专利名称：高压带电测温仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于温度测试装置，特别是高压供电系统中测量高压带电部位温度的高压带电测温仪。
在高压供电系统中，接头部位的发热是其氧化引发故障的重要显示标志，因此准确测量这些部位的温度就可以及时发现故障的隐患。以往用在接头部位安放石蜡，观察其是否熔化来判断温度，这种测量方法极不准确。
本实用新型的目的在于提供一种准确测量高压带电部位温度的高压带电测温仪，另外也克服了电池长期使用、电压降低引起的测量误差。
本实用新型的目的是这样实现的本实用新型的测温头1装在外壳端头，随温度升高直流电阻线性增长的感温二极管D2装在测温头1端头处，在外壳内靠近测温头1处有主要包括差动放大器、时基电路的发射线路板4及根据电压信号发射红外线的红外线发射二极管8；与红外线发射二极管8相对应的位置上有接收红外线并转化为电压信号的光电管12，靠近光电管12处有主要包括三极管、差动放大器的接收线路板15和装在外壳上的显示表头17；靠近发射线路板4和靠近接收线路板15处分别有供电电池6、19和控制开关7、18；测温仪的电路结构包括发射部分和接收部分，由感温二极管D2、红外线发射二极管8、发射线路板4及对这些部分供电的电池6和控制开关7组成发射部分，由光电管12、接收线路板15、显示表头17及对这些部分供电的电池19和控制开关18组成接收部分。
本实用新型与背景技术相比，其有益效果在于，可准确地测量高压带电部位的温度并明确地显示出来，并将电池长期使用、电压降低的测量误差减小到3％以内。
以下结合附图更详细地描述本实用新型的实施例
图1是本实用新型第一实施例的结构图；图2是本实用新型第一实施例发射部分的电路图；图3是本实用新型第一实施例接收部分的电路图；图4是本实用新型第一实施例、第二实施例中差动放大器25正极的电压——时间图；图5是本实用新型第一实施例、第二实施例中差动放大器25负极的电压——时间图；图6是本实用新型第一实施例、第二实施例中差动放大器25的输出端电压(即时基电路26的高电平输入端27的电压)——时间图；图7是时基电路26输出端32的电压——时间图；图8是本实用新型第二实施例的结构图；图9是本实用新型第二实施例的发射部分的电路图；图10是本实用新型第二实施例的接收部分的电路图；在图1中，1为测温头，内有感温二极管D2；2为前管壳；3为前塑料架；4为发射线路板；5为前屏蔽罩；6为前电池；7为前开关；8为红外线发射二极管；9为联接盖；10为传导管；11为双接头；12为光电管；13为后塑料架；14为后管壳；15为接收线路板；16为后屏蔽罩；17为显示表头(毫安表)；18为后开关；19为后电池；20为接头；21为中管壳；22为联接盘。发射线路板4由前塑料架3支撑，装入前屏蔽罩5后，放入前管壳2内；前管壳2、接头20、外壳21、联接盘22、传导管10、双接头11、后管壳14由塑料制成，可防止外界光线对红外线的发射、传导、接收的影响；红外线发射二极管8发射出的红外线由传导管10传导到光电管12，由光电管12接收，转化为电压信号。
在图2中，前电池6的正极通过前开关7接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接二极管D1的正极和差动放大器23的正极；二极管D1的正极接稳压二极管DW1的正极；稳压二极管DW1的负极接前电池6的负极；差动放大器23的负极接感温二极管D2的负极、电阻R3的一端和电阻R2的一端；电阻R2的另一端接前电池6的负极；电阻R3的另一端接差动放大器24的负极和电阻R4的一端；电阻R4的另一端接差动放大器24的输出端和差动放大器25的正极；差动放大器23的输出端接感温二极管D2的正极和差动放大器24的正极；前电池6的正极通过前开关7后接场效应管G的漏极；场效应管G的栅极接电阻R5的一端、差动放大器25的负极、三极管S1的发射极和电容C1的一端；电阻R5的另一端接场效应管G的源极；电容C1的另一端接前电池6的负极；差动放大器25的输出端接时基电路26的高电平输入端27；时基电路26的复位端30、高电位端31通过前开关7接前电池6的正极；前电池6的正极还通过前开关7接电阻R6的一端；电阻R6的另一端接时基电路26的低电平输入端28、放电端29和电容C2的一端；电容C2的另一端接前电池6的负极；时基电路26的输出端接电阻R7的一端和电阻R8一端；电阻R7的另一端接红外线发射二极管8的正极；红外线发射二极管8的负极接前电池6的负极；电阻R8的另一端接三极管S1的基极；三极管S1的集电极接前电池6的负极。
在图3中，光电管12的正端接电阻R9的一端、电阻R11的一端和三极管S2的发射极；光电管12的负端接三极管S2的基极；电阻R9的另一端通过后开关18接后电池19的正极；三极管S2的集电极接三极管S3的集电极和电阻R10的一端；电阻R10的另一端接后电池19的负极；电阻R11的另一端接电阻R12的一端和三极管S3的基极；三极管S3的发射极接电阻R13的一端、电阻R14的一端和稳压二极管DW2的负极；电阻R13的另一端通过后开关18接后电池19的正极；稳压二极管DW2的正极接后电池19的负极；电阻R14的另一端接电容C3的一端和差动放大器34的正极；电容C3的另一端接后电池19的负极；差动放大器34的负极接电阻R15的一端和电阻R16的一端；电阻R15的另一端接后电池19的负极；电阻R16的另一端接可变电阻R17的一端；可变电阻R17的另一端接差动放大器34的输出端和显示表头17的正极35，显示表头17的负极36接跟随器37的输出极和负极；跟随器37的正极接电位器R19的可变端；电位器R19的固定端的一端接电阻R18的一端和稳压二极管DW3的正极，另一端接电阻R20的一端；电阻R20的另一端接后电池19的负极；稳压二极管DW3的正极接后电池19的负极；电阻R18的另一端通过后开关18接后电池19的正极。
在第一个实施例中，本实用新型以如下方式工作，同时产生以下各种变化发射电路经历以下几个阶段一、前电池6的电压在前开关7闭合时，产生以下变化①电源电压EC加在电阻R1、二极管D1、稳压二极管DW1组成的串联电路上，其中加在二极管D1和稳压二极管DW1上的电压为二极管D1的导通电压加上稳压二极管DW1的稳压值，是稳定的。其电压输入差动放大器23经放大后加在感温二极管D2和电阻R2组成的串联电路上，在感温二极管D2上的分压与感温二极管D2的直流电阻成正比，而感温二极管D2的电阻值随温度升高而线性增长，所以加在感温二极管D2上的电压随温度升高而线性增大，这个电压经电阻R3，电阻R4和差动放大器24放大后输入差动放大器25的正极；差动放大器25的负极上的电位为电容C1上的电位，经差动放大器25后，电压信号被放大并输出，进入时基电路26的高电平输入端27；②前电池6的电源电压EC使场效应管G导通，对电容C1充电；③前电池6的电源电压EC通过电阻R6对电容C2充电，其两端电压逐渐上升，其低电平输入端28的电压与电容C2上的电压相同，其电压也逐渐升高。
二、当低电平输入端28的电压升到1／3EC时，产生以下变化④时基电路26导通，将其高电平输入端27的电压信号传递到输出端32，其电压通过电阻R7加到红外线发射二极管8上，使其导通，此时红外线发射二极管8开始发射红外线；⑤放电端33与时基电路26导通，放电端33通过时基电路26对电容C2放电；⑥时基电路26的输出端32的电压通过电阻R8加到三极管S1上，使其导通，从而三极管S1对电容C1放电。
三、当放电端33通过时基电路26对电容C2放电，使电容C2的电压(即低电平输入端28的电压)降至时基电路26的关闭阀值(关闭阀值<1／3EC)时，时基电路26关闭，同时产生以下变化。
⑦放电端33不再对电容C2放电；⑧时基电路26的高电平输入端27的电压信号不能通过时基电路26传输到输出端32，时基电路26的输出端32无输出，红外线发射二极管8不再发射红外线；⑨由于输出端32无信号输出，三极管S1不再导通，不再对电容C1放电；⑩电容C1，电容C2重新开始第一阶段的充电过程，从而输出端32也回到初始状态，输出端32的电压产生周期性变化，红外发射二极管8也周期性地发出红外线。
综上所述，发射部分在前开关7闭合后，共经历了三个阶段，并周期性地重复，输出端32输出周期性的方波电压信号，红外线发射二极管8发出具有同样周期性的红外线。输出的方波电压信号的电压值(方波高度)与温度高低是线性关系，发射出的红外线强度也随温度的升高而增强。
在图4中，差动放大器25正极的电压与时间无关，与温度成正线性关系；在图5、图6及图7中，t1为电容C2充电使低电平输入端28的电压升到1／3EC的时刻；t2为电容C2放电使低电平输入端28的电压降到时基电路26的关闭阀值的时刻。
接收部分以如下方式工作一、发射部分由红外线发射二极管8发射的红外线由传导管10传导到光电管12，由光电管12接收并转化为电压信号，在后开关18闭合后由三极管S2、三极管S3、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13组成的放大电路开始工作，对电压信号进行放大，由运放器34、电容C3、稳压二极管DW3、电阻R14、电阻R15、电阻R16、可变电阻R17组成的电路进行限幅、积分、放大处理后，输入显示表头17的正极35；二、控制后电池19的后开关18闭合后，后电池19的电压加在电阻R18、电阻R20和电位器R19组成的串联电路上，且电位器R19、电阻R20共同承担稳压二极管DW3的稳定值电压，由电位器R19分压后输入跟随器37的正极后，输出到显示表头17的负极。
显示表头17的正极35、负极36之间的电压差使其产生电流，从而使显示表头17的指针摆动，显示出经过的电流值。从而反映出发射电路中感应二极管D2所处位置的温度值。
在闭合前开关7、后开关18后，测试温度前，应先进行校准程序第一步用测温头1测量室温，调整可变电阻R17，使显示表头17的显示值对应室温；第二步调整电位器R19，使显示表头17满刻度时对应测温仪测试量程的最大值。
在图8中，本实用新型的第二实施例在第一实施例的基础上，在发射线路板4和接收线路板15上都增加了分别包括发光二极管D3、发光二极管D4的低压显示部分；在前管壳2上开有一孔38，露出发光二极管D3，在后管壳14上开有一孔39，露出发光二极管D4；两个低压显示部分的电路分别接入第一实施例的发射部分电路和接收部分电路上；在图9中，发射部分电路的低压显示部分电路用于显示前电池6的电池电压不足，包括电阻R21，电阻R22，电阻R23，发光二极管D3和差动放大器40；电阻R21的一端通过前开关7接前电池6的正极，另一端接电阻R22的一端和差动放大器40的负极；差动放大器40的正极接二极管D1的正极，其输出端接电阻R23的一端；电阻R23的另一端接发光二极管D3的正极；发光二极管D3的负极接前电池6的负极；电阻R22的另一端接前电池6的负极；在图10中，接收部分电路的低压显示部分电路用于显示后电池19的电池电压不足，包括电阻R24，电阻R25，电阻R26，发光二极管D4和差动放大器41；电阻R24的一端通过后开关18接后电池19的正极，另一端接差动放大器41的负极和电阻R25的一端；电阻R25的另一端接后电池19的负极；差动放大器41的正极接稳压二极管DW3的正极，其输出端接电阻R26的一端；电阻R26的另一端接发光二极管D4的正极；发光二极管D4的负极接后电池19的负极。
发射部分或接收部分这两部分其中之一可以附加低压显示部分，也可采取发射部分与接收部分都附加低压显示部分的方式；本实用新型第二实施例的发射部分和接收部分关于红外线的发射、接收、温度显示的工作方式与第一实施例相同；发射部分的低压显示部分的工作方式如下在图9中，前开关7闭合后，前电池6的电源电压加在由电阻R1、二极管D1，稳压二极管DW1组成的串联电路上，加在二极管D1和稳压二极管DW1上的电压为二极管D1的导通电压加稳压二极管DW1后稳压值，这个电压是不随前电池6的电池电压的变化而改变的，为稳定值，它输入差动放大器40的正极；另外，前电池6的电压也加在由电阻R21，电阻R22组成的串联电路上，电阻R22上的电压与前电池6的电源电压成正比，它输入差动放大器40的负极；前电池6开始使用时，差动放大器40的负极电压(即电阻R22上的电压)大于其负极电压(即二极管D1的导通电压加稳压二极管DW1的稳压值)，差动放大器40的输出电压为负值，发光二极管D3不导通，不工作；当前电池6的电源电压随着使用而降低后，电阻R22上的电压即差动放大器40负极电压减小，而差动放大器40正极电压不变。当差动放大器40的负极电压小于正极电压时，差动放大器40的输出电压为正值，通过电阻R23使发光二极管D3导通而工作，发出可见光，作出前电池6供电不足的显示信号。
接收部分的低压显示部分的工作方式如下在图10中，后开关18闭合后，后电池19的电池电压加在由电阻R24、电阻R25组成的串联电路上，电阻R25上的电压与后电池19的电池电压成正比，这个电压输入差动放大器41的负极；差动放大器41的正极电压为稳压二极管DW3的稳压值，是不随后电池19的电池电压的变化而改变的；后电池19开始使用时，电阻R25上的电压即差动放大器41的负极电压大于差动放大器41的正极电压(即稳压二极管DW3的稳压值)，差动放大器41的输出电压为负值，发光二极管D4不导通、不工作；当后电池19由于长期使用电池电压降低后，电阻R25上的电压随之下降，即差动放大器41的负极电压减小，而差动放大器41的正极电压不变；当差动放大器41的负极电压小于正极电压时，差动放大器41的输出电压为正值，其输出电压通过电阻R26而使发光二极管D4导通，发出可见光，作出后电池19供电不足显示信号。
本实用新型用两个实施例来说明，但其保护范围不限于以上两个实施例，例如时基电路26可以是NE555电路，也可以是其它类似的时基电路。
权利要求1.一种高压带电测温仪，其特征是测温头装在外壳端头，随温度升高直流电阻线性增长的感温二极管装在测温头内端头处，在外壳内靠近测温头处有主要包括差动放大器、时基电路的发射线路板及根据电压信号发射红外线的红外线发射二极管；与红外线发射二极管相对应的位置上有接收红外线并转化为电压信号的光电管，靠近光电管处有主要包括三极管、差动放大器的接收线路板和装在外壳上的显示表头；靠近发射线路板和靠近接收线路板处分别有供电电池和控制开关；测温仪的电路结构包括发射部分和接收部分，由感温二极管、红外线发射二极管、发射线路板及对这些部分供电的电池和控制开关组成发射部分，由光电管、接收线路板、显示表头及对这些部分供电的电池和控制开关组成接收部分。
2.根据权利要求1所述的高压带电测温仪，其特征是发射部分电路的连接方式为前电池(6)的正极通过前开关(7)接电阻R1的一端；电阻R1的另一端接二极管D1的正极和差动放大器(23)的正极；二极管D1的正极接稳压二极管DW1的正极；稳压二极管DW1的负极接前电池(6)的负极；差动放大器(23)的负极接感温二极管D2的负极、电阻R3的一端和电阻R2的一端；电阻R2的另一端接前电池(6)的负极，电阻R3的另一端接差动放大器(24)的负极和电阻R4的一端；电阻R4的另一端接差动放大器(24)的输出端和差动放大器(25)的正极；差动放大器(23)的输出端接感温二极管D2的正极和差动放大器(24)的正极；前电池(6)的正极通过前开关(7)接场效应管G的漏极；场效应管G的栅极接电阻R5的一端、差动放大器(25)的负极、三极管S1的发射极和电容C1的一端；电阻R5的另一端接场效应管G的源极；电容C1的另一端接前电池(6)的负极；差动放大器(25)的输出端接时基电路(26)的高电平输入端(27)；时基电路(26)的复位端(30)、高电位端(31)通过前开关(7)接前电池(6)的正极；前电池(6)的正极还通过前开关(7)接电阻R6的一端；电阻R6的另一端接时基电路(26)的低电平输入端(28)、放电端(29)和电容C2的一端；电容C2的另一端接前电池(6)的负极；时基电路(26)的接地端(33)接前电池(6)的负极；时基电路(26)的输出端接电阻R7的一端和电阻R8的一端；电阻R7的另一端接红外线发射二极管(8)的正极；红外线发射二极管(8)的负极接前电池(6)的负极；电阻R8的另一端接三极管S1的基极；三极管S1的集电极接前电池(6)的负极；接收部分电路的连接方式为光电管(12)的正端接电阻R9的一端、电阻R11的一端和三极管S2的发射极；光电管(12)的负端接三极管S2的基极；电阻R9的另一端通过后开关(18)接后电池(19)的正极；三极管S2的集电极接三极管S3的集电极和电阻R10的一端；电阻R10的另一端接后电池(19)的负极；电阻R11的另一端接电阻R12的一端和三极管S3的基极；电阻R12的另一端接后电池(19)的负极；三极管S3的发射极接电阻R13的一端、电阻R14的一端和稳压二极管DW2的负极；电阻R13的另一端通过后开关(18)接后电池(19)的正极；稳压二极管DW2的正极接后电池(19)的负极；电阻R14的另一端接电容C3的一端和差动放大器(34)的正极；电容C3的另一端接后电池(19)的负极；差动放大器(34)的负极接电阻R15的一端和电阻R16的一端；电阻R15的另一端接后电池(19)的负极；电阻R16的另一端接可变电阻R17的一端；可变电阻R17的另一端接差动放大器(34)的输出端和显示表头的正极(35)，显示表头(17)的负极(36)接跟随器(37)的输出极和负极；跟随器(37)的正极接电位器R19的可变端；电位器R19的固定端的一端接电阻R18的一端、稳压二极管DW3的正极，另一端接电阻R20的一端；电阻R20的另一端接后电池(19)的负极；稳压二极管DW3的正极接后电池(19)的负极；电阻R18的另一端通过后开关(18)接后电池(19)的正极。
3.根据权利要求2所述的高压带电测温仪。其特征是时基电路(26)为NE555时基电路。
4.根据权利要求2或3所述的高压带电测温仪，其特征是发射部分或接收部分至少其中之一装有用于显示前电池(6)或后电池(19)的电池电压不足的低压显示部分；发射部分用于显示前电池(6)的电池电压不足的低压显示部分包括电阻R21、电阻R22、电阻R23、差动放大器(40)和发光二极管D3；外壳上开有一孔(38)，露出发光二极管D3；电阻R21的一端通过前开关(7)接前电池(6)的正极；另一端接电阻R22的一端和差动放大器(40)的负极；电阻R22的另一端接前电池(6)负极；差动放大器(40)的正极接二极管D1的正极和差动放大器(23)的正极，其输出端接电阻R23的一端；电阻R23的另一端接发光二极管D3的正极；发光二极管D3的负极接前电池(6)的负极；接收部分用于显示后电池(19)的电池电压不足的低压显示部分包括电阻R24，电阻R25，电阻R26，差动放大器(41)和发光二极管D4；外壳上开有一孔(39)，露出发光二极管D4；电阻R24的一端通过后开关(18)接后电池(19)的正极，另一端接差动放大器(41)的负极和电阻R25的一端；电阻R25的另一端接后电池(19)的负极；差动放大器(41)的正极接稳压二极管DW3的正极，其输出端接电阻R26的一端；电阻R26的另一端接发光二极管D4的正极；发光二极管D4的负极接后电池(19)的负极。
专利摘要本实用新型是一种高压带电测温仪，特别是高压供电系统中测量高压带电部位温度的装置，它解决了原有技术中高压带电部位的温度测量不准确的问题；其主要技术特征是由将温度信号转化为红外线信号的发射部分和接收红外线并转化为电信号进行显示的接收部分组成，测温头内有感温二极管；本实用新型主要用于高压带电部位的温度测量。
文档编号G01K7/18GK2212783SQ9520004
公开日1995年11月15日 申请日期1995年1月10日 优先权日1995年1月10日
发明者刘庆珠 申请人:刘庆珠