一种无源测温装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及开关柜测温装置，尤其涉及一种采用无源取电的无源测温装置。
【背景技术】
[0002]高压开关柜是发电厂、变电站的重要电气设备。目前，高压开关柜一般都采用插头式连接，在长期运行过程中，很容易因为接点或母线排连接处等部位长期过载、接头松动及触头老化导致接触电阻变大而发热，致使接点或母线排连接处温度升高，进而导致其接触电阻进一步变大，形成恶性循环，最终引发开关柜故障。近年来，电厂、变电站已发生多起因开关柜过热造成的火灾和大面积的停电等严重事故，实时监测开关柜温度、确认开关柜温度在允许的范围内，是杜绝此类事故发生的关键。
[0003]但是高压开关柜内的接点运行温度很难检测，这主要是因为柜内有高压、空间狭小又多为封闭，现有的测温装置体积过大，无法安装在动触头上，一般固定在对测温装置的体积限制较小的静触头盒上。但是，在安装操作时需要对开关柜所连接母线排相关的全部输电线路停电，对正常生产造成大面积影响，尤其是对于个别繁忙线路，由于无法停电甚至导致测温探头安装无法顺利实施。
[0004]现有技术中，为了减小开关柜测温装置的体积，测温装置的电源一般采用单一电源供电。但是，在没有大电流情况下，供电电源输出不能达到测温装置的工作电源要求，装置无法工作，车间生产调试极其不方便，在工程现场使用时候也不够稳定。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种无源测温装置，解决现有高压开关柜测温装置采用单一电源供电的问题。
[0006]为解决上述问题，本实用新型提供了一种无源测温装置，包括能量收集电路、微处理器、射频发射电路和传感器电路；能量收集电路分别与微处理器、射频发射电路和传感器电路相连，为上述电路输出供电电源，微处理器连接射频发射电路和传感器电路，传感器电路连接温度传感器，射频发射电路通过射频天线发射、接收射频信号；能量收集电路包括无源电磁感应取电电路、震动感应取电电路和电池，所述能量收集电路以无源电磁感应取电电路为主电源，震动感应取电电路为次电源，电池为备用电源。
[0007]可选的，所述无源电磁感应取电电路连接感应取电线圈接收电磁波，并将电磁波转换为电能。
[0008]可选的，所述能量收集电路包括电源切换电路、电源保护电路和电源状态检测电路；无源电磁感应取电电路、震动感应取电电路和电池的输出端连接电源切换电路的输入端，电源切换电路的输出端连接电源保护电路的输入端，电源保护电路的输出端连接微处理器、传感器电路和射频发射电路的电源端，无源电磁感应取电电路、震动感应取电电路和电池的输出端连接电源状态检测电路的输入端，电源状态检测电路的输出端连接微处理器。
[0009]可选的，所述电源切换电路连接微处理器，在微处理器的控制下切换供电电源。
[0010]可选的，所述电源状态检测电路包括第一电阻、第一二极管、第二二极管和第一场效应管，电阻一端连接微处理器、传感器电路和射频发射电路的电源端，另一端分别连接第一二极管阳极和第二二极管阳极，第一二极管阴极连接微处理器的10 口，第二二极管阴极连接第一场效应管的源极，第一场效应管的漏极接地、栅极连接无源电磁感应取电电路、震动感应取电电路和电池的输出。
[0011]可选的，所述电源保护电路包括带看门狗功能的低压检测芯片，低压检测芯片的输入端连接电源切换电路的输出端、输出端连接第二场效应管的栅极，第二场效应管的源极经第二电阻接地、漏极经连接第三场效应管的栅极，第三场效应管的漏极连接电源端、源极连接电源切换电路的输出端，低压检测芯片的输出还经第三电阻连接微处理器的复位引脚。
[0012]可选的，所述电源保护电路包括储能电容，所述储能电容连接电源端。
[0013]与现有技术相比，本技术方案具有以下优点:
[0014]1.本实用新型的能量收集电路包括无源电磁感应取电电路、震动感应取电电路和电池，所述能量收集电路以无源电磁感应取电电路为主电源，震动感应取电电路为次电源，电池为备用电源，使得本实用新型具有电源冗余备份，从而结局了现有开关柜测温装置的电源供电不足、供电稳定性不高的问题。
[0015]2.本实用新型的电源保护电路包括两个储能电容，两个储能电容并联后连接电源端，使得本实用新型的电源停止供电后，储能电容还能继续供电，维持微处理器工作一段时间，从而进一步提尚了系统的稳定性。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型实施例的柔性无源标签的结构示意图。
[0017]图2是本实用新型实施例的柔性印刷电路板的结构框图。
[0018]图3是本实用新型实施例的电源检测电路的电路原理图。
[0019]图4是本实用新型实施例的电源保护电路的电路原理图。
[0020]图5是本实用新型实施例的无源柔性测温装置的结构示意图。
[0021]图6是本实用新型实施例的无源柔性测温装置的安装示意图。
[0022]图7是本实用新型实施例的无线供电的自组网测温系统的结构示意图。
[0023]图8是本实用新型实施例的无线供电的自组网测温系统的另一结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图，通过具体实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0025]本实用新型公开了一种无源柔性测温装置，包括柔性无源标签100和本体200。柔性无源标签100包括柔性外壳7、柔性印刷电路板和感应取电线圈24。柔性外壳7为硅胶外壳，柔性印刷电路板封装在柔性外壳7内，使得柔性印刷电路板不受外界干扰。
[0026]请参考图1，在本实施例中，柔性印刷电路板包括能量收集电路1、微处理器2、射频发射电路3、传感器电路4、温度传感器5和ID存储器6。能量收集电路1分别与微处理器2、射频发射电路3、传感器电路4和ID存储器6相连，并作为微处理器2、射频发射电路3、传感器电路4和ID存储器6的供电电源；传感器电路4分别连接温度传感器5和微处理器2，将温度传感器5的检测信号进行处理，传输至微处理器2 ;ID存储器6与微处理器2相连，将存储的柔性无源标签100的ID编码传输至微处理器2 ;射频发射电路3与微处理器2相连，接收或发射射频信号，当微处理器获得ID编码和温度检测信号后，通过射频发射电路发射射频信号。
[0027]请参考图2，在本实施例中，能量收集电路1包括无源电磁感应取电电路8、震动感应取电电路9、柔性电池10、电源切换电路11、电源保护电路12和电源状态检测电路13。无源电磁感应取电电路8、震动感应取电电路9、柔性电池10为三个相互独立的电源，即通过设置多个供电电源，增加了供电电源冗余备份。无源电磁感应取电电路8通过感应取电线圈24接收电磁波，并将电磁波转换为电能；震动感应取电电路9将电路所处环境中震动能量转换为电能；柔性电池包括软性电路板和固态电解质，供电电压稳定，体积小，可拉伸裁剪。
[0028]无源电磁感应取电电路8、震动感应取电电路9和柔性电池10的输出端分别连接电源切换电路11的输入端，电源切换电路11的输出端连接电源保护电路12的输入端，电源保护电路12的输出端连接微处理器2、射频发射电路3、传感器电路4和ID存储器6的电源端；无源电磁感应取电电路8、震动感应取电电路9和柔性电池10的输出端同时连接电源状态检测电路13的输入端，电源状态检测电路13对无源电磁感应取电电路8、震动感应取电电路9和柔性电池10进行检测并将检测信号输出至微处理器2 ;微处理器2连接电源切换电路11，通过电源切换电路11选择满足供电要求的其中一个的作为实际的供电电源，提高装置的供电稳定性，方便车间生产调试。
[0029]通常，无源电磁感应取电电路8为主电源，震动感应取电电路9为次电源，柔性电池10为备用电源，当无源电磁感应取电电路8、震动感应取电电路9和柔性电池10的输出均满足供电要求时，优先将无源电磁感应取电电路8的输出作为供电电源，其次优先用震动感应取电电路9的输出作为供电电源，只有当无源电磁感应取电电路8和震动感应取电电路9的输出都不满足要求时，才将柔性电池10作为供电电源。
[0030]请参考图3，在本实施例中，电源状态检测电路13包括电阻R10、二极管D9和二极管D10和场效应管Q6。电阻R10 —端连接微处理器2、传感器电路3和射频发射电路1的电源端Vcc，另一端分别连接二极管D9阳极和二极管D10阳极；二极管D9阴极VE连接微处理器的10管脚；二极管D10阴极连接场效应管Q6的源极，场效应管Q6的漏极接地、栅极连接无源电磁感应取电电路10、震动感应取电电路11和柔性电池12的输出端。无源电磁感应取电电路8、震动感应取电电路9和柔性电池10的正常输出为6.2V。微处理器利用采集到的二极管D9阴极VE处的值判断当前电源的供给状况，若二极管D9阴极VE的电压由高变低，则供电电源由无源电磁感应取电电路8供电模式向震动感应取电电路9或柔性电池10转换。
[0031]请参考图4，在本实施例中，电源保护电路12包括两个储能电容C6、C8，两个储能电容C6、C8与电源端Vcc并联，电源端Vcc掉电后储能电容C6、C8为微处理器2提供存储数据的存储电源，提高系统稳定性。由于微处理器2写入双备份8个字节的时间大约为50ms，写入时的电流约为2mA，微处理器2的电压为5V时，微处理器2的运行电流约为8mA。假设储能电容从5V放电到3.8V，通过计算可以得知0.05sX0.01A/(5V_3.8V) = 417uF，故在系统的电源端Vcc上并联1个电容值为470uF的储能电容即可完全满足主电源掉电后的存储电源供给。给电源端Vcc并联两个电容值为470uF的电容，加大储能电容的总容值，提高存储容量，保证完全满足主电源掉电后的存储电源供给。
[0032]电源保护电路12包括有带看门狗功能的低压检测芯片U2，低压检测芯片U2的输入端连接电源切换电路的输出端V，低压检测芯片U2的输出端连接场效应管Q4的栅极，同时经电阻R9连接微处理器2的RST复位引脚；场效应管Q4的源极经电阻R8接地、漏极连接场效应管Q2的栅极；场效应管Q2的漏极连接电源端Vcc、源极连接电源切换电路的输出端V。当电源切换电路的输出端V处电压大于低压检测芯片U2的阈值时，低压检测芯片U2输出为高，场效应管Q2开关断开，电源端Vcc正常供电；当电源切换电路的输出端V处电压小于低压检测芯片U2的阈值时，场效应管Q2开关闭合，供电电源被拉低并停止供电，微处理器2的RST复位引脚接收到复位信号，微处理器2进