一种利用电磁自取电的无线温度传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种利用电磁自取电的无线温度传感器，一种利用电磁自取电的无线温度传感器，包括壳体，以及安装在壳体内的PCB板，壳体的两侧开设有相通的通槽，PCB板上设置有能量采集单元、整流电路、稳压保护模块和主控IC芯片，主控IC芯片内含微控单元和RF射频处理单元；能量采集单元包括线圈骨架，线圈骨架固定安装在PCB板上，通槽和线圈骨架的中空内穿设有合金带。本发明专利技术超低功耗、微电磁能量收集，无需电池、射频通讯，具有绿色环保、免维护、电气隔离彻底、安装方便、抗干扰能力强、工作可靠、体积小巧等优点，能很好的解决高电压状态下的温度测量问题；实时将采集到的温度通过射频通讯，传输到监控终端上，实现间歇性的数据发送、准确的测量。

A Wireless Temperature Sensor Using Electromagnetic Self-electrification

The invention discloses a wireless temperature sensor utilizing electromagnetic self-electrification, a wireless temperature sensor utilizing electromagnetic self-electrification, including a shell and a PCB board installed in the shell. There are common grooves on both sides of the shell, an energy acquisition unit, a rectifier circuit, a voltage stabilization protection module and a main control IC chip are arranged on the PCB board, and a micro-control unit and a RF are included in the main control IC chip. The energy acquisition unit includes a coil skeleton, which is fixed on the PCB board, and an alloy band is inserted in the hollow of the through groove and the coil skeleton. The invention has the advantages of ultra-low power consumption, micro-electromagnetic energy collection, no need of batteries and radio frequency communication, green environmental protection, maintenance-free, complete electrical isolation, convenient installation, strong anti-interference ability, reliable operation, compact size, etc., and can solve the temperature measurement problem under high voltage state well; the collected temperature is transmitted to the monitoring terminal through radio frequency communication in real time, which realizes the measurement. Intermittent data transmission and accurate measurement.

【技术实现步骤摘要】
一种利用电磁自取电的无线温度传感器
本专利技术涉及高压温度监测装备
，尤其涉及一种利用电磁自取电的无线温度传感器。
技术介绍
近年来，随着经济的不断增长，电力需求越来越大，使电力系统向大容量、高电压和智能化的方向发展，并且电力系统的安全高效运营密切关系到社会经济的健康发展和人民生活的稳定。在各种高低压开关柜触头及接点、刀闸开关、高压电缆中间头、干式变压器、低压大电流柜等电气设备中，由于材料老化、接触不良、电流过载等因素引起的温升过高，且不宜探测的故障隐患，设备电气很容易被损坏，当电气设备不能工作时，将会造成电能需求的供应不足，以此造成的经济损失将不可估量。目前电气设备接点温度的测温技术有以下两种：人工测量和有线检测；人工测量带有很大的危险性，因为这些被检测的设备都是高压，不易接触的，很容易造成对测量人员的伤害，并且人工检测不能实时操作,检测温度精度低；有线检测即检测温度的传感器与主机是有线连接。这种方式加大了工程师的现场布线难度，测量的灵敏性低，且高低压隔离不彻底，抗干扰性差。授权公告号为CN201007849Y的中国专利公开了一种无线测温装置，它由无线测温终端、无线测温管理机组成。无线测温终端的电源供电单元为测温终端提供4.5V的电源，阻值计算单元计算热敏电阻的阻值，数据处理单元将计算出的阻值换算为温度，地址控制单元控制终端的地址号，数据发射单元将温度值发给管理机，的无线测温管理机由供电和接收单元为管理机提供电源，并接收测温终端发来的数据，数据处理单元将接收到的温度数据进行处理，数据输出单元将处理后的温度数据输出到电脑。此方案的不足之处在于电源供电单元需要持续供电，对能源较为浪费，且无法做到无线测温终端与外界完全没有电缆连接。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种利用电磁自取电的无线温度传感器，该传感器超低功耗、微电磁能量收集，无需电池、射频通讯，具有绿色环保、免维护、电气隔离彻底、安装方便、抗干扰能力强、工作可靠、体积小巧等优点，能很好的解决高电压状态下的温度测量问题；实时将采集到的温度通过射频通讯，传输到监控终端上，实现间歇性的、准确的测量。本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：一种利用电磁自取电的无线温度传感器，包括壳体，以及安装在壳体内的PCB板，其特征在于：所述壳体的两侧开设有相通的通槽，所述PCB板上设置有能量采集单元、整流电路、稳压保护模块和主控IC芯片，所述主控IC芯片内含微控单元和RF射频处理单元，所述主控IC芯片电连接有感温芯片，所述RF射频处理单元通讯连接有无线发射天线；所述能量采集单元包括线圈骨架，所述线圈骨架固定安装在PCB板上，所述线圈骨架上缠绕有若干匝金属线圈，所述通槽和线圈骨架的中空内穿设有合金带，所述合金带的两端固定连接；所述金属线圈的一端与整流电路的输入端电连接，所述金属线圈的另一端与稳压保护模块的负极输入端电连接，所述整流电路的输出端与稳压保护模块的正极输入端电连接；所述稳压保护模块的正极和负极均与主控IC芯片电连接。进一步，所述PCB板上还设有储能电容，所述储能电容的正极与稳压保护模块的正极电连接，所述储能电容的负极与稳压保护模块的负极电连接。储能电容可以对收集的微弱电流进行储存，当电压达到一定值，再为后续的电器件进行供电。进一步，所述PCB板上还设有电源阀，所述电源阀包括PMOS管，所述PMOS管的源极与储能电容的正极电连接，所述PMOS管的漏极与微控单元电连接，所述PMOS管的栅极电连接有电压检测芯片，所述电压检测芯片的正极与储能电容的正极电连接，所述电压检测芯片的负极与储能电容的负极电连接，所述电压检测芯片的正极与储能电容的正极的连接线上还电连接有单项稳压二极管，所述电压检测芯片与微控单元通讯连接。电源阀的设置可以当检测芯片检测到储能电容的电压达到一定的压力后，电源阀才会打开对微控单元供电，微控单元与电压检测芯片通讯连接，可以反过来通过微控单元控制电源阀的关闭。进一步，所述壳体包括上盖和下盖，所述通槽设置在上盖上，所述PCB板靠近下盖的一侧卡接有导热板，所述导热板与感温芯片间隙配合，所述导热板上开设有灌胶孔。在使用时，导热板与发热导体紧贴，发热体将热量传递给导热板，导热板发热，感温芯片通过测量导热板的温度，进而对发热导体的温度进行间接测量；在导热板上设置灌胶孔，当将本传感器安装完之后，可以通过灌胶孔向壳体内部进行灌导热胶，将PCB板、线圈骨架进行密封，可以起到防水的目的。进一步，所述合金带为坡莫合金带。坡莫合金材料不存在线性区域，能够很快到达磁饱和，在大电流的情况下，也只是取出很微弱的能量来供电，可以避免产生发热发抖现象。进一步，所述合金带上均穿设有硅胶垫，所述硅胶垫的内侧设置有防滑槽。在将本传感器使用合金带套设在动触头上后，硅胶片可以起到缓冲和防滑的作用。进一步，所述金属线圈为铜漆包线，所述金属线圈在线圈骨架上的匝数为4900-5100匝。进一步，所述线圈骨架为开环线圈骨架。线圈骨架非闭环，可以避免线圈骨架产生涡流，从而避免线圈骨架自身发热。进一步，所述壳体内设置有泡棉贴片，所述泡棉贴片位于线圈骨架的两侧。在灌胶时，泡棉贴片可以将上盖的通槽以及线圈骨架的中空内部挡住，避免灌胶时，胶液从通槽流出，以及避免胶液将线圈骨架的中空内部堵塞。进一步，所述合金带的两端连接处设有钢扣，所述钢扣包括设有长方形孔的钢环，所述钢环的一侧面上设有与长方形孔相通的螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有螺栓，所述合金带的两端均重叠的穿设在钢环内，所述合金带的一端向靠近线圈骨架方向回折，并与钢环紧贴，所述合金带的另一端向内翻卷形成多层管状结构。使用钢扣安装方便，将合金带的端部向内翻卷形成多层管状结构可以避免合金带端部的尖端放电，使用安全。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术利用坡莫合金带套设在导体上，导线电流流过时，合金带产生磁场，磁场流过金属线圈，金属线圈上即产生微弱的电能，为感温芯片和RF射频处理单元等工作提供电能，整个传感器不需要外部电源供电，耗能少，只要有电流流过就可以对导体的温度进行监测，绿色环保，不需要维护，抗干扰能力强；(2)本专利技术在PCB板上设置RF射频处理单元，传感芯片收集到的温度数据，可以通过无线发射天线传输到监控终端上，实现间歇性的、准确的测量；(3)本专利技术由PMOS管和电压检测芯片组成的电源阀电路，可以在能量收集未满时，将系统供电电源与后级电路完全切断，使能量收集工作在更高效的状态，通过微控单元与电压检测芯片通讯连接，可以反过来利用微控单元控制电源阀的关闭；(4)本专利技术采用超低功耗MCU微控制单元设计,并在程序上做电源和低功耗管理，只需收集电流流过的电磁能量就能给整个系统稳定供电；(5)本专利技术采用射频无线电数据传输技术，数据接收装置与被测点无需任何物理连接，电气隔离更安全可靠；(6)本专利技术微控单元和RF射频处理单元共用一个主控IC芯片，能耗低，结构更加紧凑。附图说明图1是本专利技术一种利用电磁自取电的无线温度传感器的结构示意图；图2是本专利技术将壳体拆解后的结构示意图；图3是图1去除壳体后的部分结构示意图；图4是本专利技术线圈骨架及金属线圈的示意图；图5是本专利技术的电流原理图。其中，上盖1、下盖2、通槽3、PCB板4、线圈骨架5、金属线圈6、合金带7、整流二极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用电磁自取电的无线温度传感器，包括壳体，以及安装在壳体内的PCB板，其特征在于：所述壳体的两侧开设有相通的通槽，所述PCB板上设置有能量采集单元、整流电路、稳压保护模块和主控IC芯片，所述主控IC芯片内含微控单元和RF射频处理单元，所述主控IC芯片电连接有感温芯片，所述RF射频处理单元通讯连接有无线发射天线；所述能量采集单元包括线圈骨架，所述线圈骨架固定安装在PCB板上，所述线圈骨架上缠绕有若干匝金属线圈，所述通槽和线圈骨架的中空内穿设有合金带，所述合金带的两端固定连接；所述金属线圈的一端与整流电路的输入端电连接，所述金属线圈的另一端与稳压保护模块的负极输入端电连接，所述整流电路的输出端与稳压保护模块的正极输入端电连接；所述稳压保护模块的正极和负极均与主控IC芯片电连接。

【技术特征摘要】
1.一种利用电磁自取电的无线温度传感器，包括壳体，以及安装在壳体内的PCB板，其特征在于：所述壳体的两侧开设有相通的通槽，所述PCB板上设置有能量采集单元、整流电路、稳压保护模块和主控IC芯片，所述主控IC芯片内含微控单元和RF射频处理单元，所述主控IC芯片电连接有感温芯片，所述RF射频处理单元通讯连接有无线发射天线；所述能量采集单元包括线圈骨架，所述线圈骨架固定安装在PCB板上，所述线圈骨架上缠绕有若干匝金属线圈，所述通槽和线圈骨架的中空内穿设有合金带，所述合金带的两端固定连接；所述金属线圈的一端与整流电路的输入端电连接，所述金属线圈的另一端与稳压保护模块的负极输入端电连接，所述整流电路的输出端与稳压保护模块的正极输入端电连接；所述稳压保护模块的正极和负极均与主控IC芯片电连接。2.根据权利要求1所述的一种利用电磁自取电的无线温度传感器，其特征在于：所述PCB板上还设有储能电容，所述储能电容的正极与稳压保护模块的正极电连接，所述储能电容的负极与稳压保护模块的负极电连接。3.根据权利要求2所述的一种利用电磁自取电的无线温度传感器，其特征在于：所述PCB板上还设有电源阀，所述电源阀包括PMOS管，所述PMOS管的源极与储能电容的正极电连接，所述PMOS管的漏极与微控单元电连接，所述PMOS管的栅极电连接有电压检测芯片，所述电压检测芯片的正极与储能电容的正极电连接，所述电压检测芯片的负极与储能电容的负极电连接，所述电压检测芯片的正极与储能...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴孝兵，吴洪青，杨忠亦，赵国栋，王龙，董胜利，
申请(专利权)人：杭州休普电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33