本实用新型涉及温度监测，具体系预设多点温度监测线及超温显示报警装置。
背景技术：
现有技术中，监测温度装置多采用数字温度传感器和单板机，虽然可以实时监测温度、记录温度、查询温度等，但传输距离一般在500米，并对外界有一定的电磁干扰并且自身也会受到外界的电磁干扰，还存在电路复杂、造价高、故障几率较高的问题。实际上，对于某些场合，如分支电缆的各个分支接头处温度监测、电缆桥架间距布设温度监测点或电力电缆间距布设温度监测点温度监测等，这些场合具体的实时温度显示并无太大意义，重要的是要在这些温度监测点超温时能够准确显示故障定位点并及时报警。
技术实现要素：
本实用新型之目的，在于克服现有技术上述之不足，提供一种预设多点温度监测线及超温显示报警装置。其可应用于分支电缆的各个分支接头处温度监测、电缆桥架间距布设温度监测点或电力电缆间距布设温度监测点监测等场合的超温显示报警。
为达到上述之目的，本实用新型采取下面的技术方案：
预设多点温度监测线及超温显示报警装置，由预设多点温度监测线、分压取样电路、n个窗口电压比较器单元及显示报警元件组成。预设多点温度监测线用于检出超温预设点预设定位电阻阻值，将其连接到分压取样电路，分压取样电路将检出电阻值分压取出超温点电压信号并送到窗口电压比较器，窗口电压比较器对超温点电压信号进行判断，并在其连接的显示报警元件上宣示判断结果并报警。
预设多点温度监测线，采用二芯绝缘导线做传输线，在其两根导体上，预设了n个位置，分别连接有n组串联的常开双金属片温度开关和不同阻值的预设定位电阻。
在预设监测位置超温时，常开双金属片温度开关闭合，此时因二芯绝缘导线导体电阻可以忽略不计，预设多点温度监测线的等效电阻，即为与该常开双金属片温度开关串联的预设定位电阻阻值。预设定位电阻的阻值作为各预设温度监测点的身份名片，这就要求各点的预设定位电阻阻值不同，在其超温时，系统将以此作为判断依据。其阻值根据预设的各窗口电压比较器单元的下限基准电压、上限基准电压计算选定，也即各窗口电压比较器单元的下限基准电压、上限基准电压设置是与各预设定位电阻阻值相关联的。
预设多点温度监测线与取样电阻构成分压取样电路，其一导体接入直流电源正极，另一导体接取样电阻一端，取样电阻另一端接直流电源公共地端，在取样电阻上取出电压信号送到下级进行判断。
超温显示报警装置，由n个窗口电压比较器单元及对应的发光二极管、电子蜂鸣器组成，通过比较取样电阻上的电压值进行判断是否有超温点，并以声光报警宣示判断结果。所有窗口电压比较器单元正极并联接入直流电源正极，所有窗口电压比较器单元公共地端并联接入直流电源负极，其n个电压输入端并联，连接到预设多点温度监测线和取样电阻构成的分压取样电路，用于监测显示的窗口电压比较器单元输出端和直流电源正极接有显示发光二极管，用于监测报警的窗口电压比较器单元和直流电源正极接有电子蜂鸣器。
本实用新型采用上述之结构，具有以下有益效果：
元件少，结构简单，造价低。
任意预设温度监测点。
预设多点温度监测线运行中在无超温点时，无电流，无功耗。
工作中不产生电磁干扰，也不会受到外界电磁波的影响，工作可靠，传输距离远。
附图说明
图1为本实用新型预设多点温度监测线立体示意图。
图2为本实用新型预设多点温度监测线电路图。
图3为本实用新型预设多点温度监测线在某点超温温度开关闭合时的等效电阻与取样电阻组成的分压取样电路。
图4为本实用新型预设第1点监测窗口电压比较器单元电路图。
图5为本实用新型预设多点温度监测线及超温显示报警装置电路图。
图中：1、二芯绝缘导线；1a、二芯绝缘导线导体之一；1b、二芯绝缘导线导体之二；11、预设第1点温度开关；12、预设第2点温度开关；13、预设第3点温度开关；1n、预设第n点温度开关； 21、预设第1点定位电阻；22、预设第2点定位电阻；23、预设第3点定位电阻；2n、预设第n点定位电阻；31、预设第1点监测窗口电压比较器单元；31a、预设第1点监测显示发光二极管；32、预设第2点监测窗口电压比较器单元；32a、预设第2点监测显示发光二极管；33、预设第3点监测窗口电压比较器单元；33a、预设第3点监测显示发光二极管；3n、预设第n点监测窗口电压比较器单元；3na、预设第n点监测显示发光二极管；4、声音报警窗口电压比较器单元；5、电子蜂鸣器；Rx、预设多点温度监测线温度开关闭合时的等效电阻、RF、取样电阻；U、预设多点温度监测线工作电压；Ui、取样电阻上的电压；Vi、窗口比较器单元电压输入端；Usc、窗口电压比较器单元输出端；Vcc、窗口电压比较器单元正极；GND、窗口电压比较器单元公共地端；UL、下限基准电压；UH、上限基准电压；Uo、两个电压比较器输出并联后输出电平；A1、下限电压比较器；A2、上限电压比较器；R1、下限基准电压调整定值电阻；W1、下限基准电压调整电位器；R2、上限基准电压调整定值电阻；W2、上限基准电压调整电位器；BG1、晶体三极管； R3、偏流电阻；R4、限流电阻；R5、上拉电阻。
具体实施方式
结合附图说明本实用新型的实施方式。
图1和图2中可见，预设多点温度监测线，采用了二芯绝缘导线1作传输线，在其两根导体1a和1b上，接有n组由常开双金属片温度开关和不同阻值的预设定位电阻串联的定位测温元件，分别为：预设第1点温度开关11和预设第1点定位电阻21；预设第2点温度开关12和预设第2点定位电阻22；预设第3点温度开关13和预设第3点定位电阻23；预设第n点温度开关1n和预设第n点定位电阻2n；
图3为预设多点温度监测线温度开关闭合时的等效电阻Rx与取样电阻RF组成的分压取样电路。当某预设温度监测点超温时，常开双金属片温度开关闭合，由于二芯绝缘线1的导体1a和1b为铜芯，导体电阻可以忽略，等效电阻Rx的阻值即为该位置定位电阻的阻值。
等效电阻Rx与取样电阻RF串联，接入工作电压为U的直流电源后，由于各定位点预设定位电阻的阻值不同，取样电阻RF上的电压Ui会相应变化，该电压接到窗口电压比较器单元电压输入端Vi，通过比较Ui电压值，即可定位超温点。
通过图4预设第1点监测窗口电压比较器单元电路，分析单个窗口电压比较器与分压取样电路组成的显示报警单元电路工作原理。
下限电压比较器A1和上限电压比较器A2及附属元件组成窗口电压比较器，其正极Vcc接入DC12V直流电源正极；其公共地端GND接入直流电源负极；A1的同相输入端与A2的反相输入端并联作为窗口电压比较器单元输入端Vi，接入图3所示的分压取样电路，以分压电阻RF上的电压Ui作为输入电压；发光二极管31a正极接DC12V直流电源正极，负极接窗口电压比较器单元输出端Usc 。
下限基准电压调整定值电阻R1和下限基准电压调整电位器W1串联后接入直流电源，在W1上取出电压送至A1的反向输入端，通过调整W1设定A1的下限基准电压UL ；上限基准电压调整定值电阻R2和上限基准电压调整电位器W2串联后接入直流电源，在W2上取出电压送至A2的同相输入端，通过调整W2设定A2的上限基准电压UH ；A1和A2的输出端并联等效一个与门电路，其连接到偏流电阻R3一端，R3另一端接到晶体三极管BG1的基极，BG1的发射极接公共地端，其集电极通过限流电阻R4作为窗口电压比较器单元的输出端Usc。由于电压比较器A1和A2内部采用集电极开路输出，所以在A1和A2的输出端并联后与直流电源正极间增设了上拉电阻R5 。
当满足UL＜Ui＜UH 条件时，两个电压比较器输出均为高电平，故其并联后输出电平Uo也为高电平，晶体三极管BG1通过上拉电阻R5和偏流电阻R3获得基极电流饱和导通，经限流电阻R4，发光二极管31a点亮。而当Ui＜UL时，必然有Ui＜UH，此时A1输出低电平，A2输出高电平，Uo为低电平，晶体三极管BG1截止，发光二极管31a不亮；当Ui＞UH时，必然有Ui＞UL ，此时A1输出高电平，A2输出低电平，Uo也为低电平，晶体三极管BG1截止，发光二极管31a不亮。
下面结合图4和图5分析测试原理及预设各定位电阻阻值的确定。
n个用于监测显示的窗口电压比较器单元31~3n及声音报警窗口电压比较器单元4，其正极Vcc全部并联接于DC12V直流电源正极，其公共地端GND全部并联接入直流电源负极，其全部电压输入端Vi并联并连接到取样电阻RF ，以获取取样电阻上的电压Ui 。窗口电压比较器单元31输出端Usc与DC12V直流电源正极接有预设第1点监测显示发光二极管31a；窗口电压比较器单元32输出端Usc与DC12V直流电源正极接有预设第2点监测显示发光二极管32a；窗口电压比较器单元33输出端Usc与DC12V直流电源正极接有预设第3点监测显示发光二极管33a；窗口电压比较器单元3n输出端Usc与DC12V直流电源正极接有预设第n点监测显示发光二极管3na；声音报警窗口电压比较器4输出端Usc与DC12V直流电源正极接有电子蜂鸣器5。
预设多点温度监测线和取样电阻RF构成的分压取样电路工作电压U端接入同一个DC12V直流电源正极，其公共地端GND接入直流电源负极。
假定n个预设温度监测点，在第1点温度开关11闭合时，设定Ui电压为1伏，后以0.5伏作为相邻监测点的电压分度值。于是第2点Ui电压为1.5伏；第3点Ui电压为2伏；第n点Ui电压为（0.5n＋0.5）伏。
由上述各点Ui电压为标准，上下浮动0.2伏，作为窗口电压比较器下限基准电压UL和上限基准电压UH的调整依据，以满足对应窗口比较器UL＜Ui＜UH 条件。
这样，调整预设第1点监测窗口电压比较器31，设定下限基准电压UL=0.8V、上限基准电压UH=1.2V，当Ui为1伏时，满足UL＜Ui＜UH 条件，预设第1点监测显示发光二极管31a点亮；同样，调整预设第2点监测窗口电压比较器32，设定下限基准电压UL=1.3V、上限基准电压UH=1.7V，当Ui为1.5伏时，满足UL＜Ui＜UH 条件，预设第2点监测显示发光二极管32a点亮；调整预设第3点监测窗口电压比较器33，设定下限基准电压UL=1.8V、上限基准电压UH=2.2V，当Ui为2伏时，满足UL＜Ui＜UH 条件，预设第3点监测显示发光二极管33a点亮；调整预设第n点监测窗口电压比较器3n，设定下限基准电压UL=0.5n＋0.3V、上限基准电压UH=0.5n＋0.7V，当Ui为（0.5n＋0.5）伏时，满足UL＜Ui＜UH 条件，预设第n点监测显示发光二极管3na点亮。
在预设温度监测点未有超温发生时，Ui为零，小于所有的窗口电压比较器单元设定的UL ，故所有发光二极管均不亮，电子蜂鸣器5不报警；当某个温度监测点超温时，其Ui只能满足其对应的窗口电压比较器单元UL＜Ui＜UH 条件，对于其上窗口电压比较器单元，有Ui＞UH（其上），对于其下窗口电压比较器单元，则有Ui＜UL（其下）。这样的设置，保证了在某个温度监测点超温时，仅有1个对应的监测显示发光二极管点亮。
为了得到精准的Ui，下面计算各预设定位电阻的阻值。
设定取样电阻RF阻值RF =500Ω，预设多点温度监测线工作电压U=12V。
通过分压电路可得：
推导得出：
分别代入：预设第1点Ui电压为1伏；第2点Ui电压为1.5伏；第3点Ui电压为2伏；第n点Ui电压为（0.5n＋0.5）伏。
于是得到：预设第1点定位电阻21阻值为5500Ω；预设第2点定位电阻22阻值为3500Ω；预设第3点定位电阻23阻值为2500Ω；预设第n点定位电阻2n阻值为Ω。
上述，将作为确定预设多点温度监测线中各预设定位电阻阻值的依据。
值得注意的是，上述设定和计算，只能预设22个温度监测点，因为第n点Ui电压不可能高于预设多点温度监测线工作电压U直流12伏。如果需要更多的温度监测点，就需要从减小相邻监测点的电压分度值、提高系统工作电压、选择工作电压高的电压比较器集成电路等方面着手，按照上述理论和计算获得相关参数。
声音报警窗口电压比较器4的工作原理与其它窗口电压比较器是相同的，其下限基准电压UL应调整为预设第1点监测窗口电压比较器31的下限基准电压0.8伏；其上限基准电压UH应调整为预设第n点监测窗口电压比较器3n的上限基准电压（0.5n＋0.7）伏，这样无论哪一个预设点超温，都会满足声音报警窗口电压比较器单元4的UL＜Ui＜UH 条件，晶体三极管BG1导通，驱动电子蜂鸣器5发出报警声。在这个单元电路里，电子蜂鸣器5的正极接工作电源正DC12伏，其负极直接接到晶体三极管BG1的集电极，代替了监测窗口电压比较器单元的发光二极管并去掉了限流电阻R4 。
有一种特殊的情形，如有两个预设温度监测点同时超温，超温显示报警装置就会作出错误的判断。对于分支电缆上的多个分支接头布设的预设多点温度监测线，其同时发生故障超温的几率基本为零；对于电缆桥架或者电力电缆等相仿场合布设的预设多点温度监测线，所述特殊情形可能会有发生，因为电力电缆在过载或局部某点短路初期，其本身保护电器还不会动作，电力电缆就会出现整根电缆发热或局部发热超温，前者即会有多个预设温度监测点温度开关同时或者连续闭合的可能，但这并不会影响本实用新型的目的，因为在这些场合，布设多个预设温度监测点，有助于更可靠的保护被监测的设备，即使某个温度开关故障，也不会影响装置的保护能力。对于后者，局部某点短路初期产生火花，该点就会过热，热量即会沿导体向该点相反的两个方向传导，当该点位于两个相邻预设温度监测点中间位置时，对应的两个温度开关就有一定的同时闭合几率，对此同样不会影响装置的保护能力，并且上述的情形对于准确定位的要求并不苛刻。