一种柔性无源标签、无源柔性测温装置及无线供电组网测温系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及开关柜测温装置领域，尤其涉及一种采用无源取电的柔性无源标签、安装在动触头上的无源柔性测温装置及运用电磁波进行无线供电的自组网测温系统。
【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，通常的温度测量方法不能使用。目前，对高压开关柜的接点进行温度测量的装置有两种，一种采用模拟温度传感器，温度精度不准，抗干扰能力差；另一种虽然是数字温度传感器，但采用有线传输数据，在高压柜内使用时受到限制。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。此夕卜，现有的测温装置只能完成一个接点处的温度测量，监测效率不高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种柔性无源标签、无源柔性测温装置及无线供电组网测温系统，解决现有高压开关柜测温装置体积大、安装步骤繁琐、只能测量单个监测点温度的问题。
[0005]为解决上述问题，本发明首先提供了一种柔性无源标签，包括柔性外壳、柔性印刷电路板和温度传感器；柔性印刷电路板封装在柔性外壳内；柔性印刷电路板包括能量收集电路、微处理器、射频发射电路、传感器电路和ID存储器；能量收集电路分别与微处理器、射频发射电路、传感器电路和ID存储器相连，作为微处理器、射频发射电路、传感器电路和ID存储器的供电电源；传感器电路分别连接温度传感器和微处理器，将温度传感器的检测信号进行处理，传输至微处理器；ID存储器与微处理器相连，存储有柔性无源标签的ID编码；射频发射电路与微处理器相连，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。
[0006]可选的，所述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、柔性电池、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连接感应取电线圈，接收电磁波，将电磁波转换为电能；无源电磁感应取电电路、震动感应取电电路和柔性电池的输出端分别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柔性电池的输出端分别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。
[0007]可选的，所述射频发射电路包括射频天线，所述射频天线为设在柔性印刷电路板上的蛇形走线式天线。
[0008]可选的，所述温度传感器设置在柔性外壳内侧设置，或者设置在柔性外壳外侧，或者在柔性外壳内侧和在柔性外壳外侧各设置一个温度传感器；所述柔性外壳内侧和在柔性外壳外侧都设置有温度传感器时，所述传感器电路前端设有传感器信号切换电路，柔性印刷电路板上的温度传感器与柔性外壳外侧的温度传感器分别连接传感器信号切换电路的输入端，传感器信号切换电路的输出端连接传感器电路的输入端。
[0009]可选的，所述柔性电池包括软性电路板和固态电解质。
[0010]可选的，所述电源状态检测电路包括第一电阻、第一二极管和第二二极管，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、储能电容，所述储能电容连接电源端，所述低压检测芯片的输入端连接检测点、输出端连接第二场效应管栅极，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、源极连接检测点，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]本发明还提供了一种无源柔性测温装置，包括本体和柔性无源标签，所述本体是柔性条形带，设有固定位置的锁紧机构，柔性无源标签固定在本体上，本体安装在动触头的梅花爪与触头的连接处。
[0013]可选的，所述感应取电线圈是锡箔状柔性金属合金条，所述感应取电线圈封装在本体内。
[0014]本发明还提供了一种无线供电组网测温系统，包括至少一个无线供电器和至少一个无源柔性测温装置，所述无线供电器包括无线供电器天线、信息采集模块；每一个无线供电器与至少一个无源柔性测温装置组网，组网的一个无线供电器和至少一个无源柔性测温装置之间通过无线供电器天线、射频天线进行射频信号的传输。
[0015]可选的，所述无源柔性测温装置中的无源柔性标签还包括组网模块，所述与一个无线供电器组网的无源柔性测温装置之间可以进行射频信号的传输通信。
[0016]可选的，所述无线供电器还包括组网模块，所述无线供电器之间可以进行射频信号的传输通信。
[0017]与现有技术相比，本技术方案具有以下优点:
[0018]1.由于本发明的无源柔性标签包括柔性外壳、柔性印刷电路板和感应取电线圈，柔性印刷电路板封装在柔性外壳内，使得本发明的无源柔性标签体积小、厚度薄，适于安装在动触头的梅花爪和触头的连接处，从而解决了现有测温装置体积过大，无法安装在动触头上的问题。
[0019]2.由于本发明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、柔性电池，无源电磁感应取电电路连接感应取电线圈，将电磁波转换为电能，震动感应取电电路、柔性电池为备用电源，使得本发明的无源柔性标签实现了无源取电和供电电源冗余，供电稳定性好，安装后维护成本低，从而解决了现有测温装置供电稳定性低、维护成本高的问题。
[0020]3.由于本发明的无源柔性测温装置的本体是柔性条形带，柔性无源标签固定在本体上，使得本发明的无源柔性测温装置安装时将本体沿动触头的梅花爪和触头的连接处表面绕一圈并将该位置固定，不需要整体线路停电，从而解决了现有测温装置安装操作繁琐的问题。
[0021]4.由于本发明的无线供电组网测温系统包括至少一个无线供电器和至少一个无源柔性测温装置，每一个无线供电器与至少一个无源柔性测温装置组网，使得本发明的无线供电组网测温系统可监测多点的温度，从而解决现有测温装置只能监测单一关键点温度的问题。
【附图说明】
[0022]图1是本发明实施例的柔性无源标签的结构示意图。
[0023]图2是本发明实施例的柔性印刷电路板的结构框图。
[0024]图3是本发明实施例的电源检测电路的电路原理图。
[0025]图4是本发明实施例的电源保护电路的电路原理图。
[0026]图5是本发明实施例的无源柔性测温装置的结构示意图。
[0027]图6是本发明实施例的无源柔性测温装置的安装示意图。
[0028]图7是本发明实施例的无线供电的自组网测温系统的结构示意图。
[0029]图8是本发明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】
[0030]下面结合附图，通过具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0031]本发明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。
[0032]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、