基于荧光法的多通道温度继电保护装置的制作方法

本实用新型涉及一种基于荧光法的多通道温度继电保护装置，属于分析及测量控制技术领域。

背景技术：

当前测温领域大致分为传统测温法和光电测温法，传统测温法是将被测物体的温度信息通过测温探头直接转换为电信号（如热敏电阻、铂电阻以及热电偶等），而后将电信号传输至解调设备反算出温度信息供其他设备采集使用。传统测温方式具有响应速度快、测温精度高的特点，但其不能胜任高电磁干扰、高腐蚀性的使用场合，例如油浸变压器绕组测温、微波加热设备测温以及半导体生产设备测温等。在上述场合使用传统测温方式，轻则测温结果严重失真，重则损毁重要被测设备（如变压器等），甚至威胁到操作者人身安全。

光电测温法是将被测物体的温度信息先转换为光信号，而后将含有温度信息的光信号导通至光电解调模块，解调模块随即反算出被测物体温度信息。由于在严苛环境中承载温度信息的是光信号，因而相对于传统测温方法而言，光电测温法具备极强的抗电磁干扰和污染能力。

目前市面上流行两种光电测温法：光纤光栅测温和荧光式测温法。光纤光栅测温法是利用光栅（光滤波器）滤光范围随温度变化的特性，通过检测激励光源光成分变化来反算被测物体温度信息。而荧光式测温法是通过检测探头端部荧光物质反射光衰减时间，进而反算被测物体温度信息。两种光电测温法相比，后者的光学探头结构和电路设计均较为简单，同时其可靠性、稳定性以及测温精度均较之前者更高。

多通道温度继电保护装置（以下简称温控仪）可适应严苛测温条件。其测温原理正是基于荧光式测温法，其可检测多路被测“热点”，每路“热点”又对应一路继电信号，当被测“热点”的温度值超出一定范围时，该继电器会产生动作信号，并对相应的电路提供保护。该装置的检测路数可以灵活改变，以适应不同的应用需求。在交互及通讯层面分别有人机交互（如液晶屏或上位机）和基于61850的以太网LAN口。

技术实现要素：

为克服现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种基于荧光法的多通道温度继电保护装置。

本实用新型采取的技术方案是：一种基于荧光法的多通道温度继电保护装置，其包括机箱，以及位于所述机箱正面的液晶面板和位于所述机箱背面的若干PCB插板，所述PCB插板立式竖直安装，其包括测温插板、主控制插板、继电器插板和电源插板，所述测温插板上设有用于连接光纤温度探头的ST接头和用于输出温度数据的接线端子，所述主控制插板上设有FLASH卡槽和以太网LAN以及工业CAN总线通讯接口，所述电源插板上设有电源插座和电源开关。

进一步的，所述机箱背面的左侧作为测温区用于安装测温插板，该测温区设有四个测温插板安装插口，所述的每一个测温插板上设有四个ST接头和一个接线端子，接线端子位于ST接头的下方。

进一步的，所述主控制插板位于机箱背面的中部，继电器插板和电源插板依次位于主控制插板的右侧，测温插板位于主控制插板的左侧，所述继电器插板分别对应测温插板上每个温度通道。

进一步的，所述测温插板可相互调换位置；所述继电器插板上设有各自的编号，可相互交换位置。

进一步的，所述液晶面板为触摸式液晶面板，该液晶面板连同其所在前端面与机箱之间可拆卸连接。

本实用新型的有益效果是：可靠性、稳定性以及测温精度高，抗电磁干扰和污染能力强；检测路数可以灵活改变，以适应不同的应用需求，且可以远程调控；同时电路板模块化设计，功能丰富，安装简单，人机交互界面具有多种安装形式和多种显示界面。

该保护装置集成多路光纤测温传感器，可同时对多个“热点”测温，每路有一个继电器与该路光纤测温传感器配套，继电器的动作状态由实测温度与用户设定值共同决定。所有的参数设置及数据读取均可通过人机交互界面进行，也可以通过以太网远程设置调控该保护装置。产品的主要应用领域包括：微波加热设备、电力系统在线检测以及半导体行业等。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型背面的结构示意图。

图3是本实用新型的硬件框架图。

图4是单通道显示界面。

图5是多通道显示界面。

图中：1-液晶面板，2-机箱，3-测温插板，4-主控制插板，5-继电器插板，6-电源插板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

如图1至图3所示，一种基于荧光法的多通道温度继电保护装置，其包括机箱2，以及位于所述机箱2正面的液晶面板1和位于所述机箱2背面的若干PCB插板，所述PCB插板立式竖直安装，其包括测温插板3、主控制插板4、继电器插板5和电源插板6，所述测温插板3上设有用于连接光纤温度探头的ST接头和用于输出温度数据的接线端子，所述主控制插板4上设有FLASH卡槽和以太网LAN以及工业CAN总线通讯接口，所述电源插板6上设有电源插座和电源开关。

本实用新型中，所述机箱2背面的左侧作为测温区用于安装测温插板3，该测温区设有四个测温插板安装插口，所述的每一个测温插板3上设有四个ST接头和一个接线端子，接线端子位于ST接头的下方。所述主控制插板4位于机箱2背面的中部，继电器插板5和电源插板6依次位于主控制插板的右侧，测温插板3位于主控制插板的左侧，所述继电器插板5分别对应测温插板3上每个温度通道。

本实用新型的功能及特征如下：

简易的硬件构架。

CPU处理区负责将控制指令从液晶面板上读取出来，根据指令调配测温采样区相关通道，同时对外输出继电器信号。设备通讯区使得温控仪可以远程调控。

电路板模块化设计。

温控仪采用模块化设计，将全部装置分为一个机壳和若干个PCB插板。该设备为五个功能模块区：人机交互界面、光纤测温区、主控区、继电保护区以及供电区域。图1所示为温控仪后背板示意图。左起连续4个PCB插板为光纤测温区，每个插板上安装有4路荧光式光纤温度传感器，图中2的圆孔为测温探头连接机构，每个PCB插板下方有一个接线端子，其对应输出4路传感器的电流信号。第5块插板为主控制区，负责其余硬件系统协调工作。其上有FLASH卡槽、以太网LAN口以及工业CAN总线等通讯接口。第6和第7块PCB插板是继电器信号开出端子，分别对应每个温度通道。第8块为电源板。

温度控制策略。

每路控制通道有一个测温传感器和一个继电器，继电器的动作状态由测温传感器和动作设定值决定。为防止继电器出现来回反复动作，其动作设定值分为两种：跳闸值和回闸值，前者高于后者。当实测温度值高于跳闸值时，继电器开始动作，而当实测温度低于回闸值时，继电器回闸。

模拟电流信号范围可调。

本温控仪可以对外输出多路4-20mA电流信号，与每路温度传感器对应。用户可以通过友好的人机交互界面设定设定各路模拟信号对应的温度范围。

PCB插板防反接策略。

只需将每个测温传感器ID号与通道号绑定好，左起4个PCB插板之间可以相互调换位置，而不出现测温错乱现象。两个继电器插板有各自的编号，可相互交换位置，无任何影响。用户在使用时只需确保主控制板和电源板准确安装即可。

人机交互界面多种安装形式。

图2为温控仪默认组装形式，前端部为触摸式液晶面板。此时该面板与机箱固连在一起。也可以将两者拆分，各自独立安装，此时只需将两者之间的通讯线通过机箱前端或后端接线处引出即可。

多种显示界面。

如图4和图5所示，该温控仪共有四种显示界面：单通道显示、四通道显示、八通道显示以及十六通道显示。如果用户要详细了解某个通道的信息，则可采用单通道显示法，此时界面会显示该通道温度历史。用户若想同时查看多路通道温度信息，则可采用四通道、八通道或十六通道显示界面。

本实用新型的实施方法为：

插入主控制插板和供电插板，再插入至少一块测温插板和一块继电器，确认无误后给温控仪上电。正常情况下，液晶面板显示主界面，并且温控仪后端部的光纤探头接口处有发出激励光源。在正确绑定测温模块ID号与通道号的前提下，给某通道连接上光纤温度探头，此时在液晶面板上对应的通道上会显示测温值。

在设定好各通道测温上限值和下限值后，内置CPU会将实测温度值与设定值做对比，高于测温上限值则对应通道继电器动作，低于测温下限值则对应通道继电器回闸。各通道继电器状态会通过相应的指示灯和文字加以标明。

通过液晶面板设置每个通道模拟信号对应的温度范围。两者之间是线性对应关系。

完成设备设置后，即可执行安装。利用该温控仪实时检测多路通道测温信息，用户可以选择FLASH卡来记录温度数据历史，也可以使用以太网远程监控温控仪。

该温控仪具备测温模块工作状态监测机制，如果有测温模块工作不正常，温控仪会及时报警提示用户。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本实用新型的保护范围内。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。