【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电气电缆监测，尤其涉及一种电气电缆非接触温度监控探测器及其探测方法。
技术介绍
1、随着电力需求的不断增长和电力系统规模的扩大，电力设备的安全和可靠运行变得尤为重要。电缆作为电力输送和分配的关键部分，其温度状态对整个电力系统的稳定性和可靠性有着重要影响。电缆在工作中会受到电流负载、环境温度等因素的影响，从而产生热量。如果电缆温度过高，可能引发电阻、绝缘老化、接头松动等问题，进而导致电力故障甚至火灾。因此，对电缆温度的准确监测和控制显得尤为重要。
2、此外，电缆温度监控还可以延长电缆及电缆头的使用寿命。电缆头测温可以防止电缆过热，降低其老化速度，从而延长电缆的使用寿命。同时，通过对电缆温度的监测和分析，可以及时发现并处理电力系统的潜在问题，可提高电力系统的稳定性。
3、目前，国内现有电缆温度监控主要采用接触式热传导的技术手段，接触式热传导依赖于传感器与电缆表面的直接接触来测量温度。这种接触方式容易受到环境因素和安装条件的影响，如灰尘、污垢、振动等，可能导致传感器与电缆表面之间的接触不良，从而影响温度测量的准确性。其次，接触式热传导的传感器在安装和维护过程中需要直接与电缆接触，这增加了现场施工操作的复杂性。此外，接触式热传导的传感器可能受到电缆表面材质和涂层的影响。不同材质和涂层的电缆对热传导的响应不同，可能导致传感器测量结果的偏差。
4、综上，电缆接触式热传导在测量准确性、安装维护、材质涂层适应性以及响应速度等方面都存在一定的弊端。因此，在电缆温度监控领域，急需非接触式、高精确度的
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种电气电缆非接触温度监控探测器及其探测方法；
2、一方面，一种电气电缆非接触温度监控探测器，具体包括：保护壳体、传感器以及电路系统；
3、所述传感器采用红外热电堆传感器，用于测量电缆表面温度值，具体包含ir红外热电堆芯片和ntc热敏电阻；
4、所述电路系统包括mcu主控电路、电源电路、运放电路、基准电压电路、信号采集电路、通讯电路；其中运放电路包括ntc运算放大电路、ir差分放大电路；
5、所述mcu主控电路为单片机系统；具体使用hc32f005芯片及其外围电路；
6、所述电源电路使用降压控制芯片将24v电源电压降低到5v，为所述运放电路，mcu主控电路、基准电压电路提供电源。
7、所述ntc运算放大电路由运算放大器组成及外围电路组成，用于将热敏电阻，随温度变化的电阻信号转换成电压信号，并将电压信号增益放大，传递给信号采集电路。
8、所述ir差分放大电路用于将ir红外热电堆芯片感应到的红外热辐射能量转化成电压信号，并将电压信号增益差分放大，传递给信号采集电路。
9、所述基准电压电路通过稳压芯片输出1.2v电压，为运放电路和传感器提供恒定的基准电压。
10、所述信号采集电路将运放电路传输来的信号进行滤波处理，并传递给mcu主控电路；
11、所述通讯电路采用两总线设计，用于实现探测器与电气火灾监控设备的信息传输。
12、所述电路系统集成在保护壳体中；
13、另一方面，一种电气电缆非接触温度监控探测方法，基于前述一种电气电缆非接触温度监控探测器实现，具体包括以下步骤：
14、步骤1：对电气电缆非接触温度精准监控探测器通电，并进行初始化
15、所述初始化具体包括单片机mcu初始化和通讯初始化；
16、步骤2：初始化后读取单片机mcu中eeprom存储的温度校准系数、温度补偿值、探测器地址、探测器报警温度值；
17、其中探测器地址和探测器报警温度值通过电气火灾监控设备修改设置；
18、步骤3：探测器按照高精度温度数据提取算法进行温度的测量和校准，若测量的温度值高于设定报警温度值，则单片机指示灯亮，且通过通讯电路向电气火灾监控设备发送报警信号，当探测器接收到电气火灾监控设备发送的复位信号时，探测器复位。
19、所述高精度温度数据提取算法包括ntc热敏电阻温度校准、ir红外热电堆芯片温度校准、ntc热敏电阻电压采样以及ir红外热电堆芯片电压采集；
20、所述ntc热敏电阻温度校准以及r红外热电堆芯片温度校准包括以下步骤：
21、步骤a1：将探测器放到标准温箱中，分别在-20℃至100℃温度条件下，测得每一摄氏度时ntc热敏电阻电压的ad采样值，多次测量取平均值后，得到ntc热敏电阻电压的有效值，并通过查询ntc热敏电阻温度分度表，对比得到ntc热敏电阻电压校准值，同时得到探测器探测的ntc温度值ntc温；
22、步骤a2：将探测器放置在一定的环境温度条件下，将探测器对准标准黑体辐射源，采集得到黑体辐射源温度从-20℃至170℃条件下探测器测量到的黑体温度ir黑的红外热辐射值a原，和ntc温，将采集到的a原和ntc温以及黑体温度ir黑带入校准方程：
23、a原＝a *(ir黑 - ntc温)+ b (1)
24、式中a为校准系数；b为补偿值；
25、步骤a3：因a原和黑体温度为非线性关系，将采集到的a原和ntc温以及黑体温度ir黑进行分段处理得不同温度段下的温度校准系数a和温度补偿值b，如下表所示：
26、表1不同温度范围下的校准系数a和补偿值b对应表
27、 分段序号 温度范围 a b 1 -20℃-10℃ a1 b1 2 11℃-60℃ a2 b2 3 61℃-120℃ a3 b3 4 121℃-170℃ a4 b4
28、步骤a4：将a1、b1、a2、b2、a3、b3、a4、b4存储到指定的eeprom；
29、所述ntc热敏电阻电压采样以及ir红外热电堆芯片电压采集包括以下步骤：
30、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电气电缆非接触温度监控探测器，其特征在于，具体包括：保护壳体、传感器以及电路系统；
2.根据权利要求1所述的一种电气电缆非接触温度监控探测器，其特征在于，所述传感器采用红外热电堆传感器，用于测量电缆表面温度值，具体包含IR红外热电堆芯片和NTC热敏电阻。
3.根据权利要求2所述的一种电气电缆非接触温度监控探测器，其特征在于，所述运放电路包括NTC运算放大电路、IR差分放大电路；
4.根据权利要求1所述的一种电气电缆非接触温度监控探测器，其特征在于，所述MCU主控电路为单片机系统；具体使用HC32F005芯片及其外围电路。
5.一种电气电缆非接触温度监控探测方法，基于权利要求1所述的一种电气电缆非接触温度监控探测器实现，其特征在于，具体包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种电气电缆非接触温度监控探测方法，其特征在于，步骤3中所述高精度温度数据提取算法包括NTC热敏电阻温度校准、IR红外热电堆芯片温度校准、NTC热敏电阻电压采样以及IR红外热电堆芯片电压采集；
【技术特征摘要】
1.一种电气电缆非接触温度监控探测器，其特征在于，具体包括：保护壳体、传感器以及电路系统；
2.根据权利要求1所述的一种电气电缆非接触温度监控探测器，其特征在于，所述传感器采用红外热电堆传感器，用于测量电缆表面温度值，具体包含ir红外热电堆芯片和ntc热敏电阻。
3.根据权利要求2所述的一种电气电缆非接触温度监控探测器，其特征在于，所述运放电路包括ntc运算放大电路、ir差分放大电路；
4.根据权利要求1所述的一种电气电缆非接触温度...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘博，马文涛，王勇俞，刘玉宝，
申请(专利权)人：应急管理部沈阳消防研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。