电场感应取电型无线测温系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电场感应取电型无线测温系统，包括多个无线测温终端、多个数据接收器和管理终端，所述无线测温终端包括单片机、静电感应电源、温度探测器和无线射频通讯模块。本发明专利技术电场感应取电型无线测温系统，其无线测温终端中的静电感应电源采用很小的感应极板获得感应电流，并将感应电流转换成可供无线测温终端正常工作的电流，解决了传统的用于高压设备的测温装置需要额外提供电源或是电源的工作状态不够稳定的问题，并且其无线测温终端采用的射频通讯方法能够适用于该静电感应电源，本发明专利技术同时还具有安装方便、体积小、成本低、以及不明显改变设备原电场分布和原有的安全参数的优点。

【技术实现步骤摘要】
电场感应取电型无线测温系统及其射频通讯方法
本专利技术涉及一种用于高压设备的测温系统，尤其涉及一种电场感应取电型无线测温系统及其射频通讯方法。
技术介绍
据统计分析，我国每年发生的电力事故，有40％是由高压电气设备过热所致；开关、刀闸、电缆连接部位接触电阻变大、过负荷等容易引起接头温度过高，导致设备运行故障。因此，对电力设备，特别是电气连接点的温度变化进行实时监测及预警是非常必要的。但高压设备对绝缘有严格要求，传统的电偶测温无法在电力设备上使用。目前国内普遍采用红外测温、有源无线测温、光纤测温、SAW声表面波传感器测温、电流互感器取电无线测温五种方式。红外测温即是由人工拿着红外成像仪对准物体表面直接测量，它只能测到物体的表面温度，还容易受环境温度的影响，其最大的缺点是必须由人工操作，不能实现在线监测；有源无线测温是采用微功耗设计的无线射频模式，装置采用锂铁电池供电，目前国内普遍采用此模式进行测温，但是电池存在高温下易爆炸和泄露等状况，电池在高温下排出导电的气体和液体对于电力设备绝缘油致命影响，同时存在使用寿命问题，普遍使用3-5年后需要更换电池；光纤测温采用光栅测温探头安装在测温点，用光缆传输光信号，光纤测温通过的光纤隔离高压存在着沿面放电问题，在电力设备上光缆的布置和走线都非常困难，且造价高昂一般用户很难大范围使用，另外由于光栅测温传感器存在温漂现象，使用2-3年后需要取下重新校核温度刻度的状况；SAW声表面波传感器测温采用SAW声表面波温度传感器，采用的是美国技术，也是无源工作模式，SAW声表面波传感器测温方式需要在被测点附近的柜体内安装感应天线，减小了设备的放电距离，降低了高压防护等级，而且信号非常不稳定，目前声表面波传感器信息接收合格率不高于70％；电流互感器取电无线测温，需要在母排等部位安装电流互感器，取代有源无线测温系统的电池供电部分，但安装的电流互感器体积较大，将减少母排相间距离，破坏设备绝缘及电磁场，最致命的是弱电流情况下，装置很难稳定可靠工作。传统无源测温装置中的静电感应电极获取的能量是高电压、微弱电流级别，整流器的输入电流只有0.8uA，电子器件泄露的电流大于2uA，若采用常规开关电源，泄露电流大于输入电流，测温装置无法稳定正常工作。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能在高压电场中不需要外部电源的情况下，通过静电感应电源获取电能量，保障自身工作的无线测温系统。为了达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种电场感应取电型无线测温系统，包括多个无线测温终端、多个数据接收器和管理终端，多个所述无线测温终端的信号输出端分别与多个所述数据接收器的信号输入端连接，所述管理终端的信号输入端分别与多个所述数据接收器的信号输出端连接，所述无线测温终端包括单片机、静电感应电源、温度探测器和无线射频通讯模块，所述静电感应电源的电压输出端与所述单片机的电压输入端连接，所述温度探测器的信号输出端与所述单片机的信号输入端连接，所述单片机的数据端口与所述无线射频通讯模块的数据端口连接，所述静电感应电源包括感应电极、桥式整流电路、开关、电感、第一二极管、第一电容、第二电容、第三电容和稳压电路，所述桥式整流电路的第一交流输入端与所述感应电极连接，所述桥式整流电路的第二交流输入端与带电体连接，所述桥式整流电路的负极输出端分别与所述第一电容的第一端和所述开关的第一端连接，所述桥式整流电路的正极输出端分别与所述第一电容的第二端、所述第二电容的第一端、所述第一二极管的正极、所述第三电容的第一端和所述稳压电路的第一输入端连接，所述开关的第二端分别与所述第二电容的第二端、所述第一二极管的负极和所述电感的第一端连接，所述电感的第二端分别与所述第三电容的第二端和所述稳压电路的第二输入端连接，所述稳压电路的输出端为所述静电感应电源的电压输出端。所述静电感应电源能将uA级别的电流转换为mA级别电流。具体地，所述整流电路包括线性稳压器、电压检测器、稳压二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第二二极管、第三二极管，所述稳压二极管的正极与负极分别为所述稳压电路的第一输入端和第二输入端，所述稳压二极管的负极分别与所述第一电阻的第一端、所述第三二极管的正极和所述线性稳压器的输入端连接，所述稳压二极管的正极与所述电压检测器的输出端连接后接地，所述电压检测器的输出端为所述稳压电路的第一输出端，所述第一电阻的第二端分别与所述电压检测器的第一输入端和所述第二二极管的负极连接，所述第三二极管的负极与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端分别与所述电压检测器的第二输入端和所述线性稳压器的第一输出端连接，所述线性稳压器的第二输出端与所述第三电阻的第一端连接，所述线性稳压器的第二输出端为所述稳压电路的第二输出端，所述第三电阻的第二端与所述第二二极管的正极连接。一种电场感应取电型无线测温系统的射频通讯方法，所述电场感应取电型无线测温系统的无线射频通讯模块与数据接收器之间进行射频通讯，包括以下步骤：(1)单片机、无线射频通讯模块的射频芯片和温度探测器的温度检测芯片分别进行自检，进入下一步骤；(2)单片机、无线射频通讯模块的射频芯片和温度探测器的温度检测芯片分别延时10ms，等待电源充电，进入下一步骤；(3)判断数据接收器与温度探测器之间的信道是否为空，进入下一步骤；(4)若数据接收器与温度探测器之间的信道为空，则进入步骤(5),若数据接收器与温度探测器之间的信道不为空，则进入步骤(2)；(5)无线射频通讯模块将数据信息发送到数据接收器，并等待数据接收器回复，进入下一步骤；(6)若收到数据接收器的回复，则进入步骤(7),若没有收到数据接收器的回复，则进入步骤(2)；(7)对静电感应电源的电压进行检测，并判断电压是否为支持单片机、无线射频通讯模块的射频芯片和温度探测器的温度检测芯片正常工作的电压，进入下一步骤；(8)若电压为能支持单片机、无线射频通讯模块的射频芯片和温度探测器的温度检测芯片正常工作的电压，则进入步骤(9),若电压为不能支持单片机、无线射频通讯模块的射频芯片和温度探测器的温度检测芯片正常工作的电压，则进入步骤(10)；(9)获取单片机中寄存器的延迟时间长度，并进入下一步骤；(10)单片机根据时钟计时延迟，进入步骤(3)；(11)等待电源充电，电压到达正常工作电压时，进入步骤(1)。本专利技术的有益效果在于：本专利技术电场感应取电型无线测温系统及其射频通讯方法，其无线测温终端中的静电感应电源采用很小的感应极板获得感应电流，并将感应电流转换成可供无线测温终端正常工作的电流，解决了传统的用于高压设备的测温装置需要额外提供电源或是电源的工作状态不够稳定的问题，并且其无线测温终端采用的射频通讯方法能够适用于该静电感应电源，本专利技术同时还具有安装方便、体积小、成本低、以及不明显改变设备原电场分布和原有的安全参数的优点。附图说明图1是本专利技术所述电场感应取电型无线测温系统的结构框图；图2是本专利技术所述电场感应取电型无线测温系统的无线测温终端的结构框图；图3是本专利技术所述电场感应取电型无线测温系统的静电感应电源的电路图；图4是本专利技术所述电场感应取电型无线测温系统的整流电路的电路图；图5是本专利技术所述电场感应取电型无线测温系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电场感应取电型无线测温系统，包括多个无线测温终端、多个数据接收器和管理终端，多个所述无线测温终端的信号输出端分别与多个所述数据接收器的信号输入端连接，所述管理终端的信号输入端分别与多个所述数据接收器的信号输出端连接，所述无线测温终端包括单片机、静电感应电源、温度探测器和无线射频通讯模块，所述静电感应电源的电压输出端与所述单片机的电压输入端连接，所述温度探测器的信号输出端与所述单片机的信号输入端连接，所述单片机的数据端口与所述无线射频通讯模块的数据端口连接，其特征在于：所述静电感应电源包括感应电极、桥式整流电路、开关、电感、第一二极管、第一电容、第二电容、第三电容和稳压电路，所述桥式整流电路的第一交流输入端与所述感应电极连接，所述桥式整流电路的第二交流输入端与带电体连接，所述桥式整流电路的负极输出端分别与所述第一电容的第一端和所述开关的第一端连接，所述桥式整流电路的正极输出端分别与所述第一电容的第二端、所述第二电容的第一端、所述第一二极管的正极、所述第三电容的第一端和所述稳压电路的第一输入端连接，所述开关的第二端分别与所述第二电容的第二端、所述第一二极管的负极和所述电感的第一端连接，所述电感的第二端分别与所述第三电容的第二端和所述稳压电路的第二输入端连接，所述稳压电路的输出端为所述静电感应电源的电压输出端。...

【技术特征摘要】
1.一种电场感应取电型无线测温系统，包括多个无线测温终端、多个数据接收器和管理终端，多个所述无线测温终端的信号输出端分别与多个所述数据接收器的信号输入端连接，所述管理终端的信号输入端分别与多个所述数据接收器的信号输出端连接，所述无线测温终端包括单片机、静电感应电源、温度探测器和无线射频通讯模块，所述静电感应电源的电压输出端与所述单片机的电压输入端连接，所述温度探测器的信号输出端与所述单片机的信号输入端连接，所述单片机的数据端口与所述无线射频通讯模块的数据端口连接，其特征在于：所述静电感应电源包括感应电极、桥式整流电路、开关、电感、第一二极管、第一电容、第二电容、第三电容和稳压电路，所述桥式整流电路的第一交流输入端与所述感应电极连接，所述桥式整流电路的第二交流输入端与带电体连接，所述桥式整流电路的负极输出端分别与所述第一电容的第一端和所述开关的第一端连接，所述桥式整流电路的正极输出端分别与所述第一电容的第二端、所述第二电容的第一端、所述第一二极管的正极、所述第三电容的第一端和所述稳压电路的第一输入端连接，所述开关的第二端分别与所述第二电容的第二端、所述第一二极管的负极和所述电感的第一端连接，所述电感的第二端分别与所述第三电容的第二端和所述稳压电路的第二输入端连接，所述稳压电路的输出端为所述静电感应电源的电压输出端。2.根据权利要求1所述的电场感应取电型无线测温系统，其特征在于：所述稳压电路包括线性稳压器、电压检测器、稳压二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第二二极管、第三二极管，所述稳压二极管的正极与负极分别为所述稳压电路的第一输入端和第二输入端，所述稳压二极管的负极分别与所述第一电阻的第一端、所述第三二极管的正极和所述线性稳压器的输入端连接，所述稳压二极管的正极与所述电压检测器的输出端连接后接地，所述电压检测器的输出端为所述稳压电路的第一输出端，所述第一电阻的第二端分别与所述电压检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐立宪，黄新宇，
申请(专利权)人：成都瑞霆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51