用于测量高压电缆中间头的智能温度传感器的制作方法

本实用新型属于自动化技术领域，主要涉及6或10kV供电系统高压电缆中间头的测温。

背景技术：

大型工厂内部供电高压设备较多，供电线路多使用高压电缆，长线路会有中间接头，由于高压电缆中间头通常是在现场手工制作，受现场条件、材料质量、制作工艺等多方面的影响，运行中的电缆中间头容易因过热造成绝缘击穿崩烧，影响工厂的生产运行。

高压电缆中间头测温现有技术采用模拟量温度探头，模拟量转换数字量、再转为远程通信，电路复杂、体积大、功耗大；通信不使用标准通信协议，无法和常用组态软件连接，需使用专用装置转换和专用监控软件，不利于系统后期维护和扩展。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种用于测量高压电缆中间头的智能温度传感器，适用于高压电缆中间头的测温。与已有高压电缆中间头测温探头比较，要实现体积小，便于现场安装，低功耗、低成本、智能化，易于组网连成测温系统。

本实用新型提供的用于测量高压电缆中间头的智能温度传感器，包括：

一温度感应单元，与高压电缆中间头紧密贴合以采集所述高压电缆中间头的温度数据；

一数据处理单元，输入端与所述温度感应单元连接，读取来自所述温度感应单元采集的所述温度数据；

一数据交换单元，输入端与所述数据处理单元连接，输出端与上位机连接；

一电源稳压单元，输入端与一直流电源连接，输出端分别与温度感应单元、数据处理单元、数据交换单元并联连接；

一电路板，其上设有温度感应单元、数据处理单元、数据交换单元、电源稳压单元。

上述的用于测量高压电缆中间头的智能温度传感器，所述数据处理单元以I2C总线通信的方式读取所述温度感应单元的温度数据。

上述的用于测量高压电缆中间头的智能温度传感器，所述数据处理单元通过UART接口与数据交换单元通信，所述数据交换单元的输出端通过RS485总线与上位机通信。

上述的用于测量高压电缆中间头的智能温度传感器，所述数据交换单元与上位机通信采用标准的MODBUS-RTU通信协议，通信参数为波特率1200bps、无校验、8位数据位、1位停止位。

上述的用于测量高压电缆中间头的智能温度传感器，数据交换单元的输出端通过RS485总线与上位机连接。

上述的用于测量高压电缆中间头的智能温度传感器，所述温度感应单元为数字温度传感器，,数字温度传感器的温度范围为－55℃～+125℃。

上述的用于测量高压电缆中间头的智能温度传感器，所述数据处理单元为单片机P89LPC903。

本实用新型的有益效果为：本实用新型提供的用于测量高压电缆中间头的智能温度传感器体积小，功耗小，采用标准的MODBUS-RTU通信协议，通信上位机使用专用开发软件或组态王等组态软件都可以组成监控系统，新增测温点时，设置好测温探头通信地址，不与系统中其他温度探头地址冲突，上位机重新组态，测温点增加实现简单。

附图说明

图1为用于测量高压电缆中间头的智能温度传感器的结构示意图。

图2为高压电缆中间头智能温度传感器电路原理图。

其中附图标记为：

温度感应单元U1

数据处理单元U2

数据交换单元U3

电源稳压单元U4

R1、R2、R3上拉电阻

C1、C2电源滤波用电容

GND、A、B、VCC、DI、DE、RE、RO管脚

VDD、P0.2、RxD、VSS、P0.4、P0.5、TxD管脚

SDA、SCL、OS、GND、V_CC、A0、A1、A2管脚

V_IN V_OUT 管脚

具体实施方式

如图1所示为用于测量高压电缆中间头的智能温度传感器的结构示意图，包括：温度感应单元、数据处理单元、数据交换单元、电源稳压单元。

温度感应单元，与高压电缆中间头紧密贴合以采集所述高压电缆中间头的温度数据；

如附图2所示，温度感应单元U1使用数字温度传感器LM75A，温度范围：－55℃～+125℃；

数据处理单元，输入端与所述温度感应单元连接，读取来自所述温度感应单元采集的所述温度数据；本实施例中数据处理单元以I²C总线通信的方式读取所述温度感应单元的温度数据，数据处理单元的输出端再通过数据交换单元接到RS485总线，实现温度数据的远程传输。

数据交换单元，其输入端通过UART接口与所述数据处理单元的输出端连接，数据交换单元的输出端通过RS485总线与上位机连接，本实施例中，如图2所示，数据交换单元输出端A、B通过RS485总线与上位机连接；所述数据交换单元与上位机通信采用标准的MODBUS-RTU通信协议，通信参数为波特率1200bps、无校验、8位数据位、1位停止位。

一电源稳压单元，输入端与一直流电源连接，输出端分别与温度感应单元、数据处理单元、数据交换单元并联连接。

如图2所示为高压电缆中间头智能温度传感器电路原理图。温度感应单元U1使用数字温度传感器LM75A，温度范围：－55℃～+125℃；数据处理单元U2使用单片机P89LPC903，单片机P89LPC903为现有技术在此不再赘述，数据处理单元U2管脚6、7模拟I2C总线接U1管脚1、2，数据处理单元U2管脚3、5通过UART接口与数据交换单元U3(SP3485E)1、4脚连接，数据处理单元U2管脚2与数据交换单元U3的2、3脚连接，控制数据发送和接收方向；电源稳压单元U4使用的是集成稳压电源HT7133-1，输入电压最高为直流24V,输入电压范围12-24V，输出3.3V供其他单元使用，C1和C2是电源滤波用电容，C1耐压50v，电容值为1μF,C2耐压16v,电容值为1μF。R1、R2、R3为上拉电阻，阻值均为10k欧,，增加系统稳定性。

高压电缆中间头智能温度传感器采用标准的MODBUS-RTU通信协议，通信参数:波特率1200bps、无校验、8位数据位、1位停止位，利用LPC900系列单片机Flash字节编程技术，可以通过通信修改通信地址，无需外接地址设置开关或地址存储器。

温度感应单元、数据处理单元、数据交换单元、电源稳压单元按工艺要求设置于电路板上，高压电缆中间头智能温度传感器功耗低，工作电流<10mA；高压电缆中间头智能温度传感器体积小，电路板长38mm，宽6mm。外接引线、测试合格后用Φ6mm热缩管包裹，两侧加704硅橡胶，热缩密封即成成品，使用时贴紧高压电缆中间头位置放置，用绝缘胶带缠绕固定于电缆上，再连接线路到测温系统。