专利名称：一种开关柜红外温度监控仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种开关柜红外温度监控仪，属于ー种利用红外技术测量开关柜内母排接头、高压开关触头、刀闸开关、变压器进出线接头等部位温度并进行监控的电路装置，该装置特别适用于高压电气设备在线监测。具有操作方便、易于使用，具有很高的使用价值。
背景技术：
变电站的高压开关柜、母线接头、室外刀闸开关等重要的设备在长期运行过程中，由于开关的触点或母线排连接处等部位因老化导致接触电阻变大而发热，致使接点或母线排连接处温度升高。触点或母线排连接处温度升高，会使其接触电阻进一步变大，从而产生 更多的热量、接触电阻进一步变大，形成恶性循环，最終导致火灾事故，引起故障。对触头等位置进行在线温度监测可及时发现隐患，从而避免事故，目前测温方案主要有热电阻热电偶测温、有源无线测温、光纤测温、红外测温几种，热电阻热电偶测温因靠导线传输，不适宜高压环境；有源无线测温利用温度敏感元件和无线通信技木，因采用电池供电寿命有限，但因开关柜封闭无法定期更换；光纤测温存在光纤脏污引起的绝缘隐患问题。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述的缺陷，提供ー种测量高压开关柜温度的电路装置，本装置采用两行数码管显示測量值，上行显示测量出现的最大温度值，下行显示测量温度的实时值。本实用新型采用如下技术方案实现。一种开关柜红外温度监控仪，本实用新型包括红外温度传感器、开关电源、信号输入电路、信号处理电路、单片机、监控存储电路、数字显示电路、报警跳闸输出电路、RS485通讯电路；开关电源分别与红外温度传感器、信号输入电路、信号处理电路、单片机、监控存储电路、数字显示电路、报警跳闸输出电路、RS485通讯电路连接；信号处理电路分别与红外温度传感器、信号输入电路、单片机、监控存储电路连接；单片机分别与监控存储电路、数字显示电路、报警跳闸输出电路、RS485通讯电路连接。本实用新型开关电源电路由AC/DC模块U10、贴片电容C20、铝电解电容CB502连接构成。本实用新型红外温度传感器的个数为6个。本实用新型信号处理电路由三片单相电能芯片CS5460A、外围电阻、电容、晶振连接构成。本实用新型信号输入电路由6路信号经电阻、ニ极管与地并联后通过电阻与CS5460A 连接。本实用新型单片机为AT89C55WD 或 W78E516 或 W78E52 或 STC89C516 或 IS89C58。本实用新型监控存储电路由集成电路MP813L、铁电存储器FM25040连接构成。[0012]本实用新型数字显示电路由2行4位LED数码管、集成电路74AC573、三极管、ニ极管、电阻、按键连接构成。本实用新型RS485通讯接ロ电路由集成电路75LBC184、光藕、ニ极管、外围电阻、电容连接构成。本实用新型报警跳闸输出电路由继电器、三极管、ニ极管、外围电阻连接构成。本实用新型各部件除红外温度传感器外均装于壳体中，开关电源、报警跳闸输出电路和RS485通讯电路分布于电源板上,信号输入电路、信号处理电路、单片机、监控存储电路分布于主板上，数字显示电路分布于显示板上。本实用新型根据设置上限温度值作出报警指示和跳闸指示，利用继电器输出将设备或电源断开。开关电源给各部分芯片及其余电路提供稳定的电压。信号输入电路接收红外测温传感器输出的0-5V信号后，对信号进行整形，送到信号处理电路进行运算处理，并由单片机来读取运算结果，进行二次处理后，送数字显示电路显示测量温度值。红外测温传感器输出经一路精密电阻(I颗IOQ电阻)对地并联后取样。信号处理电路由三片集成块CS5460A进行高速采样、A/D转换和运算处理，送单片机作进ー步处理。单片机为MCS51单片机系列中的AT89C55WD或W78E516或W78E52或STC89C516或 IS89C58。监控存储电路由集成电路MP813L、铁电存储器FM25040构成，完成单片机的上电复位、看门狗和数据存储功能。数字显示电路由2行4位LED数码管、集成电路74AC573、三极管、ニ极管、电阻、按键连接构成，并与单片机之间连接，显示单片机处理的测量数值，并可通过按键查看功能菜单和设置修改。本适用新型的有益效果为，所述开关柜红外温度监控仪是利用红外温度传感器采样温度信号，CS5460A进行A/D转换和运算处理，单片机为作为数据处理，并利用RS485通讯传输测量温度，实现实时监控高压开关柜等设备，并提供报警和跳闸输出对设备进行保护。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进ー步叙述。

图I为本实用新型的表产品结构图。图2为开关电源、红外测温传感器信号输入电路、信号处理电路、单片机、监控存储电路、报警跳闸输出电路图；图3为数字显示电路原理图。图4为本实用新型结构框图；图5为RS485通讯电路接ロ电路图。图I中I-仪表面板；2_仪表前面框；3-显不板；4_电源板；5_仪表外壳；6-红外温度传感器；7_主板。
具体实施方式
如图I所示，红外温度传感器6于外部接入仪表外壳5接线端子上，各部分电路装于壳体中，壳体由仪表前面框2和仪表外壳5卡装而成,仪表面板I粘贴在仪表前面框2上，开关电源分布于电源板4上，信号输入电路、信号处理电路、单片机、监控存储电路分布于主板7上，数字显示电路分布于显示板3上；电源板4和主板7焊接在显示板3上组成整机电路板，整机电路板通过安装在仪表前面框(2)上的卡槽里与仪表前面框2固定。如图2所示，开关电源电路部分AC90_260V电压接至UlO电源模块的L/+、N/_端，由VCC、GND端输出DC+5V，经电容C20、CB502滤波后，给各部分电路供电。信号输入电路部分由6个红外温度传感器6组成，分别接入仪表外壳，可分别测量6个不同位置温度。信号输入电路部分分别由6路输入电路组成第一路信号经电阻RJ1、ニ极管D1、D2与地并联后经电阻Rl联入到UA(CS5460A)9脚，且经电容Cl接地；第二路信号经电阻RJ2、ニ极管D3、D4与地并联后经电阻R2联入到UA(CS5460A) 16脚，且经电容C2接地；第三路信号经电阻RJ3、ニ极管D5、D6与地并联后经电阻R3联入到UB (CS5460A) 9脚，且经电容C3接地；第四路信号经电阻RJ4、ニ极管D7、D8与地并联后经电阻R4联入到UB(CS5460A)16脚，且经电容C4接地；第五路信号经电阻RJ5、ニ极管D9、D10与地并联后经电阻R5联入到UC(CS5460A) 9脚，且经电容C5接地；第六路信号经电阻RJ6、ニ极管D11、D12与地并联后经电阻R6联入到UC(CS5460A) 16脚，且经电容C6接地；信号处理电路部分UA的1、24脚之间接晶振X2，UA的2脚与UB、UC的24脚相联，UA的11、12脚短接后经电容C9接地，UB的11、12脚短接后经电容C8接地，UC的11、12脚短接后经电容C7接地；UA、UB、UC的4、15、10、13脚同时接地，UA、UB、UC的14、17脚短接后经电容CB1、电阻R7与电源VCC联接，UA、UB、UC的3脚短接后经电容CIO、Cll、C12滤波后与电源VCC联接；UA、UB、UC的23脚短接后与U3的7脚、Ul的5脚联接，UA, UB, UC的5脚短接后与U3的9脚、Ul的6脚联接，UA、UB、UC的6脚短接后与U3的8脚、Ul的2脚联接，UA,UB,UC的19脚短接后与U3的17脚连接并接上拉电阻R8，UA的7脚与U3的5脚联接，UB的7脚与U3的3脚联接，UC的7脚与U3的2脚联接，UA的7脚与U3的14脚联接。单片机电路部分U3的44、35脚短接后接电源VCC，22脚接地，4脚与Ul的I脚和U2的6联接；U3的22、24脚之间接晶振XI、电容C15、C14 ；U204的43与J201的I脚9相联；U3 的 42、41、40、39、38、37、36 脚分别与 Jl 的 10、11、12、13、14、15、16 脚联接；U3 的 24、25、26、27、28、29、30、31 脚分别与 Jl 的 2、3、4、5、6、7、8、9 脚联接；U3 的 12、1、34、23、脚分别与Jl的25、24、23、22脚联接；U3的11、13、15脚分别与Jl的26、27、28脚联接；监控存储电路电路部分Ul (FM25040)的3、7、8脚短接后接电源VCC，4脚接地；U2的1、8脚短接，2脚接电源VCC, 3脚和4脚接地，7脚接U3的10脚并接上拉电阻R8。报警跳闸输出电路部分U3的19脚接R505后接V501基板，V501发射极接电源VCC，集电极经电阻R507、ニ极管D503与地并联后接K501，K501输出报警节点；U3的18脚 接R508后接V502基板，V502发射极接电源VCC，集电极经电阻R508、ニ极管D504与地并联后接K502，K502输出跳闸节点；如图3所示，数字显示电路部分J301的I脚与四个按键DOWN、UP、RR、SET的公共端相联，J301 的 2、3、4、5、6、7、8、9 脚分别与 U301 (74HC573)的 2、3、4、5、6、7、8、9 脚相联，其中2脚还与D304和G301及G309基极相联，3脚还与D303和G302及G308基极相联，4脚还与D302和G303及G307的基极相联，5脚还与D301和G304及G306的基极相联，6脚还与G305的基极相联，J301的11脚与U301的11脚相联，J301的13脚与GS301的基极相联，J301的12脚与GS303的基极相联，J301的14脚与GS302的基极相联，U301的19、18、17、16、15、14、13、12 脚分别经电阻 R301、R302、R303、R304、R305、R306、R307、R308与 LEDl 和 LED2 的 SEGAI、SEGBI、SEGCI、SE⑶I、SEGEI、SEGFI、SEGGl、SEGPl 脚相联。如图4所示，一种开关柜红外温度监控仪，本实用新型包括红外温度传感器、开关电源、信号输入电路、信号处理电路、单片机、监控存储电路、数字显示电路、报警跳闸输出电路、RS485通讯电路；开关电源分别与红外温度传感器、信号输入电路、信号处理电路、单片机、监控存储电路、数字显示电路、报警跳闸输出电路、RS485通讯电路连接；信号处理电路分别与红外温度传感器、信号输入电路、单片机、监控存储电路连接；单片机分别与监控存储电路、数字显示电路、报警跳闸输出电路、RS485通讯电路连接。如图5所示，RS485通讯接ロ电路单片机的P30 ロ线与R401和U401的6脚相联，U401的7、8脚短接与R401、VCC相联，U401的5脚接地，2脚经R404与+5V相联，3脚与U404的I脚相联；单片机的P33 ロ线与U402的2脚相联，U402的I脚经R402与VCC相联，4脚接+5V，3脚接R405和U404的2、3脚相联；单片机的P31 ロ线接U403的3脚，U403的2脚经R403与VCC相联，U403的7、8脚短接与R406、+5V、C402相联，U403的5脚接地，6脚与R406和U404的4脚相联；U404的8脚接+5V和C401，6脚与R407、R410相联，7脚与R411相联，电源VCC接U405的1、2脚，U405的3、4脚接CD401。
权利要求1.一种开关柜红外温度监控仪，其特征在于，包括红外温度传感器、开关电源、信号输入电路、信号处理电路、单片机、监控存储电路、数字显示电路、报警跳闸输出电路、RS485通讯电路；开关电源分别与红外温度传感器、信号输入电路、信号处理电路、单片机、监控存储电路、数字显示电路、报警跳闸输出电路、RS485通讯电路连接；信号处理电路分别与红外温度传感器、信号输入电路、单片机、监控存储电路连接；单片机分别与监控存储电路、数字显示电路、报警跳闸输出电路、RS485通讯电路连接。
2.如权利要求I所述的ー种开关柜红外温度监控仪，其特征在干，开关电源电路由AC/DC模块UlO、贴片电容C20、铝电解电容CB502连接构成。
3.如权利要求I所述的ー种开关柜红外温度监控仪，其特征在于，红外温度传感器的个数为6个。
4.如权利要求I所述的ー种开关柜红外温度监控仪，其特征在于，信号处理电路由三片单相电能芯片CS5460A、外围电阻、电容、晶振连接构成。
5.如权利要求I所述的ー种开关柜红外温度监控仪，其特征在于，信号输入电路由6路 信号经电阻、ニ极管与地并联后通过电阻与CS5460A连接。
6.如权利要求I所述的ー种开关柜红外温度监控仪，其特征在干，单片机为AT89C55WD或 W78E516 或 W78E52 或 STC89C516 或 IS89C58。
7.如权利要求I所述的ー种开关柜红外温度监控仪，其特征在干，监控存储电路由集成电路MP813L、铁电存储器FM25040连接构成。
8.如权利要求I所述的ー种开关柜红外温度监控仪，其特征在于，数字显示电路由2行4位LED数码管、集成电路74AC573、三极管、ニ极管、电阻、按键连接构成。
9.如权利要求I所述的ー种开关柜红外温度监控仪，其特征在干，RS485通讯接ロ电路由集成电路75LBC184、光藕、ニ极管、外围电阻、电容连接构成。
10.如权利要求I所述的ー种开关柜红外温度监控仪，其特征在于，报警跳闸输出电路由继电器、三极管、ニ极管、外围电阻连接构成。
专利摘要一种开关柜红外温度监控仪，本实用新型包括红外温度传感器、开关电源、信号输入电路、信号处理电路、单片机、监控存储电路、数字显示电路、报警跳闸输出电路、RS485通讯电路。本实用新型的有益效果为，所述开关柜红外温度监控仪是利用红外温度传感器采样温度信号，CS5460A进行A/D转换和运算处理，单片机为作为数据处理，并利用RS485通讯传输测量温度，实现实时监控高压开关柜等设备，并提供报警和跳闸输出对设备进行保护。
文档编号G01J5/02GK202403803SQ201220005399
公开日2012年8月29日 申请日期2012年1月9日 优先权日2012年1月9日
发明者沈鑫 申请人:云南电力试验研究院(集团)有限公司电力研究院