一种无源储能式无线测温装置及其安装方法与流程

本发明涉及一种无源储能式无线测温装置及其安装方法。

背景技术：

无线温度传感器用于测量高压带电物体表面或接点处的温度，如高压开关柜内的裸露触点、母线连接处、户外刀闸及变压器等的运行温度。传感器将采集到的温度信号通过无线网络发送到无线测温主机；传统的无线测温传感器有两种类型：有源测温传感器和无源测温传感器。

同时有源测温传感器的优点是：1.安装简便、2.对配电现场条件无要求；缺点也非常明显：1、需要定期维护，为保证可靠运行每3-5年需对电池进行更换、2.后期需要进行维护且有一定的电池费用，麻烦且整体费用高。对于无源测温传感器的优点是：无需维护更换电池等，其缺点有：对电流有一定要求（>5a），当某一面柜体不投入或投入负荷较小时，无源传感器由于感应不出电压无法正常工作。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种无源储能式无线测温装置，以解决常见的无源传感器由于主电路电流较小时，无法感应出电压，从而出现无源传感器无法工作的问题。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术手段：

一种无源储能式无线测温装置，包括无线测温探头以及与所述无线测温探头无线信号连通的测温主机，所述无线测温探头包括处理装置，所述处理装置内部设置有测量模块，所述测量模块通过磁路连接有取电装置，所述取电装置伸出所述处理装置，所述测量模块包括电源回路、测量回路以及控制芯片；所述测量回路通过无线收发模块与所述测温主机无线连接，所述测量回路通过通信总线与所述控制芯片信号连接；所述电源回路与所述控制芯片的电源控制部分信号连通，用于向所述控制芯片供电，所述电源回路包括二次感应装置，所述二次感应装置通过磁路与所述取电装置磁感连接，与所述二次感应装置并联设置有电源功能模块以及蓄电控制板，所述电流功能模块以及所述蓄电控制板均通过通信总线与所述控制芯片的电源控制部分连接，所述蓄电控制板上安装有蓄电池。

作为优化的，所述测量回路包括温度传感器，所述温度传感器的信号输出端连通有信号功能模块的信号输入端，所述信号功能模块的信号输出端连通所述无线收发模块的测量信号输入端，所述无线收发模块的命令信号输出端连通至控制芯片，所述控制芯片的命令输出端连通所述温度传感器的命令输入端。

进一步的，所述电源功能模块包括并联设置的钳位电路以及继电装置，所述钳位电路与所述继电装置均通过通信总线与所述控制芯片的电源控制部分信号连通。

更进一步的，所述信号功能模块包括采样滤波电路以及信号调制放大电路，所述采样滤波电路与所述信号调制放大电路同样通过通信总线与所述芯片连通。

更进一步的，所述处理装置的外部安装有硅胶带，所述硅胶带的一端安装有卡槽，所述硅胶带的另一端设置有齿状卡扣，所述卡槽内部设置有与所述齿状卡扣方向相反的齿纹。

更进一步的，所述取电装置是金属合金片状的取电合金片，所述取电装置是一片合金片经过“s”形折叠形成，折叠后形成第一折叠腔、第一折叠部、第二折叠腔、第二弯曲部，所述取电装置的头端水平超出所述第二弯曲部，其尾端未超出所述第一折叠部，在所述取电装置的头端设置有连接片，所述连接片的宽度大于所述合金片的宽度。

更进一步的，一种无源储能式无线测温装置的安装方法，包括以下步骤：s1：将取电装置插入所述处理装置中，使取电装置与所述处理装置紧密接触；s2：将所述取电装置缠绕在取电部位（电流主路），并将取电装置的两头固定，使取电装置绑定在取电部位；s3：将所述温度传感器的感应端用扎带捆绑固定在测温部位。

更进一步的，所述步骤s1还包括步骤s1-1：通过不同长度的“s”形折叠，控制折叠后的取电装置的长度，使其长度与预计安装部分的长度相同；所述步骤s1-1在所述步骤s1之前进行；所述步骤s2中采用以下步骤将所述取电装置与所述取电部位缠绕：s2-1：将所述取电装置头端的所述连接片插入到所述第二折叠腔中，并将所述连接片超出所述取电装置宽度的部分反折，将连接片与所述取电装置扣住；s2-2：反折第一折叠部，让所述第一折叠部将所述第二折叠腔压紧，使所述取电装置与取电部位紧密接触；s2-3：用所述硅胶带将所述取电装置包裹，将所述设有齿状卡扣的一端插入另一端的所述卡槽中，利用所述卡槽中与所述齿状卡扣相反的齿纹，让所述硅胶带固定。

与常见的无源测温无线测温装置相比，本发明至少具备以下有益效果之一：将取电装置插入处理装置中，使取电装置与所述处理装置紧密接触，将取电装置缠绕在取电部位（电流主路），并将取电装置的两头固定，使取电装置绑定在取电部位，将所述温度传感器的感应端用扎带捆绑固定在测温部位，这样取电装置通过流经其中的电流从而产生磁，通过磁路的束缚在二次感应装置中感应出电势差，形成供电电源，向控制芯片的电源控制部分供电。与二次感应装置并联设置有功能模块，功能模块可以设置功能电路，如滤波电路等，来提高二次感应装置产生的供电电源质量，同时二次感应装置还并联有蓄电控制板，控制芯片的电源控制部分通过通信总线与蓄电控制板信号连通，并且控制芯片的电源控制部分同时通过通信总线与功能模块信号连通，即当二次感应装置中产生的供电电源无法驱动后段电路时候也就是无法驱动控制芯片时，启动蓄电控制板，通过安装在蓄电控制板上的蓄电池为后段供电也就是当二次感应装置产生的供电电源无法驱动控制芯片时，利用蓄电池向控制芯片供电，当二次感应装置产生的供电电源能驱动后段电路时，控制芯片的电源控制部分会让蓄电控制板进行充电，利用二次感应装置产生的供电电源对蓄电池进行充电，保证蓄电池处于饱和状态；控制芯片通过通信总线信号连接测量回路，无线收发模块接收到测温主机的命令后，将命令传输至控制芯片中，控制芯片通过将信号传输至测量回路中，测量回路的温度感应端测量温度，并将温度信号传送至无线收发模块中，将温度信息通过无线信号传送至测温主机中；这样当取电部位的电流大于5a时，多余电能通过电源回路存储到蓄电池内，当取电部位的电流小的时候，通过蓄电池向控制芯片供电，达到了免维护、且不断电运行的效果，解决了常见的无源传感器由于主电路电流较小时，无法感应出电压，从而出现无源传感器无法工作的问题。

附图说明

图1为本发明电源回路的原理结构示意图。

图2为本发明测量回路的原理结构示意图。

图3为本发明无线测温探头第一视角的结构示意图。

图4为本发明无线测温探头第二视角的结构示意图。

图5为本发明取电装置第一视角的结构示意图。

图6为本发明取电装置第二视角的结构示意图。

图7为本发明取电装置缠绕在取电部位的状态结构示意图。

其中，1-处理装置、2-取电装置、21-第一折叠腔、22-第一折叠部、23-第二折叠腔、24-第二折叠部、3-温度传感器、4-硅胶带、5-卡槽、6-齿状卡扣、7-连接片、8-通信总线、9-电源功能模块、10-二次感应装置、11-信号功能模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例以及附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参考图1、图2以及图3所示的，在本发明的一个实施例中，一种无源储能式无线测温装置，包括无线测温探头以及与所述无线测温探头无线信号连通的测温主机，所述无线测温探头包括处理装置1，所述处理装置1内部设置有测量模块，所述测量模块通过磁路连接有取电装置2，所述取电装置2伸出所述处理装置1，所述测量模块包括电源回路、测量回路以及控制芯片；所述测量回路通过无线收发模块与所述测温主机无线连接，所述测量回路通过通信总线8与所述控制芯片信号连接，所述测量回路包括温度传感器；所述电源回路与所述控制芯片的电源控制部分信号连通，用于向所述控制芯片供电，所述电源回路包括二次感应装置10，所述二次感应装置10通过磁路与所述取电装置2磁感连接，与所述二次感应装置10并联设置有电源功能模块9以及蓄电控制板，所述电流功能模块以及所述蓄电控制板均通过通信总线8与所述控制芯片的电源控制部分连接，所述蓄电控制板上安装有蓄电池。

在处理装置1上设置有贯通的空腔，将取电装置2通过贯通的空腔插入处理装置1中，使取电装置2与所述处理装置1紧密接触并且与处理装置1内的磁路接触，将取电装置2缠绕在取电部位电流主路，并将取电装置2的两头固定，使取电装置2绑定在取电部位，将所述温度传感器3的感应端用扎带捆绑固定在测温部位，这样取电装置2通过流经其中的电流从而产生磁，通过磁路的束缚在二次感应装置10中感应出电势差，二次感应装置10可以是变压器一类的器件，从而形成供电电源，向控制芯片的电源控制部分供电。与二次感应装置10并联设置有功能模块，功能模块可以设置功能电路，如滤波电路等，来提高二次感应装置10产生的供电电源质量，同时二次感应装置10还并联有蓄电控制板，控制芯片的电源控制部分通过通信总线8与蓄电控制板信号连通，并且控制芯片的电源控制部分同时通过通信总线8与功能模块信号连通，即当二次感应装置10中产生的供电电源无法驱动后段电路时候也就是无法驱动控制芯片时，启动蓄电控制板，通过安装在蓄电控制板上的蓄电池为后段供电也就是当二次感应装置10产生的供电电源无法驱动控制芯片时，利用蓄电池向控制芯片供电，当二次感应装置10产生的供电电源能驱动后段电路时，控制芯片的电源控制部分会让蓄电控制板进行充电，利用二次感应装置10产生的供电电源对蓄电池进行充电，保证蓄电池处于饱和状态；控制芯片通过通信总线8信号连接测量回路，无线收发模块接收到测温主机的命令后，将命令传输至控制芯片中，控制芯片通过将信号传输至测量回路中，测量回路的温度感应端测量温度，并将温度信号传送至无线收发模块中，将温度信息通过无线信号传送至测温主机中；这样当取电部位的电流大于5a时，多余电能通过电源回路存储到蓄电池内，当取电部位的电流小的时候，通过蓄电池向控制芯片供电，达到了免维护、且不断电运行的效果，解决了常见的无源传感器由于主电路电流较小时，无法感应出电压，从而出现无源传感器无法工作的问题。

进一步的，再参考图2所示的，所述测量回路包括温度传感器3，所述温度传感器3的信号输出端连通有信号功能模块11的信号输入端，所述信号功能模块11的信号输出端连通所述无线收发模块的测量信号输入端，所述信号功能模块11包括采样滤波电路以及信号调制放大电路，所述采样滤波电路与所述信号调制放大电路同样通过通信总线8与所述芯片连通，所述无线收发模块的命令信号输出端连通至控制芯片，所述控制芯片的命令输出端连通所述温度传感器3的命令输入端，温度传感器3与测温部位接触，在接收到温度信号后，温度信号通过滤波电路的过滤后，并通过放大电路的信号放大后，再通过无线收发模块将温度信号发送至测温主机中收集。

更进一步的，再次参考图1所示的，所述电源功能模块9包括并联设置的钳位电路以及继电装置，所述钳位电路与所述继电装置均通过通信总线8与所述控制芯片的电源控制部分信号连通，采用常规钳位电路，能够起到稳压的作用，从而为后端的控制芯片的电源控制部分提供高质量的供电电源，继电装置与控制芯片的电源控制部分通过通信总线8信号连通，同时继电装置与前述的二次感应装置10并联连通，这样，取电装置2通过流经其中的电流，产生磁，通过磁路的束缚在二次感应装置10中感应出电势差，形成供电电源。钳位电路起到滤波稳压泄放的作用，为后端提供高质量电源。控制芯片的电源控制部分通过通信总线8控制继电装置和蓄电控制板，即当二次感应装置10中产生的供电电源无法驱动后段电路时候，控制芯片的电源控制部分会切断继电装置，启动蓄电控制板通过蓄电池为后段供电，当二次感应装置10中产生的供电电源能驱动后段电路时，控制芯片的电源控制部分会控制蓄电控制板对蓄电池进行充电，保证蓄电池处于饱和状态，同时控制继电装置的分合状态。控制芯片的电源控制部分中设置有电容，通过电容能为芯片短时供电，防止在电路切换的过程中，控制芯片失去供电电源的驱动。

更进一步的，再参考图3以及图4所示的，所述处理装置1的外部安装有硅胶带4，硅胶带4与处理装置1可以通过粘合的方式固定，以处理装置1为界限，两端分别设置有卡槽5和齿状卡扣6，齿状卡扣6设置在硅胶带4的边缘部分，所述卡槽5内部设置有与所述齿状卡扣6方向相反的齿纹，并且前述的取电装置2在设置在处理装置1与硅胶带4之间，并且取电装置2与硅胶带4能够重合，当取电装置2缠绕捆绑在取电部位后，将硅胶带4重合缠绕在取电装置2上，并且将硅胶带4的一端插入卡槽5中，将齿状卡扣6与齿纹齿合，从而将硅胶带4锁紧，让硅胶带4将取电装置2覆盖，能够有效的保护取电装置2，方式外部杂物等因素对取电装置2的取电过程造成影响。

再进一步的，再参考图5和图6所示的，在前述的基础上，所述取电装置2是金属合金片状的取电合金片，并且是软质可塑形的合金片，所述取电装置2是一片合金片经过“s”形折叠形成，折叠后形成第一折叠腔21、第一折叠部22、第二折叠腔23、第二折叠部24，所述取电装置2的头端水平超出所述第二折叠部24，其尾端未超出所述第一折叠部22，在所述取电装置2的头端设置有连接片7，所述连接片7的宽度大于所述合金片的宽度，这样在安装整个取电装置2时能够更加的便捷，直接通过取电装置2两端的结合便能实现将取电装置2稳定的缠绕安装在取电部位，将所述取电装置2头端的所述连接片7插入到所述第二折叠腔23中，并将所述连接片7超出所述取电装置2宽度的部分反折，将连接片7与所述取电装置2扣住；反折第一折叠部22，让所述第一折叠部22将所述第二折叠腔23压紧，使所述取电装置2与取电部位紧密接触，当取电装置2安装紧固后，其状态可以参考图7所示的状态。

在本发明的另一个实施例中，是一种无源储能式无线测温装置的安装方法，包括以下步骤：通过不同长度的“s”形折叠，控制折叠后的取电装置2的长度，使其长度与预计安装部分的长度相同；将取电装置2插入所述处理装置1中，使取电装置2与所述处理装置1紧密接触；将所述取电装置2缠绕在取电部位电流主路，并将取电装置2的两头固定，使取电装置2绑定在取电部位；缠绕的方式为：将所述取电装置2头端的所述连接片7插入到所述第二折叠腔23中，并将所述连接片7超出所述取电装置2宽度的部分反折，将连接片7与所述取电装置2扣住；反折第一折叠部22，让所述第一折叠部22将所述第二折叠腔23压紧，使所述取电装置2与取电部位紧密接触；用所述硅胶带4将所述取电装置2包裹，将所述设有齿状卡扣6的一端插入另一端的所述卡槽5中，利用所述卡槽5中与所述齿状卡扣6相反的齿纹，让所述硅胶带4固定。最后将所述温度传感器3的感应端用扎带捆绑固定在测温部位，既能够实现安装的过程，同时前述的无源储能式无线测温装置与测温主机之间可以采用zigbee无线自主网络系统无线连接，并且并不限位zigbee无线自主网络系统，还可以通过2.4g、433mhz、蓝牙等方式无线信号连接。测温主机还支持485通讯，可以通过rs485总线与上位机或者远程云服务器连通，实现信号的传输。

在本说明书中所谈到的“更为优选的实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。