同時測量線路負(fù)荷電流和溫度的無線傳感裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種傳感器,尤其涉及一種可以同時測量線路負(fù)荷電流和溫度的無線傳感裝置,包括有溫度傳感器(6)與電流傳感器(7)分別連接在單片機(5)上,單片機(5)連接數(shù)據(jù)處理器(3),數(shù)據(jù)處理器(3)與無線通訊模塊(4)相連,以及分別為上述所有元件供電的供電電源模塊(2)。本實用新型具有體積小,功耗低,可同時監(jiān)測電力傳輸線路的負(fù)荷電流及設(shè)備運行溫度的特點。適用于電力及相關(guān)大負(fù)荷用電領(lǐng)域的負(fù)荷電流與溫度的測量。
【專利說明】同時測量線路負(fù)荷電流和溫度的無線傳感裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種傳感裝置,尤其涉及一種可以同時測量線路負(fù)荷電流和溫度的無線傳感裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳感器作為信息采集系統(tǒng)的前端單元,作用越來越重要,作為在線監(jiān)測系統(tǒng)中的一個結(jié)構(gòu)組成,傳感器的重要性變得越來越明顯。
[0003]在實際監(jiān)控環(huán)境中,只有值班及調(diào)度人員知道整條線路的實際電流,各個節(jié)點的實際電流無法體現(xiàn)出來。在電力系統(tǒng)運行中,線路的負(fù)荷隨時都在變化,
[0004]一日之內(nèi)有高峰低谷,一年內(nèi)有季節(jié)的差別,每年都有變化,逐年發(fā)展,電力系統(tǒng)事故時線路的負(fù)荷更是千變?nèi)f化。不論什么原因引起線路電流增加后,導(dǎo)線的溫度都要上升。特別是線路電流增加的初期,線路溫度在向周圍空氣傳遞過程中還沒有到達(dá)平衡狀態(tài)前,線路溫度的升高將達(dá)到最大值。
[0005]在電力系統(tǒng)運行環(huán)境中,在小范圍內(nèi)不可能安裝多個單參量的傳感器,同時單參量傳感器已經(jīng)不能完全滿足在線監(jiān)測及管理的應(yīng)用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述技術(shù)中的不足,提供一種同時測量線路溫度、負(fù)荷電流兩個變量的電力傳輸線路無線傳感裝置,其布設(shè)方便、智能化程度高、成本低、功耗小、工作性能可靠,能保證系統(tǒng)用電負(fù)荷管理及設(shè)備運行溫度監(jiān)測的需要。
[0007]為解決上述技術(shù)問題,本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0008]同時測量線路負(fù)荷電流和溫度的無線傳感裝置,包括有溫度傳感器與電流傳感器分別連接在單片機上,單片機連接數(shù)據(jù)處理器,數(shù)據(jù)處理器與UHF收發(fā)器相連,以及分別為上述所有元件供電的供電單元。
[0009]所述電流傳感器采用硅鋼片疊加制作,外部繞制多匝絕緣導(dǎo)線,形成一個未封閉電流傳感器。
[0010]所述單片機采用ATMEL89C51單片機。
[0011]所述供電單元采用LM317電源集成電路。
[0012]所述UHF收發(fā)器(6)為CCl 100,工作頻率在400MHz?464MHz可調(diào)。
[0013]所述溫度傳感器(4)采用PT100接觸測溫傳感器。
[0014]優(yōu)點及有益效果:本實用新型具有體積小,功耗低,可同時監(jiān)測電力傳輸線路的負(fù)荷電流及設(shè)備運行溫度的特點。同時可提供溫度越限及溫度突變報警,還有電流突變報警及越限報警,適用于電力及相關(guān)大負(fù)荷用電領(lǐng)域的負(fù)荷電流與溫度的測量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的電路結(jié)構(gòu)原理框圖;[0016]圖中:
[0017]1-供電單元;2-單片機;3-數(shù)據(jù)處理器;
[0018]4-溫度傳感器;5-電流傳感器;6-UHF收發(fā)器。
【具體實施方式】
[0019]實施例1
[0020]如圖1所示,本實用新型包括溫度傳感器4和電流傳感器5的輸出、輸入端分別與單片機2的輸入、輸出端相連,單片機2的輸出端連接數(shù)據(jù)處理器3輸入端,數(shù)據(jù)處理器3的輸出、輸入端分別連接UHF收發(fā)器6的輸入、輸出端,以及分別為溫度傳感器4、電流傳感器5、單片機2、數(shù)據(jù)處理器3和UHF收發(fā)器6提供能量的供電單元I。
[0021]基本構(gòu)成:
[0022]本設(shè)計采用ATMEL89C51單片機+CC1100無線數(shù)傳芯片構(gòu)成
[0023]通訊機構(gòu):
[0024]ATMEL89C51單片機內(nèi)置4Kflash,低電壓、高性能CMOS 8位微處理器,其中內(nèi)置的flash可以反復(fù)擦除1000次以上。內(nèi)部RAMl28字節(jié),足夠本應(yīng)用使用。
[0025]該器件采 用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造,與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。32可編程I/O線,兩個16位定時器/計數(shù)器,5個中斷源(包含定時器中斷和IO中斷),可編程串行通道(應(yīng)用于產(chǎn)品調(diào)試),還有低功耗的閑置和掉電模式。
[0026]CCllOO是一種低成本真正單片的UHF收發(fā)器,為低功耗無線應(yīng)用而設(shè)計。電路主要設(shè)定為在315、433、868和915MHz的ISM (工業(yè),科學(xué)和醫(yī)學(xué))頻率波段,也可以容易地設(shè)置為 300-348 MHz,400-464 MHz 和 800-928 MHz 的其他頻率,本應(yīng)用采用 433MHZ。CC1100為數(shù)據(jù)包處理、數(shù)據(jù)緩沖、突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸、清晰信道評估、連接質(zhì)量指示和電磁波激發(fā)提供廣泛的硬件支持。CCllOO的主要操作參數(shù)和64位傳輸/接收FIFO (先進(jìn)先出堆棧)可通過SPI接口控制。
[0027]單片機采用Pl雙向IO 口虛擬SPI通訊口,和CCllOO的SPI接口連接,通訊速度以單片機方晶體頻率為準(zhǔn),由于雙方電平有較大差距(單片機5V,CCllOO 3V),所以其間采用74LVC4245雙電源雙向隔離芯片進(jìn)行電平自動轉(zhuǎn)換。
[0028]電源部分:
[0029]本設(shè)計使用LM317作為工作電源模塊,其寬電壓輸入,高效率電源輸出對于本設(shè)計應(yīng)用有較大幫助,同時由于LM317是屬于線性調(diào)節(jié)模塊,基本不會產(chǎn)生電源紋波,對于后級信號輸入端的雜波抑制效果很好,電源電壓調(diào)節(jié)為5V和3V。
[0030]測量功能:
[0031]本產(chǎn)品包含溫度測量、電流測量兩方面:
[0032]溫度測量:采用PT100接觸測溫傳感器,其原理為鉬電阻隨溫度變化,電阻值產(chǎn)生規(guī)律性變化,電路提供2.5V電源基準(zhǔn),通過鉬電阻和基準(zhǔn)電阻分壓比,采樣到溫度變化,但其變化值很小,必須經(jīng)過差分放大電路進(jìn)行一定比例放大才可以輸出到后級電路,所以這里使用LM324運算放大器,單電源5V供電,內(nèi)部有4級運放,設(shè)計中使用其中2個構(gòu)成二級運放單元分別放大2倍和3倍,最終將毫伏級信號放大為伏級信號。
[0033]電流測量:采用硅鋼片疊加制作,外部繞制多匝絕緣導(dǎo)線,形成一個未封閉電流傳感器,當(dāng)外部交流電流產(chǎn)生變化時,傳感器輸出電流也發(fā)生變化,根據(jù)其輸出電流的變化,通過基準(zhǔn)電阻轉(zhuǎn)化為電壓的變化。同樣由于其電壓變化很小,需要采用LM324剩余的2個運放進(jìn)行二級放大,分別放大3倍和5倍,將采集到的電壓信號調(diào)整為后端AD采樣模塊可以接受的0-3V信號。
[0034]AD采樣芯片,采用AD0809,AD0809是8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換速度都在本應(yīng)用中比較實用。
[0035]在實際應(yīng)用中,單片機5根據(jù)程序定時接收溫度傳感器6及電流傳感器7的采樣數(shù)據(jù),同時根據(jù)程序預(yù)先設(shè)定的越限報警數(shù)值及突變增量報警數(shù)值,提供報警信息,單片機模塊5將數(shù)據(jù)傳給數(shù)據(jù)處理器3,經(jīng)過無線通訊模塊4發(fā)送給上一級的無線接收設(shè)備。
[0036]以上所述,僅是本實用新型的較佳實施案例,并非對本實用新型作任何限制,凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對上述實施案例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化,均仍屬于本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.同時測量線路負(fù)荷電流和溫度的無線傳感裝置,其特征在于:包括有溫度傳感器(4)與電流傳感器(5)分別連接在單片機(2)上,單片機(2)連接數(shù)據(jù)處理器(3),數(shù)據(jù)處理器(3)與UHF收發(fā)器(6)相連,以及分別為上述所有元件供電的供電單元(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述同時測量線路負(fù)荷電流和溫度的無線傳感裝置,其特征在于所述電流傳感器(5)采用硅鋼片疊加制作,外部繞制多匝絕緣導(dǎo)線,形成一個未封閉電流傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述同時測量線路負(fù)荷電流和溫度的無線傳感裝置,其特征在于所述單片機(2)采用ATMEL89C51單片機。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述同時測量線路負(fù)荷電流和溫度的無線傳感裝置,其特征在于所述供電單元(I)采用LM317電源集成電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述同時測量線路負(fù)荷電流和溫度的無線傳感裝置,其特征在于所述UHF收發(fā)器(6)為CCl 100,工作頻率在400MHz?464MHz可調(diào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述同時測量線路負(fù)荷電流和溫度的無線傳感裝置,其特征在于所述溫度傳感器(4)采用PT100接觸測溫傳感器。
【文檔編號】G01K7/18GK203551639SQ201320674091
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】姜萬超, 張勁松, 鄒明賀, 白晗, 梁楠, 李悅悅 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司沈陽供電公司