变电站运维监控终端制造技术

本发明专利技术属于配电自动化技术领域，提出了变电站运维监控终端，包括均与第一主控芯片连接的定位模块、可见光摄像模块和红外摄像模块，第一主控芯片与后台监控系统通信连接，红外摄像模块包括红外焦平面探测器U2和温控电路，红外焦平面探测器U2用于采集红外光信号并发送至第一主控芯片，温控电路用于控制红外焦平面探测器U2的工作温度，温控电路包括温度设定电路、比较器U6A、PWM调制电路、与门U8、反相器U9、与门U10和H桥电路，H桥电路的正输出端接入红外焦平面探测器U2的热电制冷器正极，H桥电路的负输出端接入红外焦平面探测器U2的热电制冷器负极。通过上述技术方案，解决了现有技术中变电站运维监控精度差的问题。中变电站运维监控精度差的问题。中变电站运维监控精度差的问题。

【技术实现步骤摘要】
变电站运维监控终端


[0001]本专利技术属于配电自动化
，涉及变电站运维监控终端。

技术介绍

[0002]变电设备作为变电站的核心部分，其运行维护质量是保证变电系统稳定、可靠运行的关键。因此必须要充分认识到变电设备维护工作的重要性，加强对变电设备的日常维护与管理，以提高变电运行的可靠性与安全性。传统人工运维方式不仅劳动强度大，而且会有疏漏，因此，各变电站逐渐采用运维机器人代替人工，运维机器人在变电站内行走，其上设置有可见光摄像机和红外摄像机，分别读取变电站内设备的仪表读数和温度数据，并远程发送至后台监控系统，这样后台管理人员通过后台监控系统即可实施了解变电站内的设备情况。运维机器人不仅能够实现远程在线监测，而且大大提升运维的内容和频率，改变传统运维方式，实现运维智能化。
[0003]其中，红外摄像机主要通过红外焦平面探测器检测红外光信号，红外焦平面探测器是非制冷微测辐射热计型红外焦平面探测器，其焦平面上排列着多个像元，各个像元的红外吸收层吸收红外能量后温度发生变化，不同像元接收到不同能量的热辐射，其自身的温度变化就不同，从而引起各像元的热敏层电阻值发生相应的改变，这种变化经由探测器内部的读出电路转换成电信号输出，经过探测器外部的信号采集和数据处理电路最终得到反映目标温度分布情况的可视化电子图像。由于红外焦平面探测器是利用红外辐射改变象元的电阻温度特性来探测红外目标温度的，所以焦平面的自身温度会直接影响探测器的灵敏度和成像性能。只有焦平面中各像元自身基准温度一致和稳定时，才能得到高质量的红外图像。/>[0004]目前，对红外焦平面探测器的自身温度控制不准确，导致红外摄像机的成像质量差，从而影响变电站运维监控精度。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出变电站运维监控终端，解决了现有技术中变电站运维监控精度差的问题。
[0006]本专利技术的技术方案是这样实现的：包括均与第一主控芯片连接的定位模块、可见光摄像模块和红外摄像模块，所述第一主控芯片与后台监控系统通信连接，所述红外摄像模块包括红外焦平面探测器U2和温控电路，所述红外焦平面探测器U2用于采集红外光信号并发送至所述第一主控芯片，所述温控电路用于控制所述红外焦平面探测器U2的工作温度，所述温控电路包括温度设定电路、比较器U6A、PWM调制电路、与门U8、反相器U9、与门U10 和H桥电路，所述温度设定电路的输入端与所述第一主控芯片连接，所述温度设定电路的输出端接入所述比较器U6A的同相输入端，所述红外焦平面探测器U2的温度输出端接入所述比较器U6A的反相输入端，所述比较器U6A的输出端接入所述与门U8的第一输入端，所述PWM调
制电路的输出端接入所述与门U8的第二输入端，所述与门U8的输出端用于控制所述H桥电路的正输出端和负输出端之间输出正向电压，所述比较器U6A的输出端同时接入所述反相器U9的输入端，所述反相器U9的输出端接入所述与门U10的第一输入端，所述PWM调制电路的输出端接入所述与门U10的第二输入端，所述与门U10的输出端用于控制所述H桥电路的正输出和负输出端之间输出反向电压，所述H桥电路的正输出端接入所述红外焦平面探测器U2的热电制冷器正极，所述H桥电路的负输出端接入所述红外焦平面探测器U2的热电制冷器负极，所述PWM调制电路包括依次连接的运放U7、绝对值检测电路和比较器U6B，所述温度设定电路的输出端接入所述运放U7的同相输入端，所述红外焦平面探测器U2的温度输出端接入所述运放U7的反相输入端，所述运放U7的输出端通过电阻R6反馈连接至所述运放U7的反相输入端，所述运放U7的输出端接入所述绝对值检测电路的输入端，所述绝对值检测电路的输出端接入所述比较器U6B的同相输入端，所述比较器U6B的反相输入端与三角波发生电路连接，所述比较器U6B的输出端作为所述PWM调制电路的输出。
[0007]进一步，所述温度设定电路包括DA转换芯片U5，所述DA转换芯片U5的时钟输入端、数据输入端和锁存端均与所述第一主控芯片连接，所述DA转换芯片U5的输出端作为所述温度设定电路的输出端。
[0008]进一步，所述温度设定电路还包括第一基准源电路，所述第一基准源电路包括电压基准芯片U13，所述电压基准芯片U13的阳极通过电阻R17连接电源+5V，所述电压基准芯片U13的阴极接地，所述电压基准芯片U13参考极作为基准电压VREF1，接入所述DA转换芯片U5的参考电压输入端。
[0009]进一步，所述绝对值检测电路包括依次连接的运放U8A和运放U8B，所述运放U8A的反相输入端通过电阻R11连接所述运放U7的输出端，所述运放U8A的同相输入端接地，所述运放U8A的输出端连接二极管D21的阳极，所述二极管D21的阴极通过电阻R9接入所述运放U8A的反相输入端，所述二极管D21的阴极接入所述运放U8B的同相输入端，所述运放U8B的反相输入端连接所述运放U8B的输出端，所述运放U8B的输出端作为所述绝对值检测电路的输出，接入所述比较器U6B的同相输入端。
[0010]进一步，所述H桥电路包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4，所述三极管Q1的基极与所述与门U8的输出端连接，所述三极管Q1的集电极与电源AVDD连接，所述三极管Q1的发射极与所述三极管Q3的集电极连接，所述三极管Q3的基极与所述与门U10的输出端连接，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q2的基极与所述与门U10的输出端连接，所述三极管Q2的发射极与所述三极管Q4的集电极连接，所述三极管Q4的基极与所述与门U8的输出端连接，所述三极管Q4的发射极接地，所述三极管Q1的发射极作为所述H桥电路的正输出端，接入所述红外焦平面探测器U2的热电制冷器正极，所述三极管Q2的发射极作为所述H桥电路的负输出端，接入所述红外焦平面探测器U2的热电制冷器负极。
[0011]进一步，还包括AD 转换芯片U3，所述AD转换芯片U3的时钟输入端与所述第一主控芯片连接，所述AD转换芯片U3的第一差分输入端与所述红外焦平面探测器U2的第一差分输
出端连接，所述AD转换芯片U3的第二差分输入端与所述红外焦平面探测器U2的第二差分输出端连接，所述AD转换芯片U3的数字输出端与所述第一主控芯片连接。
[0012]进一步，还包括第二基准源电路，所述第二基准源电路包括电压基准芯片U1，所述电压基准芯片U1的电源输入端与电源+5V连接，所述电压基准芯片U1的输出端作为基准电压VREF2，接入所述AD转换芯片U3的参考电压输入端。
[0013]进一步，所述可见光摄像模块包括均与第一主控芯片连接的可见光摄像机、光照强度检测电路和补光灯控制电路，所述补光灯控制电路包括与第二主控芯片连接的补光灯驱动电路，所述第二主控芯片与所述第一主控芯片通信连接，所述补光灯驱动电路包括驱动芯片U12，所述驱动芯片U12的调光端与所述第二主控芯片连接，所述驱动芯片U12的供电端与电源12V连接，所述驱动芯片U12的供电端通过电阻R22连接电流采样端，所述驱动芯片U12的电流采样端与LED灯带的阳极连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.变电站运维监控终端，移动设置在变电站内，包括均与第一主控芯片连接的定位模块、可见光摄像模块和红外摄像模块，所述第一主控芯片与后台监控系统通信连接，其特征在于：所述红外摄像模块包括红外焦平面探测器U2（1）和温控电路，所述红外焦平面探测器U2（1）用于采集红外光信号并发送至所述第一主控芯片，所述温控电路用于控制所述红外焦平面探测器U2（1）的工作温度，所述温控电路包括温度设定电路（21）、比较器U6A、PWM调制电路（22）、与门U8、反相器U9、与门U10 和H桥电路（23），所述温度设定电路（21）的输入端与所述第一主控芯片连接，所述温度设定电路（21）的输出端接入所述比较器U6A的同相输入端，所述红外焦平面探测器U2（1）的温度输出端接入所述比较器U6A的反相输入端，所述比较器U6A的输出端接入所述与门U8的第一输入端，所述PWM调制电路（22）的输出端接入所述与门U8的第二输入端，所述与门U8的输出端用于控制所述H桥电路（23）的正输出端和负输出端之间输出正向电压，所述比较器U6A的输出端同时接入所述反相器U9的输入端，所述反相器U9的输出端接入所述与门U10的第一输入端，所述PWM调制电路（22）的输出端接入所述与门U10的第二输入端，所述与门U10的输出端用于控制所述H桥电路（23）的正输出端和负输出端之间输出反向电压，所述H桥电路（23）的正输出端接入所述红外焦平面探测器U2（1）的热电制冷器正极，所述H桥电路（23）的负输出端接入所述红外焦平面探测器U2（1）的热电制冷器负极，所述PWM调制电路（22）包括依次连接的运放U7、绝对值检测电路和比较器U6B，所述温度设定电路（21）的输出端接入所述运放U7的同相输入端，所述红外焦平面探测器U2（1）的温度输出端接入所述运放U7的反相输入端，所述运放U7的输出端通过电阻R6反馈连接至所述运放U7的反相输入端，所述运放U7的输出端接入所述绝对值检测电路的输入端，所述绝对值检测电路的输出端接入所述比较器U6B的同相输入端，所述比较器U6B的反相输入端与三角波发生电路连接，所述比较器U6B的输出端作为所述PWM调制电路（22）的输出。2.根据权利要求1所述的变电站运维监控终端，其特征在于：所述温度设定电路（21）包括DA转换芯片U5，所述DA转换芯片U5的时钟输入端、数据输入端和锁存端均与所述第一主控芯片连接，所述DA转换芯片U5的输出端作为所述温度设定电路（21）的输出端。3.根据权利要求2所述的变电站运维监控终端，其特征在于：所述温度设定电路（21）还包括第一基准源电路，所述第一基准源电路包括电压基准芯片U13，所述电压基准芯片U13的阳极通过电阻R17连接电源+5V，所述电压基准芯片U13的阴极接地，所述电压基准芯片U13的参考极作为基准电压VREF1，接入所述DA转换芯片U5的参考电压输入端。4.根据权利要求1所述的变电站运维监控终端，其特征在于：所述绝对值检测电路包括依次连接的运放U8A和运放U8B，所述运放U8A的反相输入端通过电阻R11连接所述运放U7的输出端，所述运放U8A的同相输入端接地，所述运放U8A的输出端连接二极管D21的阳极，所述二极管D21的阴极通过电阻R9接入所述运放U8A的反相输入端，所述二极管D21的阴极接入所述运放U8B的同相输入端，所述运放U8B的反相输入端连接所述运放U8B的输出端，所述运放U8B的输出端作为所述绝对值检测电路的输出，接入所述比较器U6B的同相输入端。5.根据权利要求1所述的变电站运维监控终端，其特征在于：所述H桥电路（23）包括三
极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4，所述三极管Q1的基极与所述与门U8的输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：张威，薛海涛，李光正，徐沛，董闯，张飞，段钧洋，樊崇，
申请(专利权)人：北京金冠智能电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：