一种开关柜数字式温度监控仪的制作方法

本实用新型涉及一种温度监控仪表，尤其涉及一种开关柜数字式温度监控仪。

背景技术：

开关柜在长期运行过程中，会因开关的触点老化或母线连接不良导致接触电阻变大而发热，如果持续的升温将使绝缘部件性能劣化，最终会造成电气设备的损坏甚至停电等重大事故。因而需要对开关柜内关键部位的温度进行实时监测，在温度异常时进行报警和通风排气等保护措施，必要时发送信息以便及时检修，保证开关柜的安全运行。

目前，对开关柜的测温可分为接触式测温和非接触式测温，红外测温是一种非接触测温方式，根据被测物体的红外辐射能量来确定物体的温度，不和被测对象直接接触，响应速度快、安装方便，特别适合开关柜触点这种带电物体的温度测量。红外温度传感器通过数字通讯方式传送温度数值，不易被外界干扰、稳定性好，并可在同一线路上传送多路信号。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种开关柜数字式温度监控仪，以红外非接触方式测量开关柜内关键部位的温度，通过数字通讯方式传送温度数值，实现了开关柜内多个温度点的检测、数据的存储传输、系统的运行显示及故障报警处理，避免了开关柜内异常温升的隐患，保障了设备的安全运行。

本实用新型采用的技术方案是：

一种开关柜数字式温度监控仪，其包括电源电路、采集控制电路、通信电路和若干温度传感器；所述的电源电路为采集控制电路、通信电路和温度传感器提供电源；所述的采集控制电路包括微处理器以及与微处理器连接的数据存储电路、功能按键电路、LED数码显示和报警输出电路，实现开关柜内多个温度点的检测、数据的存储传输、系统的运行显示及故障报警处理；所述微处理器与通信电路连接，通信电路分别连接外部网络和若干温度传感器，所述通信电路包括两路RS485通信电路，一路RS485通信电路用于微处理器读取温度传感器的数值，另一路RS485通信电路用于微处理器和外部网络联网进行数据传输；所述的温度传感器对准开关柜内关键部位进行测量。

进一步地，所述的温度传感通过航空接头与通信电路相连接。

进一步地，所述的温度传感器为数字式红外温度传感器。

进一步地，所述的电源电路为开关稳压电源，开关稳压电源输出两路相互独立的第一电源和第二电源，第一电源为采集控制电路、一路RS485通信电路以及温度传感器提供电源，第二电源为外部网络联网的另一路RS485通信电路提供电源。

进一步地，所述的采集控制电路由基于Microchip 的PIC16F194X微处理器及外围电路组成。

本实用新型采用以上技术方案，采用数字式红外温度传感器，不和被测对象直接接触，响应速度快、安装方便；温度传感器通过数字通讯方式传送温度数值，不易被外界干扰、稳定性好；温度传感器通过航空接头与通信电路相连接，便于调试以及快速检修；本实用新型能够采集多路数字式红外温度传感器的数据，实现开关柜内多个温度点的检测、数据的存储传输、系统的运行显示及故障报警处理。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明；

图1是本实用新型一种开关柜数字式温度监控仪电路的系统结构框图；

图2是本实用新型的实施例的电源电路图；

图3是本实用新型的实施例的微处理器电路图；

图4是本实用新型的实施例的数据存储电路图；

图5是本实用新型的实施例的功能按键电路图；

图6是本实用新型的实施例的LED数码显示的电路图；

图7是本实用新型的实施例的报警输出电路图；

图8是本实用新型的实施例的通信电路图。

具体实施方式

如图1-8之一所示，本实用新型公开了一种开关柜数字式温度监控仪，其包括电源电路1、采集控制电路2、通信电路3和温度传感器4。

如图2所示，所述的电源电路1为采集控制电路2、通信电路3和温度传感器4提供电源；具体地所述电源电路1由浪涌保护电路、整流滤波电路、开关电源电路、稳压电路组成。

本实施例中，外部提供的220V交流电源首先接入由复合型PTC元件组成的过流过压保护电路，防止瞬间强电冲击造成电源的损坏，保证采集控制电路的正常工作；交流电源经过整流滤波后供给开关电源，开关电源输出两路相互独立的电源：第一电源经二次稳压后给采集控制电路2和温度传感器4提供电源，第二电源经二次稳压后给外部网络联网的另一路RS485通信电路提供电源。

所述的第一电源二次稳压电路包括稳压芯片U7，U7采用降压开关型集成稳压芯片LM2576S_5V，其第1脚为电源输入端，连接到开关电源直流输出端，其第3脚为接地端，其第2脚为电源输出端，其第4脚为反馈输入端。稳压芯片LM2576_5V具有电流限制及热关断等保护电路，只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路，可提供3A以下可靠的工作电源。

所述的第二电源二次稳压电路包括稳压芯片U6，U6采用三端稳压器LM78L05。

所述的温度传感器4为数字式红外温度传感器4，对准开关柜内关键部位进行测量，所述的温度传感通过航空接头与通信电路相连接。

如图3所示，所述的采集控制电路2包括微处理器5、数据存储电路6、功能按键电路7、LED数码显示8和报警输出电路9，实现开关柜内多个温度点的检测、数据的存储传输、系统的运行显示及故障报警处理。

本实施例中，采集控制电路2采用基于Microchip 的PIC16F194X微处理器，所述的微处理器5通过一路RS485通信电路的接口（即传感器接口）与数字式红外温度传感器4通讯，读取开关柜内各关键部位的温度；所述微处理器通过另外一个RS485通信电路的接口（即数据通讯接口）与外部网络的上位机联网或采抄器通讯，实现多个开关柜温度监控仪的集中管理。

如图4所示，所述数字存储电路6由EEPROM存储芯片24LC512和外围电路组成，数字存储电路6的EEPROM存储芯片通过IC总线与采集控制电路2的微处理器5连接，存储温度监控仪的运行参数、超温设置和报警状态等数据，断电后数据不丢失。

如图5所示，所述的功能按键电路7由4个功能按键、上拉及限流电阻组成，分别连接到采集控制电路2的微处理器5的4个I/O 口Key Up、Key Down、Key H、Key M，实现温控仪参数的查询和设置。

如图6所示，所述的LED数码显示8由14位共阳数码管及位选控制电路组成，图为其中的1位LED数码管及位选控制电路。数码管的段码引脚连接到微处理器5的8个I/O口 SEG A1~SEG P1，位选控制信号从微处理器5的14个I/O口DIG1~DIG14分时输出，通过三极管驱动各位数码管的COM端，使各位的数码管轮流动态显示。

所述的LED数码显示8还包括3路单色LED指示灯，由采集控制电路2的微处理器5的3个I/O口 LED InLine、LED OutLine、LED WARN分别驱动黄、绿、红色LED指示灯，指示当前温控仪的运行和报警状态。

如图7所示，所述的报警输出电路9由小型继电器、蜂鸣器和驱动元件组成，微处理器5的2个I/O口 JDQ1、JDQ2分别通过三极管驱动2个小型继电器，可接入通风机和警笛等外部故障处理设备。微处理器5的I/O口RB6连接蜂鸣器，提示超温报警。

如图8所示，所述的通信电路3包括两路RS485通信电路：一路RS485通信电路用于读取温度传感器4的数值，另一路RS485通信电路和外部联网进行数据传输。

所述的通信电路3与采集控制电路2的微处理器5相连。所述的通信电路3由RS485转换芯片和外围电路组成，分为两路独立的RS485通信线路：一路为传感器接口，用于读取红外温度传感器4的数值，微处理器的发送端TX、接收端RX、控制端RD经耦合电阻连接到RS485接口芯片，RS485接口芯片的通讯A、B端设有防雷击和防强电误接的保护电路；另一路为数据通讯接口，用于外部联网的数据传输，微处理器的接收端RX经光电耦合器隔离后连接到RS485接口芯片的接收器输出引脚1，微处理器的发送端TX经光电耦合器隔离后连接到RS485接口芯片接收器使能引脚2和驱动器使能引脚3，另一路RS485通信电路的RS485接口芯片的通讯A、B端设有防雷击和防强电误接的保护电路。数据通讯接口电路由第二电源供电，与采集控制电路2之间实现电气隔离，避免因数据通讯的损坏而影响温度监控仪整体工作。

本实用新型采用以上技术方案，采用数字式红外温度传感器，不和被测对象直接接触，响应速度快、安装方便；温度传感器通过数字通讯方式传送温度数值，不易被外界干扰、稳定性好；温度传感器通过航空接头与通信电路相连接，便于调试以及快速检修；本实用新型能够采集多路数字式红外温度传感器的数据，实现开关柜内多个温度点的检测、数据的存储传输、系统的运行显示及故障报警处理。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。