碳刷温度监测装置及监测系统的制作方法

碳刷温度监测装置及监测系统
【技术领域】
1.本实用新型涉及碳刷监测的技术领域，特别是碳刷温度监测装置及监测系统的技术领域。


背景技术：

2.碳刷和滑环是发电机动静接触和交换能量的设备，是发电机励磁系统的重要组成部分。但是运行中由于很多原因，时常出现过热现象，严重危及发电机的安全运行。为了保证机组安全稳定运行，电厂对规范碳刷的维护均有严格规定，碳刷测温是碳刷日常维护中非常重要的一项，一般通过红外线测温仪定期测量碳刷温度，由于碳刷设备的工作环境受粉尘等各种因素影响，红外线测温仪往往无法获得可靠的温度数据，且巡检时间间隔较长，无法实现实时在线监测，无法实时发现故障。
3.碳刷正常运行温度一般是50℃～80℃(比环境温度高出40℃左右)，碳刷电流分布整体比较平衡，每块碳刷工作电流在20-100a。刷握弹簧压力比较均匀，碳刷活动自如且无震动卡涩现象。碳刷与集电环运行中产生的热量由通风系统带走，即发热与散热基本达到平衡。正常运行状态下，当负荷增加电流增大或个别碳刷工况变差时，温度会有短时微量增加，系统能够维持平衡或达到新的平衡状态。但是如果碳刷变短、刷握弹簧压力变小、接触电阻变大、碳刷运行工况变差，当工作电流增加、温度变化时，系统的平衡能力降低，部分碳刷温度将升高，从而导致整个系统温度升高，有时甚至达到无法控制状态。发热时碳刷和集电环温度高达100℃以上，最严重时高达200℃
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300℃。此时碳刷工作状态越来越差，碳刷电流分布很不均匀，少数碳刷电流达到300a，而另一些碳刷电流接近于0。大量碳刷出现不正常的跳动或卡涩，并出现大量的火花，刷辫烧断或脱辫；碳刷与集电环摩擦声音变得尖锐刺耳，直至引发集电环环火，所以对碳刷温度进行监测意义十分重要。
4.对此，专利号为cn205748480u的中国实用新型专利提出了一种发电机碳刷电流和温度在线监测及预警装置，包括主控设备、显示输出模块和至少一个碳刷监测单元，碳刷监测单元包括微控制器、模数转换单元、至少一个电流传感器和至少一个温度传感器，微控制器、显示输出模块分别与主控设备相连，主控设备上设有报警继电器接口，电流传感器串联在发电机碳刷的回路上，温度传感器安装在发电机内且与碳刷接触，电流传感器、温度传感器的输出端分别通过模数转换单元和微控制器的输入端相连。该实用新型能够实现实时采集发电机碳刷的电流和温度，实现发电机碳刷电流和温度实时在线监测显示，为发电机碳刷检测和诊断提供支持，可实现在电流或温度异常时报警输出上传，节省大量人力巡检时间成本。但这种装置碳刷监测单元与主控设备之间需要通过导线连接，连接不便，安装不方便，主控设备与碳刷监测单元之间距离不能太远，不能同时对多个不同区域进行监测，监测精度也较为一般。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种碳刷温度监测装置及监
测系统，能够实时监测碳刷温度，保护碳刷，提高发电机运行安全性。
6.为实现上述目的，本实用新型提出了碳刷温度监测装置及监测系统，包括贴片式温度传感器、用于将所述贴片式温度传感器固定在碳刷盒上的传感器固定件、与所述贴片式温度传感器数据通信连接的监测器，所述传感器固定件包括固定外壳体，所述固定外壳体内设有壳体内腔，所述壳体内腔一侧设有与外界连通的开口，所述壳体内腔内可滑动设有顶块，所述顶块背面设有若干可以与所述壳体内腔配合用于驱动所述顶块向远离所述壳体内腔端滑动的驱动弹簧，所述贴片式温度传感器固定设于所述顶块上远离所述壳体内腔的一侧，所述固定外壳体上靠近所述壳体内腔开口侧设有用于与碳刷盒粘接连接的壳体粘接面，所述监测器内设有检测器主板、与所述检测器主板电性连接的监测器短距离无线通讯器、与所述检测器主板电性连接的蓄电池，所述贴片式温度传感器输出端通过耐高温导线与所述监测器内检测器主板数据通信连接，所述监测器一侧设有若干耐高温贴条。
7.作为优选，还包括可以与所述监测器数据通信连接的监测终端，所述监测终端包括监测终端壳体和设于所述监测终端壳体内的监测终端主板，所述监测终端壳体内设有与所述监测终端主板电性连接的第二短距离无线通讯器，所述监测终端主板通过和所述检测器主板通过所述监测器短距离无线通讯器和所述第二短距离无线通讯器无线通讯连接，所述监测终端壳体上设有与所述监测终端主板电性连接的人机交互面板。
8.作为优选，所述的监测器短距离无线通讯器和所述第二短距离无线通讯器为蓝牙通讯器。
9.作为优选，所述的的监测终端主板上还设有可接入网络的网络通讯模块，所述的网络通讯模块为4g、5g或wifi通讯模块。
10.作为优选，所述的监测终端壳体上还设有与所述监测终端主板电性连接的声光报警器。
11.作为优选，所述的监测终端壳体上设有若干用于将所述监测终端壳体磁吸固定的磁吸块。
12.作为优选，所述的顶块侧边设有若干凸起设置的卡凸块，所述壳体内腔内侧壁竖直设有若干可以与所述卡凸块配合以将所述顶块限位在所述壳体内腔内的滑槽，所述卡凸块可滑动设于所述滑槽内。
13.作为优选，所述的监测器上设有至少两个与所述检测器主板电性连接的连接端口，所述耐高温导线上远离所述贴片式温度传感器的一端设有可以与所述连接端口可拆卸电性连接的接头。
14.作为优选，所述的壳体粘接面通过耐高温胶水与碳刷盒固定连接。
15.本实用新型碳刷温度监测装置及监测系统的有益效果：本实用新型通过设置贴片式温度传感器可以固定在碳刷盒上，实时监测碳刷盒的温度，设置传感器固定件固定贴片式温度传感器，固定更方便，固定时将贴片式温度传感器设置在顶块上，将固定外壳体的壳体粘接面与所需监测的碳刷外碳刷盒粘接固定，壳体内腔内的驱动弹簧能够驱动顶块将贴片式温度传感器紧密贴合在碳刷盒表面，提高监测精准度，贴片式温度传感器监测到的数据能够传输给监测器，监测器可以通过监测器短距离无线通讯器将数据传输出，监测器自带蓄电池，无需另接电源，不受外界电源约束，监测器可以通过耐高温贴条粘接在发电机内温度较低的位置，避免发电机内温度过高造成损坏。
16.本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
17.图1是本实用新型碳刷温度监测装置及监测系统的主视结构示意图。
18.图2是本实用新型碳刷温度监测装置及监测系统的贴片式温度传感器和传感器固定件、监测器结构示意图。
19.图3是本实用新型碳刷温度监测装置及监测系统的贴片式温度传感器和传感器固定件下视结构示意图。
20.图4是本实用新型碳刷温度监测装置及监测系统的监测器下视结构示意图。
21.图5是本实用新型碳刷温度监测装置及监测系统的监测终端后视结构示意图。
22.图6是本实用新型碳刷温度监测装置及监测系统的模块框图。
23.图中：1-贴片式温度传感器、2-传感器固定件、3-监测器、4-耐高温导线、5-监测终端、21-固定外壳体、22-顶块、23-驱动弹簧、211-壳体内腔、212-壳体粘接面、2111-滑槽、31-耐高温贴条、32-连接端口、41-接头、51-监测终端壳体、52-人机交互面板、53-声光报警器、54-磁吸块。
【具体实施方式】
24.为使本的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本，并不用于限制本的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本的概念。
25.在本的描述中，需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
26.在本的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
27.在本的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.实施例一：
29.参阅图1、图2、图3、图4、图6，本实用新型碳刷温度监测装置及监测系统，包括贴片式温度传感器1、用于将贴片式温度传感器1固定在碳刷盒上的传感器固定件2、与贴片式温度传感器1数据通信连接的监测器3。传感器固定件2包括固定外壳体21。固定外壳体21内设有壳体内腔211。壳体内腔211一侧设有与外界连通的开口。壳体内腔211内可滑动设有顶块22。顶块22背面设有若干可以与壳体内腔211配合用于驱动顶块22向远离壳体内腔211端滑动的驱动弹簧23。贴片式温度传感器1固定设于顶块22上远离壳体内腔211的一侧。固定外壳体21上靠近壳体内腔211开口侧设有用于与碳刷盒粘接连接的壳体粘接面212。监测器3内设有检测器主板、与检测器主板电性连接的监测器短距离无线通讯器、与检测器主板电性连接的蓄电池。贴片式温度传感器1输出端通过耐高温导线4与监测器3内检测器主板数据通信连接。监测器3一侧设有若干耐高温贴条31。本实施例通过设置贴片式温度传感器1可以固定在碳刷盒上，实时监测碳刷盒的温度，设置传感器固定件2固定贴片式温度传感器1，固定更方便，固定时将贴片式温度传感器1设置在顶块22上，将固定外壳体21的壳体粘接面212与所需监测的碳刷外碳刷盒粘接固定，壳体内腔211内的驱动弹簧23能够驱动顶块22将贴片式温度传感器1紧密贴合在碳刷盒表面，提高监测精准度，贴片式温度传感器1监测到的数据能够传输给监测器3，监测器3可以通过监测器短距离无线通讯器将数据传输出，监测器3自带蓄电池，无需另接电源，不受外界电源约束，监测器3可以通过耐高温贴条31粘接在发电机内温度较低的位置，避免发电机内温度过高造成损坏。
30.参阅图1、图6，还包括可以与监测器3数据通信连接的监测终端5。监测终端5包括监测终端壳体51和设于监测终端壳体51内的监测终端主板。监测终端壳体51内设有与监测终端主板电性连接的第二短距离无线通讯器。监测终端主板通过和检测器主板通过监测器短距离无线通讯器和第二短距离无线通讯器无线通讯连接。监测终端壳体51上设有与监测终端主板电性连接的人机交互面板52。监测终端5可以通过监测器短距离无线通讯器和第二短距离无线通讯器的配合接收贴片式温度传感器1数据并通过人机交互面板52显示，便于工作人员观察数据。一台监测终端5可以连接多个监测器3，可以对多个碳刷同时监测。
31.优选的，监测器短距离无线通讯器和第二短距离无线通讯器为蓝牙通讯器。
32.参阅图6，监测终端主板上还设有可接入网络的网络通讯模块。网络通讯模块为wifi通讯模块。监测终端主板可以通过网络通讯模块将监测数据传输给远程的电脑、手机等监测终端，便于远程监控。
33.参阅图1、图6，监测终端壳体51上还设有与监测终端主板电性连接的声光报警器53。温度过高时，监测终端主板能够第一时间控制声光报警器53发出声光报警，便于工作人员及时发现。
34.实施例二：
35.参阅图5，监测终端壳体51上设有若干用于将监测终端壳体51磁吸固定的磁吸块54。通过磁吸块54便于固定监测终端5，安装拆卸更方便，无需打孔安装或通过别的固定件安装。
36.参阅图2，顶块22侧边设有若干凸起设置的卡凸块221。壳体内腔211内侧壁竖直设有若干可以与卡凸块221配合以将顶块22限位在壳体内腔211内的滑槽2111。卡凸块221可滑动设于滑槽2111内。卡凸块221与滑槽2111配合可以限定顶块22滑动位置，避免顶块22从壳体内腔211脱离。
37.参阅图2，监测器3上设有三个与检测器主板电性连接的连接端口32。耐高温导线4上远离贴片式温度传感器1的一端设有可以与连接端口32可拆卸电性连接的接头41。通过接头41与连接端口32的可拆卸配合，使得一个监测器3可以同时连接多个贴片式温度传感器1，可以同时监测多个碳刷温度。
38.优选的，壳体粘接面212通过耐高温胶水与碳刷盒固定连接。提高稳固性，避免高温造成传感器固定件2脱落。
39.本实用新型工作过程：
40.本实用新型碳刷温度监测装置及监测系统在工作过程中，将贴片式温度传感器1设置在顶块22上，监测器3通过耐高温贴条31粘接在发电机内温度较低的位置，将固定外壳体21的壳体粘接面212与所需监测的碳刷外碳刷盒粘接固定，壳体内腔211内的驱动弹簧23能够驱动顶块22将贴片式温度传感器1紧密贴合在碳刷盒表面，提高监测精准度，贴片式温度传感器1监测到的数据通过耐高温导线4传输给监测器3，监测器3可以通过监测器短距离无线通讯器与第二短距离无线通讯器的配合将数据传输给监测终端5，并通过人机交互面板52显示，便于工作人员观察数据。一台监测终端5可以连接多个监测器3，可以对多个碳刷同时监测，监测终端主板可以通过网络通讯模块将监测数据传输给远程的电脑、手机等监测终端，便于远程监控。
41.上述实施例是对本实用新型的说明，不是对本实用新型的限定，任何对本实用新型简单变换后的方案均属于本实用新型的保护范围。