)在PC機(jī)上是以心跳包的形式進(jìn)行預(yù)警，同時(shí)繼電器模塊400關(guān)閉，夕卜界聯(lián)動(dòng)報(bào)警。
[0030]本實(shí)用新型提供的光纖測(cè)溫主機(jī)采用光纖探頭100耦接高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的連接頭以獲取相應(yīng)的溫度信息并存儲(chǔ)于光調(diào)制信號(hào)中，并采用光信號(hào)采集模組200對(duì)所述光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換并從中采樣出溫度信息，在上述光纖測(cè)溫主機(jī)中還集成了顯示模塊600以詳細(xì)顯示獲取的各溫度信息以對(duì)該些溫度進(jìn)行監(jiān)控。將光纖測(cè)溫應(yīng)用到測(cè)量高壓開(kāi)關(guān)柜，能抗電磁干擾、腐蝕、雷擊，且能在惡劣環(huán)境下工作，且將顯示模塊600集成在測(cè)溫主機(jī)中使得所述測(cè)溫主機(jī)可以獨(dú)立運(yùn)行而不依賴外部顯示設(shè)備。[0031] 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光纖測(cè)溫主機(jī)，適用于一高壓開(kāi)關(guān)柜，所述光纖測(cè)溫主機(jī)包含集成于一體的: 至少一光纖探頭，連接該高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)之一連接頭，以擷取其溫度信息并將該溫度信息存儲(chǔ)于一光信號(hào)中； 光信號(hào)采集模組，耦接該至少一光纖探頭并用于采樣該光信號(hào)以獲取其所擷取之該溫度信息；以及 顯示模塊，耦接該光信號(hào)采集模組，用于顯示該溫度信息。
2.如權(quán)利要求1所述的光纖測(cè)溫主機(jī)，其特征在于:該光纖測(cè)溫主機(jī)更包含一為該光纖測(cè)溫主機(jī)供電的電源模塊，設(shè)置于所述光纖測(cè)溫主機(jī)內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的光纖測(cè)溫主機(jī)，其特征在于:所述光信號(hào)為一光調(diào)制信號(hào)，該光信號(hào)米集模組包含: 光信號(hào)解調(diào)板和耦接該光信號(hào)解調(diào)板的溫度采集板，所述光調(diào)制信號(hào)通過(guò)所述光信號(hào)解調(diào)板解調(diào)出所述溫度信息并存儲(chǔ)于所述溫度采集板中。
4.如權(quán)利要求3所述的光纖測(cè)溫主機(jī)，其特征在于:所述光信號(hào)解調(diào)板有多個(gè)，分別通過(guò)插接的方式連接到所述溫度采集板上。
5.如權(quán)利要求3所述的光纖測(cè)溫主機(jī)，其特征在于:所述光信號(hào)解調(diào)板包含: 一跨阻放大電路和耦接所述跨阻放大電路的一處理器，所述光調(diào)制信號(hào)通過(guò)所述跨阻放大電路進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換與放大生成一數(shù)字脈沖信號(hào)并通過(guò)所述處理器解調(diào)生成所述溫度信息。
6.如權(quán)利要求1所述的光纖測(cè)溫主機(jī)，其特征在于:該光纖測(cè)溫主機(jī)更包含一通信接口板，耦接一外部設(shè)備以將所述溫度信息輸出。
7.如權(quán)利要求6所述的光纖測(cè)溫主機(jī)，其特征在于:所述外部設(shè)備為一PC機(jī)，用于采集并顯示所述溫度信息。
8.如權(quán)利要求6所述的光纖測(cè)溫主機(jī)，其特征在于:該通信接口板包含用于存儲(chǔ)報(bào)警溫度信息的存儲(chǔ)模塊；用于顯示當(dāng)前時(shí)間的實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊；用于檢測(cè)該高壓開(kāi)關(guān)柜機(jī)箱溫度的溫度檢測(cè)模塊；以及ARM控制器，用于獲取所述報(bào)警溫度信息及高壓開(kāi)關(guān)柜機(jī)箱的溫度并輸出； 其中，所述存儲(chǔ)模塊，實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，溫度檢測(cè)模塊及ARM控制器互相連接。
9.如權(quán)利要求1所述之光纖測(cè)溫主機(jī)，其特征在于:更包含一繼電器模塊，耦接一外界報(bào)警系統(tǒng)，以當(dāng)所述溫度信息高于一設(shè)定值時(shí)進(jìn)行報(bào)警。
【文檔編號(hào)】G01K11/32GK203705083SQ201320834808
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】王同志, 劉小燕 申請(qǐng)人:上海華魏光纖傳感技術(shù)有限公司