一种室外柜箱体内部冷凝预警装置的制作方法

本实用新型涉及一种预警装置，尤其是一种室外柜箱体内部冷凝预警装置。

背景技术：

冷凝就是高温气体物质由于温度降低而凝结成为非气体状态（通常是液体）的过程。大气空气是由干燥空气和一定量的水蒸气混合而成的，因此也叫做湿空气，当柜内设备表面温度低于进气气流的露点温度时，水汽凝结就会发生在其表面，从而产生冷凝水，它的多少一般与空气的含湿量、露点温度、室温等有关，准确数据可以通过湿空气焓湿图计算，并由此可知，冷凝的发生和温度降低有着直接关系。

目前室外端子箱、环网柜所处环境复杂，日夜温差大，箱体设计又属于半封闭结构，加之环境温度冷热交替变换，内部冷凝效果明显，极易形成水汽凝结，湿度大，不但导致电缆接头绝缘破坏，短路爆燃，还造成柜内器件使用寿命缩短，结构件腐蚀失效，更会由于端子箱内器件早期失效造成操作电源勿动或拒动等重大事故，使故障进一步扩大，严重影响电网运行安全，同时由于地处室外，数量大距离远，一线人员检查不便，也造成相关问题不易发现。

其中，特别是室外柜内部冷凝现象是亟待解决的首要隐患，当柜内冷凝现象发生时，由于高湿空气的流动性，往往柜内所有带电运行设备、线路、开关、公共接点、接触器、继电器触点等表面均附有冷凝水汽，不但直接影响绝缘强度和操作特性，更由于水汽混杂上原本附着的灰尘、油污等，造成极难剔除的污染物，即使烘干也不能彻底消除，从而对设备的安全运行造成长期影响。关键的问题是一旦形成冷凝则上述危害就已经发生，所以如何提前预知，在即将发生该状况前介入，采用可靠手段（升温、除湿等等）处理才是重中之重。

半导体制冷器是一种热泵，其原理是利用半导体材料的peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的，是一种产生负热阻的制冷技术，其特点是无运动部件，寿命长，应用在一些空间受到限制、可靠性要求高、无制冷剂污染的场合。半导体制冷器的热惯性非常小，制冷制热时间快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电小于一分钟，制冷片就能达到最大温差。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种室外柜箱体内部冷凝预警装置，不改变原有设备的运行条件，在柜内安装一套防止热失控的内部环境智能数据发送装置，可以长期连续工作，工作稳定，安装简单，指示明确，使用可靠方便，彻底解决因外部环境因素而造成的运行安全隐患。

本实用新型的技术方案具体如下：

一种室外柜箱体内部冷凝预警装置，包括温湿度控制器，与温湿度控制器连接的驱动电路和信号处理模块，半导体制冷器与驱动电路连接，湿敏电路与信号处理模块连接，湿敏电阻紧贴于半导体制冷器的冷却面。

进一步地，温湿度控制器通过驱动电路保证半导体制冷器的正常工作。

进一步地，温湿度控制器采集信号处理模块处理的冷凝预警输入信号。

进一步地，半导体制冷器采用h桥驱动的间歇工作方式，连续工作时间小于2分钟。

进一步地，半导体制冷器采用最大制冷功率不小于50w，最大温差大于60℃的40×40mm小型半导体制冷器。

本实用新型即利用高温气体物质由于温度降低而凝结成为液体的原理，如果室外柜箱体内部空气环境虽然未达到产生冷凝的程度，但由于半导体制冷器的制冷作用，使冷却面的温度降低从而在其表面提前产生冷凝现象，其多少通过湿敏电阻检测，湿度越大说明产生冷凝的概率越大，因为周围良好通风和柜内环境完全接触，这样就可以预知柜内空气环境在当前温度和综合环境条件下是否可能发生冷凝，提前采取必要措施，如升温、除湿等手段，实现预警处理干预的目的，从而从根本上避免冷凝带来的一系列严重后果。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1.本实用新型采用高精度温湿度检测，实现空气、露点、水汽等多种形态的正确检测，双反馈回路保证了信号稳定准确，漂移小，重复精度高等特点，实现温湿度的精准采集和控制；

2.本实用新型可以多参数采集、报警、处理及存储，包括温度、湿度、气压等，以及可扩展的海拔、天气预警、gps数据等；实现装置故障、雨水泄漏、通风故障、气压异常、密封破坏、温湿度超标、明火爆燃等诸多报警功能。

3.本实用新型体积小巧轻便，安装简单可靠，可扩展实现组网和数据传输，实现双向数据传输和控制。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；

图2是本实用新型的带半导体制冷器的驱动电路的电路图；

图3是本实用新型的带湿敏电阻的信号处理模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本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对本实用新型一部分实例，而不是全部的实例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实施例的室外柜箱体内部冷凝预警装置，包括温湿度控制器5，与温湿度控制器5连接的驱动电路3和信号处理模块4，半导体制冷器1与驱动电路3连接，湿敏电阻2与信号处理模块4连接，湿敏电阻2紧贴于半导体制冷器1的冷却面。温湿度控制器5采集信号处理模块4处理的冷凝预警输入信号。湿敏电阻2通过信号处理模块4处理后送到温湿度控制5作为冷凝预警输入信号

温湿度控制器5通过驱动电路3保证半导体制冷器的正常工作。本实施例的半导体制冷器采用最大制冷功率不小于50w，最大温差大于60℃的40×40mm小型半导体制冷器。温湿度控制器5为hty-wskz温湿度控制器。半导体制冷器1采用h桥驱动的间歇工作方式，连续工作时间小于2分钟。

作为优化，半导体制冷器1可采用多单元大功率组合工作，其中一个单元作为预警装置传感器，其整体工作可同时起到降温除湿的作用。

作为优化，湿敏电阻2通过信号处理4输出预警信号，还可以同步控制通风、声光报警、无线网络传输等，提高系统的可靠性和智能化水平。

半导体制冷器1冷却面的湿度通过湿敏电阻检测，其值大小决定了发生冷凝的概率，可以试验获得大量现场数据，今后通过数据库查询法设置冷凝温度，实现更准确的预警。

半导体制冷器1、湿敏电阻2、驱动电路3、信号处理模块4可一体化设计和封装，以实现装置方便使用、更轻巧、寿命更长的目的。

如图2所示，本实施例的电路是基于h桥的驱动电路，当设置out3为高、out4为低电平，out2为低、out1为高电平时，q3和q4断开，q1和q2导通，电流由tec左至右；反之out3为低、out4为高电平，out2为高、out1为低电平时，q3和q4导通，q1和q2断开，电流由右至左。通过温湿度控制器5的pid控制设置out1或者out4的pwm占空比，控制q1或者q4的导通时间来控制半导体制冷器的工作时间，从而达到控制、设置冷凝预警温度的目的。

带湿敏电阻2的信号处理模块4如图3所示。该电路的核心器件是lm358双运算放大器，内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源微功耗使用，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其它所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。

由湿敏电阻2构成的冷却面湿度检测电路，该电路主要是由湿敏电阻器2、湿度信号放大电路（ici、rp1、rp2、r3～r5、vd1～vd3）、稳压电源电路等构成，电路中湿敏电阻器2、放大晶体管vt1及r1、r2构成了湿度检测电路，用于检测冷却面湿度的变化，并将该信号传送到湿度信号放大电路中。+12v直流电压送入电路后，首先经电阻器r9～r11分压、稳压二极管vd2稳压后输出+6v电压，+6v电压一路为lm358的⑥脚提供工作电压，一路将r7降压、vdi稳压后输出2.5v电压，为湿度检测电路进行供电。

本实施例采用高精度温湿度检测，实现空气、露点、水汽等多种形态的正确检测，双反馈回路保证了信号稳定准确，漂移小，重复精度高等特点，实现温湿度的精准采集和控制。

本实施例采用预置环境检测曲线，针对不同设定要求和环境条件，实时对比参数，既保证了智能检测，又降低了装置本身的功耗，适用于无尘无噪声的屏内或端子箱等小环境的精确调节。

本实施例设置报警模块与温湿度控制器连接，可以进行多参数采集、报警、处理及存储，包括温度、湿度、气压等，以及可扩展的海拔、天气预警、gps数据等；实现装置故障、雨水泄漏、通风故障、气压异常、密封破坏、温湿度超标、明火爆燃等诸多报警功能。

本实施例采用“随手放”模块化结构，体积小巧轻便，安装简单可靠，可扩展实现组网和数据传输，实现双向数据传输和控制。

本实施例采用gfsk跳频400m无线发射，功率小距离远，多冗余编码纠错，通讯可靠，接收灵敏,数据包错误自动重发。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。