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光纖測溫主的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種光纖測溫主機，采用光纖探頭耦接高壓開關(guān)柜內(nèi)的連接頭以獲取相應(yīng)的溫度信息并存儲于光信號中，并采用光信號采集模組對所述光信號進行光電轉(zhuǎn)換并從中采樣出溫度信息，在上述光纖測溫主機中還集成了顯示模塊以詳細顯示獲取的各溫度信息以對該些溫度進行監(jiān)控。將光纖測量應(yīng)用到測量高壓開關(guān)柜，能抗電磁干擾、腐蝕、雷擊，且能在惡劣環(huán)境下工作，且將顯示模塊集成在測溫主機中使得所述測溫主機可以獨立運行而不依賴外部顯示設(shè)備。
【專利說明】光纖測溫主機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及光纖傳感【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種適用于高壓開關(guān)柜的光纖測溫主機。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓開關(guān)柜內(nèi)部的各種觸頭、母線排、電纜接頭及電氣設(shè)備的連接頭很容易出現(xiàn)接觸不良、插接偏心不正常等情況。這將導(dǎo)致接觸電阻過大，在大電流下該處發(fā)熱嚴重，其結(jié)果是接頭溫度異常，加劇接觸面氧化，使得接觸電阻進一步增大，形成惡性循環(huán)，發(fā)展到一定階段后，則會造成嚴重故障，破壞供電的安全可靠，這是高壓開關(guān)柜的主要故障形式。因此對接觸頭進行實時溫度監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)的發(fā)熱點，實現(xiàn)故障的早期預(yù)測與報警對于保障生命財產(chǎn)安全極為重要。
[0003]目前比較傳統(tǒng)的測溫技術(shù)包括無線測溫技術(shù)、紅外測溫技術(shù)等。由于無線測溫與紅外測溫技術(shù)均采用電子式傳感器作為現(xiàn)場傳感單元，現(xiàn)場傳感器帶電，容易受到強磁場與高壓的影響，且長期工作容易老化，給設(shè)備帶來安全隱患。光纖測溫技術(shù)可避免上述問題，但目前的光纖測溫主要采用光纜，無法實現(xiàn)對特定觸點觸頭的測溫，并且只能用于遠距離的測溫。因此無法適用于如高壓開關(guān)柜之類的短距離且對特定觸點的溫度測量。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種用光纖測溫的方法，能應(yīng)用于諸如高壓開關(guān)柜的小型系統(tǒng)中，并且能實現(xiàn)對特定連接頭的溫度測量。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種適用于一高壓開關(guān)柜的光纖測溫主機，該光纖測溫主機包含:
[0006]至少一光纖探頭，用于連接該高壓開關(guān)柜內(nèi)之一連接頭以擷取其溫度信息并將該溫度信息存儲于一光信號中；
[0007]光信號采集模組，耦接該至少一光纖探頭并用于采樣該光信號以獲取其所擷取之該溫度信息；以及
[0008]顯示模塊，耦接該光信號采集模組，用于顯示該溫度信息。
[0009]進一步的，所述光纖測溫主機更包含一電源模塊，用于為該光纖測溫主機供電。
[0010]進一步的，所述光信號為一光調(diào)制信號，該光信號采集模組包含:光信號解調(diào)板，用于接收該光調(diào)制信號并解調(diào)出所述溫度信息；溫度采集板，耦接該光信號解調(diào)板，用于存儲所述溫度信息。
[0011]進一步的，所述光信號解調(diào)板有多個，分別通過插接的方式連接到所述溫度采集板上。
[0012]進一步的，所述光信號解調(diào)板包含:一跨阻放大電路，用于對所述光調(diào)制信號進行光電轉(zhuǎn)換與放大，以得到一數(shù)字脈沖信號；一處理器，用于解調(diào)所述數(shù)字脈沖信號以得到所述溫度信息。[0013]進一步的，所述光纖測溫主機更包含一通信接口板，用于耦接一外部設(shè)備以將所述溫度信息輸出。
[0014]進一步的，所述外部設(shè)備為一 PC機，用于采集并顯示所述溫度信息。
[0015]進一步的，所述通信接口板包含:存儲模塊，用于存儲報警溫度信息；實時時鐘模塊，用于顯示當前時間；溫度檢測模塊，用于檢測該高壓開關(guān)柜機箱的溫度；以及ARM控制器，用于獲取所述報警溫度信息及高壓開關(guān)柜機箱的溫度并輸出。
[0016]進一步的，所述光纖測溫主機更包含一繼電器模塊，用于耦接一外界報警系統(tǒng)，以當所述溫度信息高于一設(shè)定值時進行報警。
[0017]進一步的，所述光纖探頭是通過鍍膜技術(shù)將半導(dǎo)體材料均勻鍍在光纖軸向的橫截面上，再通過陶瓷管和航空膠封裝而成。
[0018]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型提供了一種光纖測溫主機，采用光纖探頭耦接高壓開關(guān)柜內(nèi)的連接頭以獲取相應(yīng)的溫度信息并存儲于光信號中，并采用光信號采集模組對所述光信號進行光電轉(zhuǎn)換并從中采樣出溫度信息，在上述光纖測溫主機中還集成了顯示模塊以詳細顯示獲取的各溫度信息以對該些溫度進行監(jiān)控。將光纖測量應(yīng)用到測量高壓開關(guān)柜，能抗電磁干擾、腐蝕、雷擊，且能在惡劣環(huán)境下工作，且將顯示模塊集成在測溫主機中使得所述測溫主機可以獨立運行而不依賴外部顯示設(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型一實施例所述測溫主機的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型提出的光纖測溫主機作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本實用新型的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。
[0021]請參考圖1，本實施例提供一種光纖測溫主機，包含光纖探頭100，光信號采集模組200，電源300，繼電器400，通信接口板500及顯示模塊600。上述光纖測溫主機的各組成部分集成在一個主機之中，每個光纖測溫主機可單獨測溫并顯示相應(yīng)信息，也可將多個主機組網(wǎng)并通過連接外部PC機測溫。
[0022]所述光纖探頭100貼附在高壓設(shè)備內(nèi)部金屬連接頭處，采集連接頭處的溫度。光纖探頭100是通過鍍膜技術(shù)將半導(dǎo)體材料均勻鍍在光纖軸向的橫截面上，再通過陶瓷管和航空膠封裝而成。每一塊光信號采集模組200連接多個光纖探頭100 (本實施例為3個)。
[0023]所述光信號采集模組200又分為兩部分:光信號解調(diào)板210，用來接收光纖探頭100傳來的攜帶有溫度信息的光調(diào)制信號，并將其解調(diào)出溫度數(shù)據(jù)；其二是溫度采集板220，以存儲解調(diào)出的溫度信息，例如可存儲到其自身的一 ARM處理器的RAM中。所述光信號解調(diào)板210作為一個單獨的模塊插接到溫度采集板220上，本實施例的每塊光信號采集模組200上有三塊光信號解調(diào)板210，但不以此為限。每一塊光信號解調(diào)板210有一個通道用來傳送溫度數(shù)據(jù)，三塊解調(diào)板三個通道連接在溫度采集板上220的ARM處理器的三個中斷IO 口上。其中所述ARM處理器為STM32。每一塊光信號采集模組200有一 RS485接口芯片用于與外界進行RS485通信，進行采集到的溫度數(shù)據(jù)的上傳工作。
[0024]進一步的，所述電源模塊300為整個系統(tǒng)提供5V的電源；所述顯示模塊600為TFT液晶顯示器。所述顯示模塊600通過內(nèi)部RS485接口從光信號采集模組200上獲取溫度數(shù)據(jù)，然后進行全屏顯示。TFT液晶顯示器分辨率為320*240，顯示容量大。當接觸點的溫度超過設(shè)定的溫度時，顯示模塊600的界面顯示的溫度會變成紅色，同時界面上會顯示溫度過高的觸點位置，進而通過繼電器模塊400與一外界的報警系統(tǒng)進行聯(lián)動。
[0025]通信接口板500用于耦接一外部設(shè)備，例如PC機，以將光纖測溫主機測得的溫度信息輸出。通信接口板500留有兩種接口便于用戶選擇:以太網(wǎng)接口與RS485接口。這兩種接口采用的都是工業(yè)Modbus協(xié)議，一種采用的是Modbus協(xié)議在TCP上的實現(xiàn)方法；一種是Modbus在串行鏈路上的實現(xiàn)方法。
[0026]通信接口板500載有存儲模塊510，實時時鐘模塊520，溫度檢測模塊530，ARM控制器540。其中存儲模塊510采用鐵電存儲器，可靠性高，擦寫次數(shù)達到100億次，用于存儲報警溫度信息；實時時鐘模塊520可以顯示當前的時間；溫度檢測模塊530采用單總線數(shù)字溫度傳感器dsl8b20，作為機箱溫度的檢測。這些信息通過ARM控制器540獲取，并通過網(wǎng)絡(luò)或RS485接口上傳至PC機。
[0027]下面結(jié)合圖1詳細說明本實用新型的具體實施過程。
[0028]光纖探頭100的一端貼在待測機的金屬接頭處，另一端通過光纜SC接頭插接在光信號采集模組200上。根據(jù)測量點的數(shù)量確定光信號采集板的數(shù)量。光纖探頭100測得溫度數(shù)據(jù)通過PPM的方式發(fā)送光調(diào)制信號給光信號采集模組200，光信號采集模組200上的光信號解調(diào)板210接收到發(fā)過來的光信號，通過PIN接收管與放大器組成的跨阻放大電路211對信號進行光電轉(zhuǎn)換與放大，并通過四階巴特沃斯濾除噪聲，最后再經(jīng)過一級放大，將信號的電平放大到3.3V，低電平為0V，這樣一個PPM光調(diào)制信號就變成了一串數(shù)字脈沖信號，這一串脈沖信號包含有溫度信息。數(shù)字脈沖信號通過處理器212進行解調(diào)，解調(diào)過程如下:將處理器212的IO 口配置成帶上拉電阻輸入的中斷模式，邊沿觸發(fā)，當一個下降沿到來的時候開啟定時器，然后當上升沿到來的時候關(guān)掉定時器，之間的時間差記為T，而T/脈寬即得脈沖個數(shù)，脈沖個數(shù)即為整數(shù)表示的溫度值。處理器212獲取到溫度值以后，存入其RAM，等著外部設(shè)備PC機或者顯示模塊600發(fā)送數(shù)據(jù)獲取請求以后，將溫度數(shù)據(jù)通過RS485或網(wǎng)絡(luò)的模式傳送出去即可。
[0029]進一步的，當外部PC機或者顯示模塊600需要溫度數(shù)據(jù)或者報警數(shù)據(jù)時，通過網(wǎng)絡(luò)或者RS485的模式發(fā)送獲取溫度數(shù)據(jù)或者報警存儲的指令，光信號采集模組200接收到命令以后，將這些數(shù)據(jù)按照預(yù)定的規(guī)則進行上傳。接收到的數(shù)據(jù)在PC機或者顯示模塊600上進行顯示，報警數(shù)據(jù)在PC機上是以心跳包的形式進行預(yù)警，同時繼電器模塊400關(guān)閉，夕卜界聯(lián)動報警。
[0030]本實用新型提供的光纖測溫主機采用光纖探頭100耦接高壓開關(guān)柜內(nèi)的連接頭以獲取相應(yīng)的溫度信息并存儲于光調(diào)制信號中，并采用光信號采集模組200對所述光信號進行光電轉(zhuǎn)換并從中采樣出溫度信息，在上述光纖測溫主機中還集成了顯示模塊600以詳細顯示獲取的各溫度信息以對該些溫度進行監(jiān)控。將光纖測溫應(yīng)用到測量高壓開關(guān)柜，能抗電磁干擾、腐蝕、雷擊，且能在惡劣環(huán)境下工作，且將顯示模塊600集成在測溫主機中使得所述測溫主機可以獨立運行而不依賴外部顯示設(shè)備。[0031] 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包括這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光纖測溫主機，適用于一高壓開關(guān)柜，所述光纖測溫主機包含集成于一體的: 至少一光纖探頭，連接該高壓開關(guān)柜內(nèi)之一連接頭，以擷取其溫度信息并將該溫度信息存儲于一光信號中； 光信號采集模組，耦接該至少一光纖探頭并用于采樣該光信號以獲取其所擷取之該溫度信息；以及 顯示模塊，耦接該光信號采集模組，用于顯示該溫度信息。
2.如權(quán)利要求1所述的光纖測溫主機，其特征在于:該光纖測溫主機更包含一為該光纖測溫主機供電的電源模塊，設(shè)置于所述光纖測溫主機內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的光纖測溫主機，其特征在于:所述光信號為一光調(diào)制信號，該光信號米集模組包含: 光信號解調(diào)板和耦接該光信號解調(diào)板的溫度采集板，所述光調(diào)制信號通過所述光信號解調(diào)板解調(diào)出所述溫度信息并存儲于所述溫度采集板中。
4.如權(quán)利要求3所述的光纖測溫主機，其特征在于:所述光信號解調(diào)板有多個，分別通過插接的方式連接到所述溫度采集板上。
5.如權(quán)利要求3所述的光纖測溫主機，其特征在于:所述光信號解調(diào)板包含: 一跨阻放大電路和耦接所述跨阻放大電路的一處理器，所述光調(diào)制信號通過所述跨阻放大電路進行光電轉(zhuǎn)換與放大生成一數(shù)字脈沖信號并通過所述處理器解調(diào)生成所述溫度信息。
6.如權(quán)利要求1所述的光纖測溫主機，其特征在于:該光纖測溫主機更包含一通信接口板，耦接一外部設(shè)備以將所述溫度信息輸出。
7.如權(quán)利要求6所述的光纖測溫主機，其特征在于:所述外部設(shè)備為一PC機，用于采集并顯示所述溫度信息。
8.如權(quán)利要求6所述的光纖測溫主機，其特征在于:該通信接口板包含用于存儲報警溫度信息的存儲模塊；用于顯示當前時間的實時時鐘模塊；用于檢測該高壓開關(guān)柜機箱溫度的溫度檢測模塊；以及ARM控制器，用于獲取所述報警溫度信息及高壓開關(guān)柜機箱的溫度并輸出； 其中，所述存儲模塊，實時時鐘模塊，溫度檢測模塊及ARM控制器互相連接。
9.如權(quán)利要求1所述之光纖測溫主機，其特征在于:更包含一繼電器模塊，耦接一外界報警系統(tǒng)，以當所述溫度信息高于一設(shè)定值時進行報警。
【文檔編號】G01K11/32GK203705083SQ201320834808
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】王同志, 劉小燕 申請人:上海華魏光纖傳感技術(shù)有限公司