一種無線溫度傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及溫度監(jiān)測控制領(lǐng)域，具體涉及一種高壓開關(guān)柜傳感設(shè)備，尤其是涉及一種無線溫度傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)迅速發(fā)展，民用電量不斷上升，高壓變電站負(fù)荷不斷加重，在高壓大電流的設(shè)備上，由于人為或設(shè)備老化等原因使得電纜、高壓開關(guān)柜內(nèi)觸頭溫升過高，而沒有實時監(jiān)控，導(dǎo)致設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞、事故頻發(fā)，致使停工、停產(chǎn)、生產(chǎn)設(shè)備損壞，造成直接經(jīng)濟(jì)損失，甚至危及人民生命安全。因此對高壓開關(guān)柜內(nèi)電纜觸頭溫度進(jìn)行有效監(jiān)測，可以有效防止此類事故的發(fā)生。然而由于開關(guān)柜是全封閉運(yùn)行，被測量位置結(jié)構(gòu)多樣且環(huán)境惡劣，無法進(jìn)行人工巡查柜內(nèi)溫度，因此需要一種高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)測設(shè)備對其進(jìn)行監(jiān)測?，F(xiàn)有技術(shù)中有各類監(jiān)測系統(tǒng)，有采用紅外測溫、光纖光柵及分布式光纖測溫進(jìn)行溫度測量，紅外溫度傳感器沒有與被測試點直接接觸，絕緣耐壓性能高。但對安裝空間有嚴(yán)格的要求，必須保證足夠的安全距離，否則傳感器較易損壞。光纖光柵測溫及分布式光纖測溫需要將光纖安裝在被監(jiān)測點上，安裝時應(yīng)注意要保持光纖在正常的彎曲半徑內(nèi)，而且光纖在安裝過程中，需要專業(yè)設(shè)備進(jìn)行熔接，熔接的質(zhì)量直接影響了光的傳輸效果。因此在敷設(shè)和安裝過程中對施工工藝要求較高。在運(yùn)行維護(hù)中，由于光纖埋入地下或電纜溝內(nèi)，維護(hù)工作量較大。也有設(shè)置在開關(guān)柜內(nèi)的溫度傳感器，大多通過有線的方式傳輸溫度數(shù)據(jù)，溫度傳感器不僅需要額外進(jìn)行供電，功耗大，而且有線的通信方式在高壓、高濕等惡劣環(huán)境下其穩(wěn)定性及安全性不足，難以實現(xiàn)實時在線溫度檢測。專利號為201210122418.0，發(fā)明名稱為“無線溫度傳感器”的發(fā)明專利，包括溫度采集模塊、微處理器模塊、無線通信模塊和為整個傳感器供電的供電模塊。該發(fā)明雖然具有自發(fā)電功能，并采用無線通信方式進(jìn)行溫度測量。但該發(fā)明仍然存在電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、體積較大、功耗較高的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有無線溫度傳感器技術(shù)中的不足，提供“一種無線溫度傳感器”，本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、集成度高、成本低、體積小、低功耗、安裝使用方便，是一種在線測量精度高，發(fā)射效率高的無線溫度傳感器。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的，主要的技術(shù)方案是，一種無線溫度傳感器，主要由集成在同一印刷電路板上的感應(yīng)取電單元、微處理單元及溫度采集單元組成，所述感應(yīng)取電單元分別與微處理單元和溫度采集單元電連接，微處理單元與溫度采集單元通過I2C總線連接，所述感應(yīng)取電單元包括依次首尾電連接的感應(yīng)取電電路、整流濾波電路、電壓檢測電路及穩(wěn)壓電路，所述微處理單元采用CC430芯片，為低功耗無線單片機(jī)，讀取溫度數(shù)據(jù)經(jīng)電路發(fā)送至監(jiān)測控制中心。
[0005]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述感應(yīng)取電電路由感應(yīng)線圈部件和與之相并聯(lián)連接的電壓鉗位保護(hù)電路構(gòu)成，所述感應(yīng)線圈部件由磁環(huán)和感應(yīng)線圈組成，所述電壓鉗位保護(hù)電路由電容COl和穩(wěn)壓二極管D1、D2組成。
[0006]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述整流濾波電路由整流橋和與之相并聯(lián)連接的電容C02、C03組成，整流橋與電容C02構(gòu)成電壓自舉電路結(jié)構(gòu)，所述整流橋采用MB6S芯片，為全橋式電路結(jié)構(gòu)。
[0007]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述電壓檢測電路采用ME2802芯片，其輸出信號連接穩(wěn)壓電路使能端。
[0008]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述穩(wěn)壓電路采用CAT6219芯片，并連接旁路電容C04、C05以降低噪聲，其使能端由電壓檢測輸出端控制。
[0009]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述溫度采集單元采用ADT7410傳感器芯片。
[0010]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述磁環(huán)其所用材質(zhì)為薄膜合金材料。
[0011]本發(fā)明一種無線溫度傳感器電路設(shè)計的原理及理由如下:
由集成設(shè)置在同一印刷電路板上的感應(yīng)取電單元、微處理單元、溫度采集單元組成。集成度高，布局合理、緊湊，體積小。
[0012]感應(yīng)取電單元包括感應(yīng)取電電路、整流濾波電路、電壓檢測電路及穩(wěn)壓電路。以實現(xiàn)本發(fā)明自供電電源供電的穩(wěn)定、安全、可靠性。
[0013]感應(yīng)取電電路由感應(yīng)線圈部件和與之相并聯(lián)連接的電壓鉗位保護(hù)電路構(gòu)成，所述感應(yīng)線圈部件由磁環(huán)和感應(yīng)線圈組成，所述電壓鉗位保護(hù)電路由電容COl和穩(wěn)壓二極管D1、D2組成。磁環(huán)其所用材質(zhì)為薄膜合金材料，使用該電路結(jié)構(gòu)其能量轉(zhuǎn)換效率高，電壓鉗位在1V以下。
[0014]整流濾波電路其整流橋采用MB6S芯片，小尺寸，安裝簡單，具有高沖擊電流能力，可達(dá) 600V 0.5Ao
[0015]電壓檢測電路采用ME2802芯片，高精度:±1%，低功耗:ΤΥΡ0.7微安。檢測前端電路應(yīng)輸出5-6V電壓。
[0016]穩(wěn)壓電路采用CAT6219芯片，并連接旁路電容C04、C05以降低噪聲。CAT6219芯片為CMOS低壓差穩(wěn)壓器，具有快速啟動特性，工作穩(wěn)定，體積小，是本發(fā)明適配的穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)。
[0017]溫度采集單元采用ADT7410傳感器芯片，可關(guān)斷、低功耗，高精度:±0.5°C，工作范圍寬:溫度范圍:_55°C至150°C，電壓范圍:2.7V至5.5V,使用該電路結(jié)構(gòu)溫度采集精度高，測量控制準(zhǔn)確。
[0018]微處理單元采用CC430芯片，微安級低功耗、高性能、發(fā)射電流最大32mA，集成了 8位430單片機(jī)內(nèi)核和無線收發(fā)器，使用該電路結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)處理速度快、精度高，傳送信號強(qiáng)，有效提高并確保溫度監(jiān)測控制中心的工作可靠性和準(zhǔn)確性。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有無線溫度傳感器相比具有如下優(yōu)點:
1.本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、集成度高、成本低、體積小、低功耗、安裝使用方便，是一種在線測量精度高，發(fā)射效率高的無線溫度傳感器。
[0020]2.因本發(fā)明由集成設(shè)置在同一印刷電路板上的感應(yīng)取電單元、微處理單元、溫度采集單元組成。集成度高，布局合理、緊湊，體積小。
[0021]3.由本發(fā)明所設(shè)計電路結(jié)構(gòu)、芯片及材料的選擇、印刷電路板電路單元位置設(shè)置決定，本發(fā)明成本低、體積小、低功耗，是一種在線測量精度高，發(fā)射效率高，工作穩(wěn)定可靠的無線溫度傳感器。采用本發(fā)明設(shè)計電路結(jié)構(gòu)所實施產(chǎn)品可有效提高對高壓開關(guān)柜母線及觸點溫度監(jiān)測控制的可靠性和準(zhǔn)確性，消除高壓大電流設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞、事故頻發(fā)隱患。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)方框示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明的感應(yīng)取電單元的電原理方框示意圖。
[0024]圖3是本發(fā)明的微處理單元電原理方框示意圖。
[0025]圖4是本發(fā)明的溫度采集單元電原理方框示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖通過非限制性實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實施例
[0027]本無線溫度傳感器如圖1、圖2、圖3、圖4所示，一種無線溫度傳感器，主要由集成設(shè)置在同一印刷電路板上的感應(yīng)取電單元、微處理單元、溫度采集單元組成，所述感應(yīng)取電單元分別與微處理單元和溫度采集單元電連接，微處理單元與溫度采集單元通過I2C總線連接，所述感應(yīng)取電單元包括依次首尾電連接的感應(yīng)取電電路、整流濾波電路、電壓檢測電路及穩(wěn)壓電路，所述微處理單元采用CC430芯片，讀取溫度數(shù)據(jù)經(jīng)電路發(fā)送至監(jiān)測控制中心。
[0028]所述感應(yīng)取電電路由感應(yīng)線圈部件和與之相并聯(lián)連接的電壓鉗位保護(hù)電路構(gòu)成，所述感應(yīng)線圈部件由磁環(huán)和感應(yīng)線圈組成，所述電壓鉗位保護(hù)電路由電容COl和穩(wěn)壓二極管D1、D2組成。所述磁環(huán)其所用材質(zhì)為薄膜合金材料。感應(yīng)線圈所設(shè)置匝數(shù)及線徑根據(jù)所需能量轉(zhuǎn)換率設(shè)定。
[0029]所述整流濾波電路由整流橋和與之相并聯(lián)連接的電容C02、C03組成，整流橋與電容C02構(gòu)成電壓自舉電路結(jié)構(gòu)，所述整流橋采用MB6S芯片，為全橋式電路結(jié)構(gòu)。
[0030]所述電壓檢測電路采用ME2802芯片，其輸出信號連接穩(wěn)壓電路使能端。
[0031]所述穩(wěn)壓電路采用CAT6219芯片，并連接旁路電容C04、C05以降低噪聲，其使能端由電壓檢測輸出端控制。
[0032]所述溫度采集單元采用ADT7410傳感器芯片。
[0033]電路中主要各器件均可在市場購買。
[0034]印刷電路板采用常規(guī)技術(shù)制作。本發(fā)明置于封閉外殼中。
[0035]感應(yīng)線圈與發(fā)射天線需保持一定距離設(shè)置。
[0036]發(fā)射天線周圍電路不覆同。
[0037]本發(fā)明中所述使能端為控制信號輸入端，即為電路的一個輸入端口。
[0038]本發(fā)明采用薄膜合金帶與高壓開關(guān)柜的母線和動觸頭捆扎連接?？啥帱c同時設(shè)置。
[0039]綜上所述，本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、集成度高、成本低、體積小、低功耗、安裝應(yīng)用維護(hù)方便，是一種在線測量精度高、發(fā)射效率高、工作安全可靠的無線溫度傳感器。
【主權(quán)項】
1.一種無線溫度傳感器，其特征在于，主要由集成在同一印刷電路板上的感應(yīng)取電單元、微處理單元及溫度采集單元組成，所述感應(yīng)取電單元分別與微處理單元和溫度采集單元電連接，微處理單元與溫度采集單元通過I2C總線連接，所述感應(yīng)取電單元包括依次首尾電連接的感應(yīng)取電電路、整流濾波電路、電壓檢測電路及穩(wěn)壓電路，所述微處理單元采用CC430芯片，讀取溫度數(shù)據(jù)經(jīng)無線電路發(fā)送至監(jiān)測控制中心。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線溫度傳感器，其特征在于，所述感應(yīng)取電電路由感應(yīng)線圈部件和與之相并聯(lián)連接的電壓鉗位保護(hù)電路構(gòu)成，所述感應(yīng)線圈部件由磁環(huán)和感應(yīng)線圈組成，所述電壓鉗位保護(hù)電路由電容COl和穩(wěn)壓二極管Dl、D2組成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線溫度傳感器，其特征在于，所述整流濾波電路由整流橋和與之相并聯(lián)連接的電容C02、C03組成，整流橋與電容C02構(gòu)成電壓自舉電路結(jié)構(gòu)，所述整流橋采用MB6S芯片，為全橋式電路結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線溫度傳感器，其特征在于，所述電壓檢測電路采用ME2802芯片，其輸出信號連接穩(wěn)壓電路使能端。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線溫度傳感器，其特征在于，所述穩(wěn)壓電路采用CAT6219芯片，并連接旁路電容C04、C05以降低噪聲，其使能端由電壓檢測輸出端控制。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線溫度傳感器，其特征在于，所述溫度采集單元采用ADT7410傳感器芯片。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的所述的一種無線溫度傳感器，其特征在于，所述磁環(huán)其所用材質(zhì)為薄膜合金材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無線溫度傳感器，主要由集成設(shè)置在同一印刷電路板上的感應(yīng)取電單元、微處理單元及溫度采集單元組成，所述感應(yīng)取電單元分別與微處理單元和溫度采集單元電連接，微處理單元與溫度采集單元通過I2C總線連接，所述感應(yīng)取電單元包括依次首尾電連接的感應(yīng)取電電路、整流濾波電路、電壓檢測電路及穩(wěn)壓電路，所述微處理單元采用CC430芯片，為低功耗無線單片機(jī)，讀取溫度數(shù)據(jù)經(jīng)電路發(fā)送至監(jiān)測控制中心。本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、集成度高、成本低、體積小、低功耗、安裝應(yīng)用維護(hù)方便，是一種在線測量精度高、發(fā)射效率高、工作安全可靠的無線溫度傳感器。
【IPC分類】G01K7/34, G01K7/36
【公開號】CN105181168
【申請?zhí)枴緾N201510500355
【發(fā)明人】薜建
【申請人】泰州斯貝勒電氣科技有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月14日