一种电器设备温升试验数据的采集系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于电气设备领域，涉及电气设备的检测系统，具体涉及一种电器设 备温升试验数据的采集系统。
【背景技术】
[0002] 电器设备的温升试验是产品定型必须进行的试验项目。在产品研发中，特别是针 对复杂和大电流电器设备，为获得优化的发热和散热结构，往往要对不同设计方案进行大 量的研宄性温升试验，进行比对分析。目前，温升试验采集装置多采用单片机为核心的系 统，主要输出单元是一个微型打印机，只能随机打印输出，不能记录温升变化趋势的全过 程，也不能有效管理各次试验的历史数据，供综合分析研宄之用，特别是不能进行预测分 析，试验时间必须达到5~6个热时间常数以上时间才能测得稳定温升，试验过程浪费时间 和能源。 【实用新型内容】
[0003] 为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种电器设备温升试验数 据的采集系统。
[0004] 本实用新型所采用的技术方案为：一种电器设备温升试验数据的采集系统，包括 电源模块、温度传感器、数据采集A/D转换处理模块、通信模块及PC机；电源模块分别与数 据采集A/D转换处理模块、通信模块通过导线连接，温度传感器的输出端直接与数据采集 A/D转换处理模块的输入端相连接，数据采集A/D转换处理模块的输出端通过导线与通信 模块的输入端相连接，通信模块的输出端通过数据线与PC机相接。
[0005] 所述温度传感器为T型热电偶。
[0006] 所述数据采集A/D转换处理模块采用单元并接扩展式。
[0007] 所述通信模块的通讯协议为输入端RS485、输出端RS232。
[0008] 本实用新型的有益效果为：本实用新型用于电器设备温升数据的采集及分析，运 用热电偶作为温度传感器进行采样，采样值通过A/D转换变成数字信号后以通讯方式传送 到PC机，能够准确采集数据，通过PC机记录和管理各次试验数据，及PC机提供的分析工 具，在试验中仅仅通过采集1~2个热时间常数时间内的温升测量值，就可以建立电器设备 载流发热的计算模型和符合精度要求的数学模型，根据所试验开始一段时间记录的温升变 化情况来预测设备温度变化至稳定的温升值，获得符合精度要求的稳定温升预测值，节约 试验成本，有着很好的应用价值和经济意义。
【附图说明】
[0009] 图1?是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0010] 如图1所示，一种电器设备温升试验数据的采集系统，包括电源模块、温度传感 器、数据采集A/D转换处理模块、通信模块及PC机；电源模块向数据采集A/D转换处理模 块和通信模块供电，所述的温度传感器的输出端与数据采集A/D转换处理模块输入端通过 导线连接，数据采集A/D转换处理模块的输出端通过导线与通信模块的输入端相连接，通 信模块的输出端通过数据线与PC机相接；所述的通信模块的通讯协议为输入端RS485、输 出端RS232。所述温度传感器为T型热电偶。所述数据采集A/D转换处理模块采用单元并 接扩展式，可满足多路测温要求。
[0011] 本实用新型温度传感器优选T型热电偶，T型热电偶电极材料为铜（Cu)-_铜 镍（(；45队55)，温度100度时电压差为4. 277毫伏，测量量程I级为_40~350度，III级 为_200~40度，具有线性度好，热电动势较大，灵敏度较高，稳定性和均匀性较好，能够应用 在300度以下区域。使用时，T型热电偶与被测点接触，热电偶的两种电极材料在不同温 度下会产生相应的电位差，T型热电偶与被测点接触产生相应的电位差，T型热电偶测温输 出毫伏级电压量至数据采集A/D转换处理模块作A/D转换，数据采集A/D转换处理模块为 8路组成一个单元，通讯模块可接入多个单元；数据采集A/D转换处理模块把采集到的模 拟信号转换为数字信号，按照事先设定好的针对T型热电偶输出电压与温度对应关系换算 为温度值，再传往通讯口输出至通讯模块，通讯协议为RS-232,通过隔离型通讯转换模块将 RS-232转为RS-485,信号通过通信模块传输至PC机进行分析处理，根据在电器设备载流发 热过程的1-2个热时间常数内测得的温升值，建立电器设备载流发热数学模型，计算温度 上升至稳定的温升预测值，PC机后台系统对采集数据进行记录和管理，数据记录和查看系 统以组态王软件为平台来开发的。这个系统包括了主界面，目录界面，功能界面三大部分， 可以查看实时数据和试验过程温升曲线，查看历史数据和试验过程温升曲线，对多点多次 试验数据进行比对分析，按定置的格式生成试验报告，及把任意一个测点或多测点的全过 程温升数据导出为EXCEL格式文件。
[0012] 在温升试验过程中进行稳定温升值的预测分析，是基于电气设备在恒定载流和固 定散热条件下，其温度上升过程具有指数曲线特征来建立预测模型，其原理为：
[0013] 按照能量平衡关系，对于电器试品的发热，有以下关系：
[0014] dQ=dQ± +dQ2 (1)
[0015] 邱一载流回路在rff时间内产生的损耗热量；
[0016] *^一导体在*时间内升温所需要的热量；
[0017] 一导体在A时间内传到周围介质中的热量；
[0018] 上式可变换为
【主权项】
1. 一种电器设备温升试验数据的采集系统，其特征在于：包括电源模块、温度传感器、 数据采集A/D转换处理模块、通信模块及PC机；电源模块分别与数据采集A/D转换处理模 块、通信模块通过导线连接，温度传感器的输出端直接与数据采集A/D转换处理模块的输 入端相连接，数据采集A/D转换处理模块的输出端通过导线与通信模块的输入端相连接， 通信模块的输出端通过数据线与PC机相接。
2. 如权利要求1所述的一种电器设备温升试验数据的采集系统，其特征在于：所述温 度传感器为T型热电偶。
3. 如权利要求1或2所述的一种电器设备温升试验数据的采集系统，其特征在于：所 述数据采集A/D转换处理模块采用单元并接扩展式。
4. 如权利要求1或2所述的一种电器设备温升试验数据的采集系统，其特征在于：所 述通信模块的通讯协议为输入端RS485、输出端RS232。
【专利摘要】本实用新型公开了一种电器设备温升试验数据的采集系统，包括电源模块、温度传感器、数据采集A/D转换处理模块、通信模块及PC机；电源模块分别与数据采集A/D转换处理模块、通信模块连接，温度传感器与数据采集A/D转换处理模块输入端连接，数据采集A/D转换处理模块输出端与通信模块相连接，通信模块输出端通过数据线与PC机相接。温度传感器为热电偶，运用热电偶采样能够准确采集数据，采样值通过A/D转换后传送到PC机，通过PC机记录和管理各次试验数据，仅仅通过采集1-2个热时间常数时间内的温升测量值，就能根据所建立的电器设备载流发热的数学模型和精度要求，计算获得精准的温度上升至稳定的温升预测值，节约试验成本，有着很好的应用价值。
【IPC分类】G01R31-00, G01K7-42, G01K7-02
【公开号】CN204479197
【申请号】CN201520109216
【发明人】马丹睿, 金立军
【申请人】马丹睿, 金立军
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年2月15日