ZHANG ZHONG (CN)
CN201569508U | 2010-09-01 | |||
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CN201909834U | 2011-07-27 | |||
JPH09210799A | 1997-08-15 |
北京同立钧成知识产权代理有限公司 (CN)
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。 |
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。
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