专利名称：温度智能在线监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动化设备技术领域，更具体地说是一种温度智能在线监测系 统。
背景技术：
随着信息自动化水平的飞速发展，目前电力系统输配电领域以及其它的领域(比 如仓储等)的温度在线监测基本已经实现了无人值守，对于设备运行的在线监控已经实现 了微机化集中控制，然而对于电气设备及其结头发热情况的监测工作只能由集控中心定期 派工作人员到各变电所巡检，这样不但投入的产本比较大而且检测的时间漏洞无法弥补。 为了满足无人值班变电所的安全运行的要求，急需对电气设备实施在线监控，尤其对电气 设备及其结头发热状态的实时监测。目前市场上已经出现了一些温度智能在线监测的产品，比如中国发明专利申请号 200810022017. 1的无线测温系统，包括测温探头，测温探头与处理器连接，处理器与无线发 射部件连接，一个电源为上述各部件提供工作电源，无线发射部件与主机无线连接，主机接 显示装置，主机通过RS-232接口与外部通讯。再如中国实用新型专利申请号200620026974的一种干扰小、能耗低的远程无线 测温系统，包括至少一个节点系统和ZIGBEE数据接收终端、无线数据传输终端、管理服务 器；所述节点系统为温度探头通过数据线连接ZIGBEE温度采集终端；所述ZIGBEE数据接 收终端通过RS232数据线与无线数据传输终端连接。上述两者目的在于克服了现有技术当中需要依托有线公共网络进行数据传输的 限制，首创的采用了无线数据传输方式，对个别带电设备或其结点能够达到很好的无人值 守的目的，然而对于区域广、路线长的电力系统输配电装置就不适用，对于大区域的电气设 备采用点对点的方式，不仅成本上升而且管理起来难度很大。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术只适用于个别带电设备或者说值守区域小 的不足，提供一种整体结构布置合理，成本不高，而且信号之间干扰小且相互间不冲突的温 度智能在线监测系统，其更适用于区域范围广、线路长的电力系统输配电装置。为了达到以上目的，本实用新型是通过以下技术方案实现一种温度智能在线监 测系统，包括温度传感器、无线基站、管理终端，其特征在于，所述的温度传感器包括等电位 布置在需要测量的高压带电设备及其结头上的测温探头，一个无线基站与其传输区域内的 多个测温探头相配；测温探头用于负责检测温度数据并通过无线方式与无线基站通讯；无 线基站用于负责采集在其接受范围内的由测温探头上传的温度数据信息，并通过无线或有 线方式与管理终端通讯；管理终端用于负责汇总各无线基站上传的所有温度数据信息，且 交由其内置的监测软件处理并在其外置的可视化窗口中显示。本系统一改传统的点对点的工作模式，采用一主多从的工作模式，即由一管理终端汇总负责处理多个独立的无线基站上传的温度数据和一个无线基站负责采集在其接受 范围内的多个测温探头上传的温度数据的工作模式，使得整个系统配置更加合理化成本 低、能耗低、信号干扰小且相互间不冲突，更适用于传输距离远、覆盖面积广的电力系统输 配电装置。测温探头等电位安装在高压带电体上，使整个壳体与带电体形成等势体，壳体内 部电势接地，很好的保护了内部电路，使得其使用服役寿命更长，安全稳定性更强。作为优选，所述测温探头包括绝缘帽、天线、电池座、电路板、金属壳体、屏蔽层；金 属壳体呈漏斗形，其内壁周向配设屏蔽层；屏蔽层也呈漏斗形其内设电路板、天线和电池 座，电路板与电池座和天线相接，天线延伸出屏蔽层和金属壳体顶端开口，延伸部分套设绝 缘帽。测温探头等电位安装在高压带电体上，因其整体体积较小，可安装于导线间隔内， 使整个金属壳体与带电体形成等势体，金属壳体内壁周向配设屏蔽层，即为接地壳体内部 电势为零，很好的保护了内部电路，使得其使用服役寿命更长，安全稳定性更强。金属壳体 呈倒置漏斗型设计，外型美观，防水防尘，而且具有良好的导电连续性，也便于内部器件容置。作为优选，所述测温探头的电路板上的电路部分包括数字测温模块、微处理器和 射频电路，数字测温模块连接到微处理器上，微处理器与射频电路相连且双向互通。数字测温模块集成温度采集、信号放大、模/数转换电路，可将温度值转换为数字 信号。微处理器控制采集温度的时序，并将数据封装成标准协议交由射频电路发射。功率 放大电路和低噪声放大电路由RF Switch电路控制，分别对发射信号和接收信号进行放大， 提高发射功率和接收灵敏度。作为优选，所述无线基站包括外壳、全向天线、数据线接口、电源线接口和电路部 分，外壳内置电路部分，电路部分外接全向天线、数据线接口和电源线接口。无线基站可接收在其接收范围内的多个测温探头上传的数据，并对数据进行处 理、分析，对温度异常数据及时报警。外置两根固定全向天线，分别用于2. 4G射频通信和 SMS或GPRS通信，接口采用了 4芯航插用于连接电源线和数据线，整机结构布置合理紧凑， 尽可能的减小了成本和体积。作为优选，所述无线基站的电路部分包括射频电路、微处理器模块、RS-485模块、 SMS模块和GPRS模块，射频电路与微处理器相连且双向互通，微处理器分别与SMS模块、 GPRS模块和RS-485连接。作为优选，所述管理终端采用传统的PC机，在PC机系统中安装监测软件，监测软 件支持阀值告警、异常升温告警和紧急超温报警三种报警模式，当温度达到告警阀值、监测 到异常升温或紧急超温时会立即发送告警信号。管理终端汇总了所有无线基站上传的所有测温探头的温度数据信息，由监测软件 分析数据并填入预置表格，并在显示器上分级式的显示各个工作点的当前工作状态。有益效果(1)本系统一改传统的点对点的工作模式，采用一主多从的工作模式， 即由一管理终端汇总负责处理多个独立的无线基站上传的温度数据和一个无线基站负责 采集在其接受范围内的多个测温探头上传的温度数据的工作模式，使得整个系统配置更加 合理化成本低、能耗低、信号干扰小且相互间不冲突，更适用于传输距离远、覆盖面积广的 电力输配电系统。
4[0019](2)测温探头等电位安装在高压带电体上，因其整体体积较小，可安装于导线间隔 内，使整个金属壳体与带电体形成等势体，金属壳体内壁周向配设屏蔽层，即为接地壳体内 部电势为零，很好的保护了内部电路，使得其使用服役寿命更长，安全稳定性更强。金属壳 体呈倒置漏斗型设计，外型美观，防水防尘，而且具有良好的导电连续性，也便于内部器件容置。(3)无线基站外置固定全向天线可接收在其接收范围内的测温探头上传的数据， 并对数据进行处理、分析，对温度异常数据及时报警。(4)管理终端汇总了所有无线基站上传的所有测温探头的温度数据信息，由监测 软件分析数据并填入预置表格，并在显示器上分级式的显示各个工作点的当前工作状态。
图1为本实用新型的结构方框图；图2为本实用新型测温探头的结构示意图；图3为图2中电路板部分的电路方框图；图4为本实用新型无线基站的结构示意图；图5为图4中电路部分的电路方框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步的说明。实施例1 如图1所示，一种温度智能在线监测系统，整个系统主要由温度传感器 1、无线基站3、管理终端4三大部分组成。温度传感器1由等电位布置在需要测量的高压带 电设备及其结头上的测温探头2，至于若干数目依照实际应用当中电力输配电系统覆盖面 积或实际需求来决定。测温探头2用于负责检测温度数据并通过无线方式与无线基站3通 讯，无线基站3用于负责采集在其接受范围内的由测温探头2上传的温度数据信息，并通过 有线或无线方式与管理终端4通讯；管理终端4用于负责汇总各无线基站3上传的所有温 度数据信息，且交由其内置的监测软件处理并在其外置的可视化窗口中显示。整个系统主要结构布置如下管理终端4汇总负责处理多个独立的无线基站3上 传的温度数据，一个无线基站3负责采集在其接受范围内的多个测温探头2上传的温度数 据的工作模式。如图2所示，测温探头2包括绝缘帽21、天线22、电池座23、电路板24、金属壳体 25、屏蔽层26 ；金属壳体25呈漏斗形，其内壁周向配设屏蔽层26，测温探头2等电位安装 在高压带电体上，使整个金属壳体25与带电体形成等势体，金属壳体25内壁周向配设屏蔽 层26，即壳体内部电势为零，很好的保护了内部电路，使得其使用服役寿命更长，安全稳定 性更强。金属壳体25呈漏斗流线型、封闭式设计，外型美观，防水防尘，且具有良好的导电 连续性，便于内部器件容置，且其体积较小，外部直径仅为32mm，高50mm (包括天线)，可安 装于导线间隔内。屏蔽层26也呈漏斗形其内设电路板24、天线22和电池座23，电路板24 与电池座23和天线22相接，天线22延伸出屏蔽层26和金属壳体25顶端开口，延伸部分 套设绝缘帽21。如图3所示，测温探头2的电路板24上的电路部分包括数字测温模块、微处理器和射频电路，数字测温模块连接到微处理器上，微处理器与射频电路相连且双向互通。数字 测温模块集成温度采集、信号放大、模/数转换电路，可将温度值转换为数字信号。微处理 器控制采集温度的时序，并将数据封装成标准协议交由射频电路发射。功率放大电路和低 噪声放大电路由RF Switch电路控制，分别对发射信号和接收信号进行放大，提高发射功率 和接收灵敏度。如图4所示，无线基站3可接收在其接收范围内的多个测温探头上传的数据，并对 数据进行处理、分析，对温度异常数据及时报警。无线基站3包括外壳31、全向天线32、数 据线接口 33、电源线接口 34和电路部分35，外壳31内置电路部分35，电路部分35外接全 向天线32、数据线接口 33和电源线接口 34。外置两根固定全向天线32，分别用于2. 4G射 频通信和SMS或GPRS通信，接口采用了 4芯航插用于连接电源线和数据线，整机结构布置 合理紧凑，尽可能的减小了成本和体积。如图5所示，无线基站3的电路部分35包括射频电路、微处理器模块、RS-485模 块、SMS模块和GPRS模块，射频电路与微处理器相连且双向互通，微处理器分别与SMS模块、 GPRS模块和RS-485连接。如图1所示，管理终端4采用传统的PC机，在PC机系统中安装监测软件，监测软 件支持阀值告警、异常升温告警和紧急超温报警三种报警模式，当温度达到告警阀值、监测 到异常升温或紧急超温时会立即发送告警信号。管理终端4汇总了所有无线基站3上传的 所有测温探头2的温度数据信息，由监测软件分析数据并填入预置表格，并在显示器上分 级式的显示各个工作点的当前工作状态。本系统一改传统的点对点的工作模式，采用一主多从的工作模式，即由一管理终 端汇总负责处理多个独立的无线基站上传的温度数据和一个无线基站负责采集在其接受 范围内的多个测温探头上传的温度数据的工作模式，使得整个系统配置更加合理化成本 低、能耗低、信号干扰小且相互间不冲突，更适用于传输距离远、覆盖面积广的电力系统输 配电装置，也适用于其它的领域(如仓储)的温度在线监测。
权利要求一种温度智能在线监测系统，包括温度传感器、无线基站、管理终端，其特征在于，所述的温度传感器(1)包括等电位布置在高压带电设备上的测温探头(2)，一个无线基站(3)与其传输区域内的多个测温探头(2)相配；测温探头(2)通过无线方式与无线基站(3)相连；无线基站(3)通过无线或有线方式与管理终端(4)通讯。
2.根据权利要求1所述的温度智能在线监测系统，其特征在于，所述测温探头(2)包 括绝缘帽(21)、天线(22 )、电池座(23 )、电路板(24 )、金属壳体(25 )、屏蔽层(26 )；金属壳体 (25)呈漏斗形，其内壁周向配设屏蔽层(26)；屏蔽层(26)也呈漏斗形其内设电路板(24)、 天线(22)和电池座(23),电路板(24)与电池座(23)和天线(22)相接，天线(22)延伸出屏 蔽层(26 )和金属壳体(25 )顶端开口，延伸部分套设绝缘帽(21)。
3.根据权利要求1或2所述的温度智能在线监测系统，其特征在于，所述测温探头(2) 的电路板(24)上的电路部分包括数字测温模块、微处理器和射频电路，数字测温模块连接 到微处理器上，微处理器与射频电路相连且双向互通。
4.根据权利要求1所述的温度智能在线监测系统，其特征在于，所述无线基站(3)包括 外壳(31)、全向天线(32)、数据线接口(33)、电源线接口(34)和电路部分(35)，外壳(31) 内置电路部分(35)，电路部分(35)外接全向天线(32)、数据线接口(33)和电源线接口 (34)。
5.根据权利要求4所述的温度智能在线监测系统，其特征在于，所述无线基站(3)的电 路部分(35)包括射频电路、微处理器模块、RS-485模块、SMS模块和GPRS模块，射频电路与 微处理器相连且双向互通，微处理器分别与SMS模块、GPRS模块和RS-485连接。
6.根据权利要求1所述的温度智能在线监测系统，其特征在于，所述管理终端(4)采用 PC机，在PC机系统中安装有监测软件。
专利摘要本实用新型公开了一种温度智能在线监测系统，该系统包括温度传感器、无线基站和管理终端，温度传感器为测温探头可等电位安装在带电体上。管理终端汇总负责处理多个独立的无线基站上传的温度数据，一个无线基站负责采集在其接受范围内的多个测温探头上传的温度数据的工作模式，管理终端通过RS-485总线、SMS短信或GPRS技术汇总由无线基站上传的温度数据，并由其内置监测软件处理、分析。整个系统配置更加合理化成本低、能耗低、信号干扰小且相互间不冲突，更适用于传输距离远、覆盖面积广的电力输配电系统。
文档编号G01K1/02GK201757676SQ20102013135
公开日2011年3月9日 申请日期2010年3月16日 优先权日2010年3月16日
发明者吴 灿 申请人:杭州千目电力科技有限公司