具有天線功能的散熱器以及包括該散熱器的測溫裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種具有天線功能的散熱器以及包括該散熱器的測溫裝置。該具有天線功能的散熱器，用作測溫裝置的無線信號發(fā)射端，該散熱器由金屬材質(zhì)制成，其包括導(dǎo)熱主體以及若干從垂直于該導(dǎo)熱主體軸向的方向延伸的呈片狀的散熱部，且若干散熱部外圍的周長之和大于或等于預(yù)設(shè)頻率的無線發(fā)射信號的波長的四分之一。本實(shí)用新型將散熱器作為發(fā)射天線使用，不僅可以起到測溫裝置的散熱作用，還可以將測得的溫度信號通過射頻發(fā)射給接收終端。同時(shí)由于減少了測溫裝置的零部件，而散熱器本身相對來說較為容易裝配，因此大大簡化了裝配工藝。本實(shí)用新型還公開了一種包括該散熱器的測溫裝置。
【專利說明】具有天線功能的散熱器以及包括該散熱器的測溫裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種具有天線功能的散熱器以及包括該散熱器的測溫裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電力設(shè)備是在電力系統(tǒng)中對發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路、互感器、接觸器、斷路器等設(shè)備的統(tǒng)稱，包括發(fā)電設(shè)備和供電設(shè)備。在電力系統(tǒng)中，特別是隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)向著高電壓、大機(jī)組、大容量的迅速發(fā)展，對電力設(shè)備安全可靠性的要求也越來越高。電氣設(shè)備的各種觸點(diǎn)、連接點(diǎn)，如開關(guān)觸點(diǎn)、電纜接頭、母線聯(lián)接點(diǎn)、發(fā)電機(jī)和變壓器引接線接頭、電動(dòng)機(jī)接線盒接頭等在通入電流以后，設(shè)備溫度會(huì)發(fā)生變化，其發(fā)熱量與通入電流的平方成正比。當(dāng)高壓設(shè)備因過載運(yùn)行或接點(diǎn)接觸不良時(shí)，往往引起高壓設(shè)備有關(guān)部分溫度的上升，過熱會(huì)導(dǎo)致絕緣老化甚至燒毀絕緣材料，造成短路故障和重大經(jīng)濟(jì)損失。因此在線監(jiān)測接點(diǎn)的溫度顯得相當(dāng)重要，當(dāng)其超過某一設(shè)定值時(shí)，發(fā)出本地和遠(yuǎn)程報(bào)警信號，提示生產(chǎn)維護(hù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障前兆，對高壓電力設(shè)備和電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有非常重要的意義。
[0003]在中國專利申請CN201220716623.5中記載了一種具有測溫功能的智能螺栓，用于遠(yuǎn)程監(jiān)測電氣結(jié)點(diǎn)的溫度，如圖1所示，該智能螺栓100包括一殼體105和散熱器101，二者之間通過緊定螺栓來固定，在殼體105內(nèi)部設(shè)置有線路板102以及測溫傳感器104，線路板102具有環(huán)形的發(fā)射天線103，線路板102上的微處理器控制測溫傳感器104定時(shí)采集測溫?cái)?shù)據(jù)，并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號并提供給處理器處理，處理器將處理過的數(shù)據(jù)通過發(fā)射天線103發(fā)出，溫度監(jiān)測系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程接收器接收并上傳PC顯示。由于發(fā)射天線103是環(huán)繞在殼體105上，殼體105和散熱器101均是金屬材質(zhì)制成，容易吸收部分電磁波，無形中導(dǎo)致其智能螺栓的無線發(fā)射距離的縮短，同時(shí)由于智能螺栓尺寸較小，發(fā)射天線103的裝配難度和工藝復(fù)雜度也較高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無線發(fā)射距離較遠(yuǎn)，裝配簡單的具有天線功能的散熱器以及包括該散熱器的測溫裝置。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下:
[0006]本實(shí)用新型涉及的具有天線功能的散熱器，用作測溫裝置的無線信號發(fā)射端，該散熱器由金屬材質(zhì)制成，其包括導(dǎo)熱主體以及若干從垂直于該導(dǎo)熱主體軸向的方向延伸的呈片狀的散熱部，若干該散熱部外圍的周長之和大于或等于預(yù)設(shè)頻率的無線發(fā)射信號的波長的四分之一
[0007]進(jìn)一步，所述散熱部的橫截面呈圓形或多邊形。
[0008]進(jìn)一步，若干呈片狀的所述散熱部沿著導(dǎo)熱主體的軸向均勻分布。
[0009]進(jìn)一步，若干呈片狀的所述散熱部包括位于底層的第一散熱部以及至少一個(gè)位于該第一散熱部上層的第二散熱部，該第二散熱部外圍的周長小于第一散熱部外圍的周長。
[0010]優(yōu)選的，所述散熱器的外表面具有絕緣氧化層，且該絕緣氧化層的外表面鍍有金屬導(dǎo)電層。
[0011]本實(shí)用新型還提供一種測溫裝置，包括相互固定連接的殼體和散熱器，該散熱器為上述任一方案所述的具有天線功能的散熱器，在所述殼體內(nèi)設(shè)置有測溫傳感器以及線路板，在該線路板上具有射頻電路，射頻信號的輸出端與所述散熱器導(dǎo)電連接。
[0012]進(jìn)一步，在所述線路板上設(shè)置有與射頻信號的輸出端電連接的導(dǎo)電彈針，當(dāng)散熱器與殼體裝配連接時(shí)，該導(dǎo)電彈針與散熱器相接觸。
[0013]進(jìn)一步，所述測溫裝置整體呈螺栓狀。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:由于本實(shí)用新型中涉及的散熱器包括導(dǎo)熱主體以及若干從垂直于該導(dǎo)熱主體軸向的方向延伸的呈片狀的散熱部，若干該散熱部外圍的周長之和大于或等于預(yù)設(shè)頻率的無線發(fā)射信號的波長的四分之一，可以用作測溫裝置的無線發(fā)射天線，相比現(xiàn)有方案來說，省掉了原有的發(fā)射天線，將散熱器作為發(fā)射天線使用，不僅可以起到測溫裝置的散熱作用，還可以將測得的溫度信號通過射頻發(fā)射給接收終端。同時(shí)由于減少了測溫裝置的零部件，而散熱器本身相對來說較為容易裝配，因此大大簡化了裝配工藝。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的智能螺栓的示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中的具有天線功能的散熱器的示意圖；
[0017]圖3是具有天線功能的散熱器的剖視圖；
[0018]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中的測溫裝置的分解示意圖；
[0019]圖5是具有天線功能的散熱器與線路板的裝配關(guān)系示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖2和圖3所示，本實(shí)用新型涉及的具有天線功能的散熱器200，主要用作測溫裝置的無線信號發(fā)射端，該散熱器200由金屬材質(zhì)制成，一般采用導(dǎo)熱性高的金屬鋁。其包括導(dǎo)熱主體204以及若干從垂直于該導(dǎo)熱主體204軸向的方向延伸的呈片狀的散熱部203，若干該散熱部203外圍的周長之和大于或等于預(yù)設(shè)頻率的無線發(fā)射信號的波長的四分之一。導(dǎo)熱主體204和若干片狀的散熱部203是一體成型，導(dǎo)熱主體204呈圓柱狀，散熱部203的橫截面呈圓形或多邊形或其它形狀，本實(shí)施例中以圓形的散熱部203加以說明和介紹。理論和實(shí)踐證明，現(xiàn)有的便攜式發(fā)射天線常采用螺旋天線，即螺旋天線的總周長等于或大于無線電信號波長的1/4。當(dāng)天線的長度為無線電信號波長的1/4時(shí)，天線的發(fā)射和接收轉(zhuǎn)換效率最高。因此，天線的長度將根據(jù)所發(fā)射和接收信號的頻率即波長來決定。只要知道對應(yīng)發(fā)射和接收的中心頻率就可以用下面的公式算出對應(yīng)的無線電信號的波長，再將算出的波長除以4就是對應(yīng)的最佳天線長度。頻率與波長的換算公式為:波長=30萬公里/頻率=300000000米/頻率(得到的單位為米)，本實(shí)施例中設(shè)計(jì)的便攜式的天線長度計(jì)算如下:例如當(dāng)使用的信號頻率為433MHz附近時(shí)，其波長=300000公里/433MHz=300000000/435000000=300/435=0.69米，則對應(yīng)的最佳天線長度應(yīng)為0.69/4，等于0.1725米。本實(shí)用新型涉及的散熱器以螺旋天線為模型，當(dāng)將螺旋天線的尺寸要求應(yīng)用到散熱器200上時(shí)，則多個(gè)散熱部203外圍的周長之和應(yīng)大于或等于0.1725米。
[0021]優(yōu)選的，上述若干呈片狀的所述散熱部203沿著導(dǎo)熱主體204的軸向均勻分布，且所述散熱部203包括位于底層的第一散熱部201以及至少一個(gè)位于該第一散熱部201上層的第二散熱部202，該第二散熱部202外圍的周長小于第一散熱部201外圍的周長，在第一散熱部201上開設(shè)有定位孔205，用于與測溫裝置連接。在本實(shí)施例中，散熱部203包括四個(gè)間隔設(shè)置的第二散熱部202和一個(gè)第一散熱部201，這五個(gè)圓形的散熱部的周長之和大于或等于0.1725米。通常的散熱器200的表面會(huì)做氧化發(fā)黑處理，處理后表面絕緣，形成絕緣氧化層，因此為了將散熱器200做天線使用，本實(shí)施例中把鋁制散熱片的絕緣氧化層表面渡上金屬導(dǎo)電層，優(yōu)選為金屬鎳等穩(wěn)定性高的金屬，在防氧化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)散熱器表面導(dǎo)電的作用。
[0022]如圖4和圖5所示，提供一種測溫裝置，該測溫螺栓為一種監(jiān)測電氣結(jié)點(diǎn)的測溫智能螺栓300，該測溫智能螺栓300與專利申請CN201220716623.5中的構(gòu)造大部分相同，主要區(qū)別在于，測溫智能螺栓300省略了圖1中所示的發(fā)射天線103，而采用散熱器200作用發(fā)射天線。測溫智能螺栓300包括相互固定連接的殼體304和散熱器200，在所述殼體304內(nèi)設(shè)置有測溫傳感器303以及線路板301，在該線路板301上具有射頻電路，射頻信號的輸出端與所述散熱器200導(dǎo)電連接。同時(shí)在殼體304內(nèi)還設(shè)置有熱電發(fā)生器305和螺栓體306，散熱器200的導(dǎo)熱主體204與熱電發(fā)生器305接觸導(dǎo)熱。關(guān)于測溫智能螺栓300的具體細(xì)節(jié)可參照專利申請CN201220716623.5中的介紹。在上述線路板301上設(shè)置有與射頻信號的輸出端電連接的導(dǎo)電彈針302，當(dāng)散熱器200與殼體304裝配連接時(shí)，該導(dǎo)電彈針302與散熱器200上的下層的第一散熱部201相接觸，形成導(dǎo)電接觸，大大簡化了裝配過程。
[0023]根據(jù)便攜式的天線的實(shí)際的應(yīng)用場合和條件，實(shí)用新型人進(jìn)行了實(shí)際測試。先采用一根15cm的導(dǎo)線作為天線，環(huán)繞測溫螺栓外殼一圈(如圖1所示)，即為專利申請CN201220716623.5中的方案。在實(shí)際的測試中測溫螺栓的無線發(fā)射距離只有20米左右，分析發(fā)現(xiàn):由于我們的散熱片材料是大塊的金屬鋁，測溫螺栓的內(nèi)部環(huán)體也是大塊的金屬銅構(gòu)成，金屬對電磁波有吸收的作用，加上安裝底面也是金屬成分，天線離地面距離近，一部分電磁波會(huì)被金屬吸收。上述原因?qū)е聹y溫螺栓的無線發(fā)射距離只有20米左右，從技術(shù)和結(jié)構(gòu)上分析，散熱器為金屬成分，并且尺寸也近似接近導(dǎo)線尺寸，可以考慮作為天線來使用，去掉原有的天線，既起到了散熱器作用，又能充當(dāng)天線，而且還降低了裝配難度和工藝復(fù)雜度，一舉多得。同時(shí)在線路板焊接貼片導(dǎo)電彈針，用于連接射頻信號的輸出端和上述具有天線功能的散熱器，這樣裝配時(shí)片狀的散熱部通過壓緊導(dǎo)電彈針就能自然的與射頻輸出端緊密連接，無線射頻信號就能通過散熱器發(fā)射出去，實(shí)用新型人在戶外的空曠的環(huán)境對本實(shí)施例的測溫螺栓進(jìn)行無線發(fā)射距離測試，通信距離完全達(dá)到50米以上。并且多個(gè)片狀的散熱部均為圓形，并且是呈均勻分布，經(jīng)過實(shí)測該具有天線功能的散熱器也具有很好方向性。散熱器不僅作為測溫螺栓的散熱器使用，而且還能作為測溫螺栓的天線，一個(gè)元件兩種功能，也是本實(shí)用新型的新穎之處，實(shí)際測試的結(jié)果完全達(dá)到設(shè)計(jì)的目標(biāo)?？梢岳斫獾氖牵鲜鼍哂刑炀€功能的散熱器不僅可以用于本實(shí)用新型中介紹的測溫螺栓，還可以用于其它需要無線發(fā)射功能的測溫裝置中。
【權(quán)利要求】
1.一種具有天線功能的散熱器，用作測溫裝置的無線信號發(fā)射端，其特征在于:該散熱器由金屬材質(zhì)制成，其包括導(dǎo)熱主體以及若干從垂直于該導(dǎo)熱主體軸向的方向延伸的呈片狀的散熱部，若干該散熱部外圍的周長之和大于或等于預(yù)設(shè)頻率的無線發(fā)射信號的波長的四分之一。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有天線功能的散熱器，其特征在于:所述散熱部的橫截面呈圓形或多邊形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有天線功能的散熱器，其特征在于:若干呈片狀的所述散熱部沿著導(dǎo)熱主體的軸向均勻分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有天線功能的散熱器，其特征在于:若干呈片狀的所述散熱部包括位于底層的第一散熱部以及至少一個(gè)位于該第一散熱部上層的第二散熱部，該第二散熱部外圍的周長小于第一散熱部外圍的周長。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的具有天線功能的散熱器，其特征在于:所述散熱器的外表面具有絕緣氧化層，且該絕緣氧化層的外表面鍍有金屬導(dǎo)電層。
6.一種測溫裝置，其特征在于:包括相互固定連接的殼體和散熱器，該散熱器為權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的具有天線功能的散熱器，在所述殼體內(nèi)設(shè)置有測溫傳感器以及線路板，在該線路板上具有射頻電路，射頻信號的輸出端與所述散熱器導(dǎo)電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測溫裝置，其特征在于:在所述線路板上設(shè)置有與射頻信號的輸出端電連接的導(dǎo)電彈針，當(dāng)散熱器與殼體裝配連接時(shí)，該導(dǎo)電彈針與散熱器相接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的測溫裝置，其特征在于:所述測溫裝置整體呈螺栓狀。
【文檔編號】G01K7/00GK203772427SQ201420138890
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】楊志強(qiáng) 申請人:楊志強(qiáng)