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Patent Searching and Data


Title:
WIRELESS TEMPERATURE MONITORING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/067816
Kind Code:
A1
Abstract:
A wireless temperature monitoring system, comprising: a transmitting terminal (1) for monitoring the first temperature of a monitored point and transmitting the first temperature data to a receiving terminal (3); an ambient temperature monitoring terminal (2) for monitoring the second temperature, i.e. the temperature of the environment the monitored point is in, and transmitting the second temperature data to the receiving terminal (3); a receiving terminal (3) for calculating the temperature rise of the monitored point relative to the environment according to the first temperature and the second temperature and triggering an alarm if the temperature rise is greater than a preset threshold; the transmitting terminal (1) is wirelessly connected with the receiving terminal (3); and the ambient temperature monitoring terminal (2) is wired to the receiving terminal (3). With coordination among the transmitting terminal, the environment temperature monitoring terminal and the receiving terminal, the system triggers an alarm to alert the workers to deal with the malfunction when the temperature rise of a certain electric device or line in the circuit of an electric locomotive or an electric motor vehicle exceeds the threshold, thus preventing the electric device or line from being burnt out due to prolonged overheating, preventing the accident from worsening, therefore ensuring the safety and reliability of the electric locomotive or the electric motor vehicle.

Inventors:
ZHANG ZHONG (CN)
Application Number:
PCT/CN2012/077156
Publication Date:
May 16, 2013
Filing Date:
June 19, 2012
Export Citation:
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Assignee:
DATONG ELECTRIC LOCOMOTIVE CO (CN)
ZHANG ZHONG (CN)
International Classes:
G08C17/02; G01K1/024; G01K7/00
Foreign References:
CN201569508U2010-09-01
CN201757678U2011-03-09
CN201721347U2011-01-26
CN201909834U2011-07-27
JPH09210799A1997-08-15
Attorney, Agent or Firm:
LEADER PATENT & TRADEMARK FIRM (CN)
北京同立钧成知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1、 一种无线温度监测系统, 其特征在于, 包括:

发射端, 用于监测被监测点的第一温度, 并将第一温度数据发送给接 收端;

环境温度监测端, 用于监测被监测点所处环境的第二温度, 并将第二 温度数据发送给接收端;

接收端, 用于根据第一温度和第二温度, 计算所述被监测点相对于所 处环境的温升, 若所述温升大于预先设定的阈值时, 发出报警;

所述发射端与所述接收端通过无线方式连接, 所述环境温度监测端与 所述接收端通过有线方式连接。

2、 根据权利要求 1所述的无线温度监测系统, 其特征在于, 所述发 射端包括:

电流互感器, 用于将流过被监测点的电流转变成电压;

稳压电源, 用于对所述电流互感器输出的电压转变成温度传感器、 第 一处理器和发射模块的工作电压;

温度传感器, 用于监测被监测点的第一温度, 并将第一温度数据发送 给第一处理器;

第一处理器, 用于以预先设定的时间间隔釆集所述温度传感器输出的 第一温度, 并将第一温度数据发送给发射模块;

发射模块, 用于将所述第一处理器输出的第一温度数据发送给接收 端。

3、 根据权利要求 1或 2所述的无线温度监测系统, 其特征在于, 所 述接收端包括:

电压变换模块, 用于将机车上的蓄电池输出的电压变换为第二处理器 和接收模块的工作电压;

接收模块, 用于接收发射端输出的第一温度数据, 并输出给第二处理 器;

第二处理器, 用于根据来自所述接收模块的第一温度数据和来自环境 温度监测端的第二温度数据, 计算被监测点相对于所处环境的温度的温 升, 若所述温升大于预先设定的阈值时, 发出报警。 4、 根据权利要求 3所述的无线温度监测系统, 其特征在于, 所述接 收端还包括人机交互屏, 用于显示被监测点的温度和报警信息。

5、 根据权利要求 4所述的无线温度监测系统, 其特征在于, 所述人 机交互屏还用于记录历史超温点、 设定超温阈值、 设置系统参数。

Description:
无线温度监测系统

技术领域 本发明涉及监测技术, 尤其涉及一种无线温度监测系统。 背景技术

随着轨道交通装备技术的向前发展和产品的不 断更新,铁路管理部门 和广大用户对电力机车或电动车组在线运行的 安全性和可靠性提出了更 高的要求, 其中 25kV高压电器和电路的可靠性指标要求更高, 因为这部 分一旦发生故障, 轻者造成机破, 重者造成接触网的断裂, 影响这条线路 上的其他车辆运行, 且维修和救援难度大、 时间长, 因此, 确保电力机车 或电动车组 25kV高压电路或高压电器运行的稳定性和可靠 显得尤为重 要。

目前, 在制或在线运行的各型电力机车或电动车组中 , 如果由于连接 部位接触电阻变大、 绝缘端头绝缘下降等原因造成 25kV高压电器和电路 出现温度过热的问题,我们无法得知,因而该 电器和电路会因过热而烧损, 造成事故的扩大。 发明内容

本发明提供一种无线温度监测系统。

该系统包括:

发射端, 用于监测被监测点的第一温度, 并将第一温度数据发送给接 收端;

环境温度监测端, 用于监测被监测点所处环境的第二温度, 并将第二 温度数据发送给接收端;

接收端, 用于根据第一温度和第二温度, 计算所述被监测点相对于所 处环境的温升, 若所述温升大于预先设定的阈值时, 发出报警;

所述发射端与所述接收端通过无线方式连接, 所述环境温度监测端与 所述接收端通过有线方式连接。 本发明的技术效果是:通过发射端、环境温度 监测端和接收端的配合, 当电力机车或电动车组中的电路中的某个电器 或线路的温升超出阈值时 发出报警, 提醒工作人员处理故障, 避免某个电器或线路因长时间过热而 烧损, 造成事故的扩大, 实现了电力机车或电动车组的安全性和可靠性 。 附图说明 图 1为本发明无线温度监测系统的结构图;

图 2 为本发明发射端的结构图;

图 3为本发明接收端的结构图;

图 4、 5、 6、 7分别是温度显示屏、 超温阈值设定屏、 历史超温点记 录屏、 系统参数设置屏的示意图。 具体实施方式 图 1为本发明无线温度监测系统的结构图, 如图 1所示, 该系统包括 发射端 1、 环境温度监测端 2和接收端 3。

发射端 1用于监测被监测点的第一温度, 并将第一温度数据发送给接 收端 3 ; 环境温度监测端 2 , 用于监测被监测点所处环境的第二温度, 并 将第二温度数据发送给接收端 3 ; 接收端 3用于根据被监测点的第一温度 和被监测点所处环境的第二温度, 计算被监测点相对于所处环境的温度的 温升, 若温升大于预先设定的阈值时, 发出报警; 其中, 发射端 1与接收 端 3通过无线方式连接,环境温度监测端 2与接收端 3通过有线方式连接。

可以根据需要将发射端 1安装在不同电气线路或不同电气部件的连接 点处, 此时,发射端 1的个数为多个, 当然发射端 1的个数也可以为一个, 通过无线传输方式将发射端 1监测到的被监测点的第一温度数据传输给接 收端 3。 环境温度监测端 2实现对被监测点周围环境温度的监测, 通过有 线传输方式将环境温度数据传输给接收端 3 , 为接收端 3计算被监测点相 对于所处环境温度的温升提供基础数据。 接收端 3计算出温升之后, 判断 与预先设定的阈值的关系, 若温升大于阈值, 说明温升过高, 出现故障, 则发出报警, 提醒工作人员处理故障, 避免电器和电路因长时间过热而烧 损, 造成事故的扩大。 由上述的技术方案可知, 本发明的无线温度监测系统通过发射端、 环 境温度监测端和接收端的配合, 当电力机车或电动车组中的电路中的某个 电器或线路的温升超出阈值时发出报警, 提醒工作人员处理故障, 避免某 个电器或线路因长时间过热而烧损, 造成事故的扩大, 实现了电力机车或 电动车组的安全性和可靠性。

图 2 为本发明发射端的结构图, 如图 2所示, 发射端 1包括电流互感 器 11 , 稳压电源 12 , 温度传感器 13 , 第一处理器 14和发射模块 15。

电流互感器 11 , 用于将流过被监测点的电流转变成电压; 稳压电源

12, 用于对电流互感器 11输出的电压转变成温度传感器 13、 第一处理器 14和发射模块 15的工作电压;温度传感器 13 ,用于监测被监测点的温度, 并将温度数据发送给第一处理器 14; 第一处理器 14, 用于以预先设定的 时间间隔釆集温度传感器 13输出的温度, 并将温度数据发送给发射模块 15; 发射模块 15 , 用于将第一处理器 14输出的温度数据发送给接收端 3。

电流互感器 1 1为发射端 1提供工作电源, 当电路中有电流流过时, 通过电磁感应原理将电流转变为电压, 输出给稳压电源 12; 稳压电源 12 将接收到的电压转换为温度传感器 13、第一处理器 14和发射模块 15的工 作电压; 本发明的发明人釆用的温度传感器 13、 第一处理器 14和发射模 块 15的工作电压均为 3.3V,釆用的电流互感器 11为卷绕铁芯式电流互感 器。

本发明的发明人釆用的稳压电源 12由整流模块、 功率控制模块、 电 气保护模块和稳压模块构成; 温度传感器 13为数字式模块化温度传感器

13 , 测温范围为 -55 Q C-125 Q C, 测量准确度不小于 0.5级; 发射模块 15釆 用成熟、 可靠、 性能稳定的低功耗产品, 工作频段是 2.4GHz, 传输速率 是 1Mbps, 发射灵敏度不小于 ldb/m; 第一处理器 14釆用的是 MSP430 单片机; 发射端 1在正常工作时能耐受 200度的温度。

工作过程描述如下: 当有电流流过电流互感器 1 1时, 电流互感器 11 将电流转变成电压, 并输出给稳压电源 12, 稳压电源 12将接收到的电压 转变成温度传感器 13、 第一处理器 14和发射模块 15的工作电压, 温度传 感器 13将监测到的被监测点的温度数据输出给第一 理器 14, 第一处理 器 14以预先设定的时间间隔釆集来自温度传感器 13的温度数据, 并发送 给发射模块 15 , 发射模块 15通过无线传输方式将温度数据传输给接收端

3。

图 3为本发明接收端 3的结构图, 如图 3所示, 接收端 3包括: 电压 变换模块 31 , 接收模块 32和第二处理器 32。

电压变换模块 31用于将机车上的蓄电池输出的电压变换为第 处理 器 32和接收模块 32的工作电压; 接收模块 32, 用于接收发射端 1输出的 第一温度数据, 并输出给第二处理器 32; 第二处理器 32, 用于根据来自 接收模块 32的第一温度数据和来自环境温度监测端 2的第二温度数据, 计算被监测点相对于所处环境的温度的温升, 若温升大于预先设定的阈 值, 则发出报警。

接收端 3的工作过程介绍如下: 电压变换模块 31将机车上的蓄电池 输出的电压变换为第二处理器 32和接收模块 32的工作电压;接收模块 32 接收来自发射端 1的第一温度数据, 并输出给第二处理器 32; 第二处理器 32通过有线传输方式接收来自环境温度监测端 2的第二温度数据,并根据 第一温度数据和第二温度数据计算被监测点相 对于所处环境的温度的温 升, 若温升大于预先设定的阈值, 则发出报警, 提醒工作人员排除故障。

本发明的发明人釆用的接收模块 32和第二处理器 32的工作电压都是 3.3V; 第二处理器 32釆用的是 SMT32处理器, 通过下载到第二处理器 32 中的程序实现第一温度数据、 第二温度数的存储, 温升计算, 第二处理器 32上包括 JTAG接口, 通过 JTAG接口, 可以实现本发明的无线温度监测 系统的在线调试;接收模块 32的工作频段是 2.4GHz,传输速率是 lMbps。

图 4、 5、 6、 7分别是温度显示屏、 超温阈值设定屏、 历史超温点记 录屏、 系统参数设置屏的示意图。

接收端 3还可以包括人机交互屏, 通过人机交互屏可以显示被监测点 的温度和报警信息, 具体的显示界面如图 4所示。

图 4中, 温度显示屏显示的内容包括: 通道, 该通道的温度, 该通道 相对于环境温度的温升, 环境温度,报警状态灯, 历史超温点记录屏按鈕, 超温阈值设定屏按鈕, 系统参数设定屏按鈕和超温报警确认按鈕。

具体地, 通道与被监测点——对应, 图 4中示出的界面假设系统中包 括 10个被监测点, 报警状态灯用于指示报警状态, 报警状态灯与通道一 一对应, 可以是, 如果一个通道处于报警状态, 则与该通道对应的报警状 态灯显示为红色, 如果该通道没有处于报警状态, 则与该通道对应的报警 状态灯显示为绿色; 历史超温点记录屏按鈕, 超温阈值设定屏按鈕, 系统 参数设定屏按鈕分别用于进入对应的界面; 超温报警确认按鈕用于工作人 员发现报警状态后, 对报警状态进行确认然后再进行故障的排除。

通过下载到人机交互屏的程序, 人机交互屏还可以用于记录历史超温 点、 设定超温阈值、 设置系统参数, 相应的显示界面分别是: 超温阈值设 定屏、 历史超温点记录屏、 系统参数设置屏。

如图 5所示, 超温阈值设定屏显示的内容包括: 当前通道, 通道, 该 通道的温升, 键盘输入, 通道选择按鈕和返回按鈕。

具体地, 当前通道指的是进行超温阈值设定的通道, 键盘输入用于设 定超温阈值的数值, 通道选择按鈕包括通道 +和通道-, 返回按鈕用于返回 到温度显示屏。

如图 6所示, 超温历史点记录屏显示的内容包括: 通道, 温度, 返回 按鈕和历史超温点曲线。

具体地, 对于每个通道, 有超温报警时, 将该通道的温度记录下来, 根据这些温度形成通道的历史超温点曲线, 返回按鈕用于返回温度显示 屏。

如图 7所示, 系统参数设置屏显示的内容包括: 背光选择按鈕, 确认 按鈕和时间设置按鈕, 确认按鈕用于确认对系统参数的设置并进入温 度显 示屏。

接收端 3的第二处理器 32上还可以包括 RS232通信接口和节点输出 接口, 通过 RS232通信接口, 第二处理器 32可以将计算出的温升数据传 输给上位机以供上位机进一步处理, 可以通过节点输出接口控制位于工作 人员车间内的扬声器的报警, 即若第二处理器 32判断出温升大于预先设 定的阈值,则会使与扬声器连接的常开触点闭 合,使得扬声器与电源接通, 从而使得扬声器发出报警声, 提醒工作人员排除故障。

最后应说明的是: 以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案, 而非 对其限制; 尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的 说明, 本领域的 普通技术人员应当理解: 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案 进 行修改, 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替 换; 而这些修改或 者替换, 并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施 例技术方案的范 围。