无线远程温度监控系统的制作方法

本发明涉及温度传感器和数据采集领域技术领域，尤其涉及一种适用于电动车碰撞试验用的无线远程温度监控系统。

背景技术：

由于电动汽车的动力电池所采用的锂电池在碰撞过程中可能会受到撞击，引起变形和挤压形变，进而引起火灾事故。因此在电动汽车碰撞试验中，以及试验结束后的一段时间内，例如8～24小时内，需要对电动汽车的动力电池进行温度的监控和记录，如果出现异常则发出警报。因此，温度采集监控系统和温度传感器需要固定在电动汽车上与被测车辆一起经受碰撞，该碰撞测试需要在碰撞过程和碰撞后都能实时查看和下载温度数据。另外，动力电池有可能跨越布置在整个车身，故需要有很多个温度的探测点才能保证覆盖整个动力电池区域。现有的温度采集设备的温度传感器的信号线无法做到长达6～7m(米)的多组传感器的布线。当布线加长时，会引入干扰，导致测温失败。此外，碰撞后整个车体可能会被转移至专门的金属屏蔽区域进行隔离观察以防止火灾爆炸，如果以现有的无线方式采集温度信号则在屏蔽室内无法将信号传出。

技术实现要素：

针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种无线远程温度监控系统，能完成车体内温度传感器的布线，其采集信号能够跨越电磁屏蔽区域，安装方便，测试效果好。

具体地，本发明提出了一种无线远程温度监控系统，适用于电动车碰撞试验，包括，

温度传感器，包括传感器芯片及与所述传感器芯片连接的信号线，所述信号线耐高温防缠绕且长度大于等于6m；

传感器集线端，与所述温度传感器连接；

数据采集和显示端，包括处理器和显示器；

无线信号扩展接续器，以无线方式连接所述传感器集线端，并采用电力线载波通讯方式连接所述数据采集和显示端；

在所述电动车碰撞试验中，所述数据采集和显示端通过所述无线信号扩展接续器接收由所述传感器集线端获得的温度信号，所述温度信号经所述处理器处理后显示在所述显示器上。

根据本发明的一个实施例，所述传感器芯片采用金属铂作为电阻材料，所述温度传感器的测量范围为-300～+300℃，测量精度为0.1℃。

根据本发明的一个实施例，所述传感器芯片外采用铝合金封装形成一铝合金外壳，在所述铝合金外壳内填充导热脂，在所述铝合金外壳内并在所述传感器芯片和信号线的连接位置采用环氧树脂封装。

根据本发明的一个实施例，所述信号线具有多股导线，在每股所述导线外部包覆第一特氟龙护套，在多股所述导线外套设加强筋，在所述加强筋的外围包覆第二特氟龙护套，在所述加强筋和第二特氟龙护套之间设置屏蔽层。

根据本发明的一个实施例，所述传感器芯片采用7芯lemo接头，所述传感器集线端采用lemo连接器来连接所述温度传感器。

根据本发明的一个实施例，所述传感器集线端具有第一蓄电池组，用于向所述传感器集线端供电。

根据本发明的一个实施例，所述传感器集线端内集成具有惠斯通桥路的激励电源、毫伏放大器、滤波电路及无线发射接收装置，所述激励电源用于产生恒压，所述毫伏放大器用于放大信号。

根据本发明的一个实施例，所述无线信号扩展接续器采用433mhz频率与所述传感器集线端及数据采集和显示端通讯。

根据本发明的一个实施例，所述数据采集和显示端具有第二蓄电池组，用于向所述数据采集和显示端供电。

根据本发明的一个实施例，所述无线信号扩展接续器通过市电网络和市电插座来实现所述电力线载波通讯方式。

本发明提供的一种无线远程温度监控系统，其无线信号扩展接续器采用电力线载波通讯方式连接数据采集和显示端，整体安装方便，测试效果好。

应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。

附图中：

图1示出了本发明一个实施例的无线远程温度监控系统的结构框图。

图2示出了本发明一个实施例的无线远程温度监控系统的温度传感器的结构示意图。

图3示出了图2中导线的横截面示意图。

图4示出了本发明一个实施例的无线远程温度监控系统的传感器集线端内采用惠斯通电桥方式测量铂电阻的电路结构图。

其中，上述附图主要包括以下附图标记：

无线远程温度监控系统100温度传感器110

传感器芯片111信号线112

铝合金外壳113导热脂114

环氧树脂115导线116

第一特氟龙护套117加强筋118

第二特氟龙护套119屏蔽层1121

传感器集线端120第一蓄电池组121

数据采集和显示端130处理器131

显示器132第二蓄电池组133

无线信号扩展接续器140

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。

图1示出了本发明一个实施例的无线远程温度监控系统的结构框图。图2示出了本发明一个实施例的无线远程温度监控系统的温度传感器的结构示意图。图3示出了图2中导线的横截面示意图。如图所示，一种适用于电动车碰撞试验的无线远程温度监控系统100主要包括温度传感器110、传感器集线端120、数据采集和显示端130及无线信号扩展接续器140。

其中，温度传感器110包括传感器芯片111及与传感器芯片111连接的信号线112。该信号线112具有耐高温防缠绕的特性，且信号线112长度大于等于6m，以保证温度传感器110的整体布置覆盖动力汽车的动力电池区域。

传感器集线端120与温度传感器110的信号线112连接。传感器集线端120接收来自温度传感器110的检测信号。

数据采集和显示端130包括处理器131和显示器132。

无线信号扩展接续器140能够以无线方式连接传感器集线端120。无线信号扩展接续器140采用电力线载波通讯方式连接数据采集和显示端130。

在电动车碰撞试验中，数据采集和显示端130通过无线信号扩展接续器140接收由传感器集线端120获得的温度信号。该温度信号经数据采集和显示端130的处理器131处理后显示在显示器132上，以便用户及时了解动力电池区域的温度检测结果。

较佳地，传感器芯片111采用金属铂作为电阻材料，电气性能较为稳定。温度传感器110的测量范围为-300～+300℃(摄氏度)，测量精度为0.1℃。

较佳地，传感器芯片111外采用铝合金封装形成一铝合金外壳113。铝合金外壳113具有防水防震功能，使传感器芯片能被方便固定安装到电动汽车上的动力电池区域。在铝合金外壳113内填充导热脂114。在铝合金外壳113内，并在传感器芯片111和信号线112的连接位置采用环氧树脂115封装，提升防尘效果且能维持导热性能。

较佳地，信号线112具有多股导线116。在图3示意的实施例中，信号线112具有3股导线116，在每股导线116的外部包覆第一特氟龙护套117。在3股导线116外再套设加强筋118，在加强筋的外围包覆第二特氟龙护套119。在加强筋118和第二特氟龙护套119之间设置屏蔽层1121。其中，屏蔽层1121通常有铜网编织，能应对电动车碰撞试验中的电子干扰环境。加强筋118应对碰撞试验中的布线过程中信号线112过于柔软容易打结和缠绕的问题，增加了加强筋118之后的信号线112，增强信号线挠性，不容易发生打结，缠绕，便于收纳和整理以便重复使用。

较佳地，传感器芯片111采用7芯lemo(雷莫)接头，可以直接拨接dts,kisler数采进行激励和采集。传感器集线端120采用lemo连接器来连接温度传感器110，两者配合度更好，既方便安装插拔又保证了在碰撞试验中的接触可靠性。

较佳地，传感器集线端120具有第一蓄电池组121，用于向传感器集线端120供电。在一实施例中，第一蓄电池组121为锂电池，传感器集线端120还包括充放电系统，提供该锂电池充放电。第一蓄电池组121能够连续工作达24h(小时)。

较佳地，传感器集线端120内集成具有惠斯通桥路的激励电源、毫伏放大器、滤波电路及无线发射接收装置。激励电源可以采用型号ad586基准电压芯片输出恒压激励电压源，由温度传感器110产生的毫伏级微弱的信号经型号ad620仪表放大器芯片放大信号后，再经过rc低通滤波电路滤波后进行发射。

较佳地，无线信号扩展接续器140采用433mhz频率与传感器集线端120及数据采集和显示端130通讯。采用433mhz频率使得信号的穿透性更强，通讯距离更远。

较佳地，数据采集和显示端130具有第二蓄电池组133。第二蓄电池组133用于向数据采集和显示端130供电。在一实施例中，第二蓄电池组133为锂电池，数据采集和显示端130还包括充放电系统，提供该锂电池充放电。第二蓄电池组133能够连续工作达24h(小时)。

较佳地，无线信号扩展接续器140通过市电网络和市电插座来实现电力线载波通讯方式。这样无线信号扩展接续器140可以被固定在测试区域的墙面上的任意一个220v市电电源插座上，由市电取电，在取电的同时传输信号数据。无线信号扩展接续器140将从传感器集线端120获得的温度信号通过电力线载波通讯方式传递到数据采集和显示端130。在同一个高压变压器供电网内，可以实现高速可靠通讯，无需另外布线。该种方式较好的解决了“穿墙”衰减、传输距离短，后期布线难的问题。无线信号扩展接续器140与传感器集线端120和数据采集和显示端130无线相连。如果需要扩展无线信号，只需要在任意一个220v市电电源插座上增加1个或多个无线信号扩展接续器140，即可完成无线信号的转发和扩展。采用电力线载波通讯方式能跨越完全电磁屏蔽的房间和实验室，在房间内设备采用无线发射接收，在实验室的不同房间之间直接采用电力线载波通讯，无需布线。此外，无线信号扩展接续器140还可以带有报警开关提供报警功能，也可以驳接外部的报警安防系统。无线信号扩展接续器140还可具备wifi连接方式，以方便接入局域网或互联网应用。

图4示出了传感器集线端内采用惠斯通电桥方式测量铂电阻的电路结构图。如图所示，采用惠斯通电桥方式测量铂电阻rt，电阻r1、r3间的压差为v1，电阻r2、rt间的压差为v2，差分压差δv。

δv＝v1-v2＝v×(r3/((r1+r3))-rt/((r2+rt)))

如果4个电阻都相等，即r1＝r2＝r3＝rt，那么δv＝0。

当其中三个电阻值固定，而铂电阻rt随温度变化而线性变化，rt的阻值发生变化导致δv发生变化。将差分电压δv传入传感器集线端120对比铂电阻线性查表就可以得到对应精确的温度值。因此通过该方式来测量温度将不受温度传感器110的信号线长度的影响。

本发明提供的一种无线远程温度监控系统100，采用无线信号扩展接续器应用电力线载波通讯方式来传送信号到数据采集和显示端，整体安装方便，测试效果好。

本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。