具有天线功能的散热器以及包括该散热器的测温装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有天线功能的散热器以及包括该散热器的测温装置。该具有天线功能的散热器，用作测温装置的无线信号发射端，该散热器由金属材质制成，其包括导热主体以及若干从垂直于该导热主体轴向的方向延伸的呈片状的散热部，且若干散热部外围的周长之和大于或等于预设频率的无线发射信号的波长的四分之一。本实用新型将散热器作为发射天线使用，不仅可以起到测温装置的散热作用，还可以将测得的温度信号通过射频发射给接收终端。同时由于减少了测温装置的零部件，而散热器本身相对来说较为容易装配，因此大大简化了装配工艺。本实用新型还公开了一种包括该散热器的测温装置。
【专利说明】具有天线功能的散热器以及包括该散热器的测温装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种具有天线功能的散热器以及包括该散热器的测温装置。
【背景技术】
[0002]电力设备是在电力系统中对发电机、变压器、电力线路、互感器、接触器、断路器等设备的统称，包括发电设备和供电设备。在电力系统中，特别是随着现代电力系统向着高电压、大机组、大容量的迅速发展，对电力设备安全可靠性的要求也越来越高。电气设备的各种触点、连接点，如开关触点、电缆接头、母线联接点、发电机和变压器引接线接头、电动机接线盒接头等在通入电流以后，设备温度会发生变化，其发热量与通入电流的平方成正比。当高压设备因过载运行或接点接触不良时，往往引起高压设备有关部分温度的上升，过热会导致绝缘老化甚至烧毁绝缘材料，造成短路故障和重大经济损失。因此在线监测接点的温度显得相当重要，当其超过某一设定值时，发出本地和远程报警信号，提示生产维护人员及时发现故障前兆，对高压电力设备和电力系统的安全稳定运行具有非常重要的意义。
[0003]在中国专利申请CN201220716623.5中记载了一种具有测温功能的智能螺栓，用于远程监测电气结点的温度，如图1所示，该智能螺栓100包括一壳体105和散热器101，二者之间通过紧定螺栓来固定，在壳体105内部设置有线路板102以及测温传感器104，线路板102具有环形的发射天线103，线路板102上的微处理器控制测温传感器104定时采集测温数据，并通过模数转换器将模拟信号转化成数字信号并提供给处理器处理，处理器将处理过的数据通过发射天线103发出，温度监测系统中的远程接收器接收并上传PC显示。由于发射天线103是环绕在壳体105上，壳体105和散热器101均是金属材质制成，容易吸收部分电磁波，无形中导致其智能螺栓的无线发射距离的缩短，同时由于智能螺栓尺寸较小，发射天线103的装配难度和工艺复杂度也较高。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种无线发射距离较远，装配简单的具有天线功能的散热器以及包括该散热器的测温装置。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案如下:
[0006]本实用新型涉及的具有天线功能的散热器，用作测温装置的无线信号发射端，该散热器由金属材质制成，其包括导热主体以及若干从垂直于该导热主体轴向的方向延伸的呈片状的散热部，若干该散热部外围的周长之和大于或等于预设频率的无线发射信号的波长的四分之一
[0007]进一步，所述散热部的横截面呈圆形或多边形。
[0008]进一步，若干呈片状的所述散热部沿着导热主体的轴向均匀分布。
[0009]进一步，若干呈片状的所述散热部包括位于底层的第一散热部以及至少一个位于该第一散热部上层的第二散热部，该第二散热部外围的周长小于第一散热部外围的周长。
[0010]优选的，所述散热器的外表面具有绝缘氧化层，且该绝缘氧化层的外表面镀有金属导电层。
[0011]本实用新型还提供一种测温装置，包括相互固定连接的壳体和散热器，该散热器为上述任一方案所述的具有天线功能的散热器，在所述壳体内设置有测温传感器以及线路板，在该线路板上具有射频电路，射频信号的输出端与所述散热器导电连接。
[0012]进一步，在所述线路板上设置有与射频信号的输出端电连接的导电弹针，当散热器与壳体装配连接时，该导电弹针与散热器相接触。
[0013]进一步，所述测温装置整体呈螺栓状。
[0014]本实用新型的有益效果是:由于本实用新型中涉及的散热器包括导热主体以及若干从垂直于该导热主体轴向的方向延伸的呈片状的散热部，若干该散热部外围的周长之和大于或等于预设频率的无线发射信号的波长的四分之一，可以用作测温装置的无线发射天线，相比现有方案来说，省掉了原有的发射天线，将散热器作为发射天线使用，不仅可以起到测温装置的散热作用，还可以将测得的温度信号通过射频发射给接收终端。同时由于减少了测温装置的零部件，而散热器本身相对来说较为容易装配，因此大大简化了装配工艺。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是现有技术的智能螺栓的示意图；
[0016]图2是本实用新型实施例中的具有天线功能的散热器的示意图；
[0017]图3是具有天线功能的散热器的剖视图；
[0018]图4是本实用新型实施例中的测温装置的分解示意图；
[0019]图5是具有天线功能的散热器与线路板的装配关系示意图。
【具体实施方式】
[0020]如图2和图3所示，本实用新型涉及的具有天线功能的散热器200，主要用作测温装置的无线信号发射端，该散热器200由金属材质制成，一般采用导热性高的金属铝。其包括导热主体204以及若干从垂直于该导热主体204轴向的方向延伸的呈片状的散热部203，若干该散热部203外围的周长之和大于或等于预设频率的无线发射信号的波长的四分之一。导热主体204和若干片状的散热部203是一体成型，导热主体204呈圆柱状，散热部203的横截面呈圆形或多边形或其它形状，本实施例中以圆形的散热部203加以说明和介绍。理论和实践证明，现有的便携式发射天线常采用螺旋天线，即螺旋天线的总周长等于或大于无线电信号波长的1/4。当天线的长度为无线电信号波长的1/4时，天线的发射和接收转换效率最高。因此，天线的长度将根据所发射和接收信号的频率即波长来决定。只要知道对应发射和接收的中心频率就可以用下面的公式算出对应的无线电信号的波长，再将算出的波长除以4就是对应的最佳天线长度。频率与波长的换算公式为:波长=30万公里/频率=300000000米/频率(得到的单位为米)，本实施例中设计的便携式的天线长度计算如下:例如当使用的信号频率为433MHz附近时，其波长=300000公里/433MHz=300000000/435000000=300/435=0.69米，则对应的最佳天线长度应为0.69/4，等于0.1725米。本实用新型涉及的散热器以螺旋天线为模型，当将螺旋天线的尺寸要求应用到散热器200上时，则多个散热部203外围的周长之和应大于或等于0.1725米。
[0021]优选的，上述若干呈片状的所述散热部203沿着导热主体204的轴向均匀分布，且所述散热部203包括位于底层的第一散热部201以及至少一个位于该第一散热部201上层的第二散热部202，该第二散热部202外围的周长小于第一散热部201外围的周长，在第一散热部201上开设有定位孔205，用于与测温装置连接。在本实施例中，散热部203包括四个间隔设置的第二散热部202和一个第一散热部201，这五个圆形的散热部的周长之和大于或等于0.1725米。通常的散热器200的表面会做氧化发黑处理，处理后表面绝缘，形成绝缘氧化层，因此为了将散热器200做天线使用，本实施例中把铝制散热片的绝缘氧化层表面渡上金属导电层，优选为金属镍等稳定性高的金属，在防氧化的同时实现散热器表面导电的作用。
[0022]如图4和图5所示，提供一种测温装置，该测温螺栓为一种监测电气结点的测温智能螺栓300，该测温智能螺栓300与专利申请CN201220716623.5中的构造大部分相同，主要区别在于，测温智能螺栓300省略了图1中所示的发射天线103，而采用散热器200作用发射天线。测温智能螺栓300包括相互固定连接的壳体304和散热器200，在所述壳体304内设置有测温传感器303以及线路板301，在该线路板301上具有射频电路，射频信号的输出端与所述散热器200导电连接。同时在壳体304内还设置有热电发生器305和螺栓体306，散热器200的导热主体204与热电发生器305接触导热。关于测温智能螺栓300的具体细节可参照专利申请CN201220716623.5中的介绍。在上述线路板301上设置有与射频信号的输出端电连接的导电弹针302，当散热器200与壳体304装配连接时，该导电弹针302与散热器200上的下层的第一散热部201相接触，形成导电接触，大大简化了装配过程。
[0023]根据便携式的天线的实际的应用场合和条件，实用新型人进行了实际测试。先采用一根15cm的导线作为天线，环绕测温螺栓外壳一圈(如图1所示)，即为专利申请CN201220716623.5中的方案。在实际的测试中测温螺栓的无线发射距离只有20米左右，分析发现:由于我们的散热片材料是大块的金属铝，测温螺栓的内部环体也是大块的金属铜构成，金属对电磁波有吸收的作用，加上安装底面也是金属成分，天线离地面距离近，一部分电磁波会被金属吸收。上述原因导致测温螺栓的无线发射距离只有20米左右，从技术和结构上分析，散热器为金属成分，并且尺寸也近似接近导线尺寸，可以考虑作为天线来使用，去掉原有的天线，既起到了散热器作用，又能充当天线，而且还降低了装配难度和工艺复杂度，一举多得。同时在线路板焊接贴片导电弹针，用于连接射频信号的输出端和上述具有天线功能的散热器，这样装配时片状的散热部通过压紧导电弹针就能自然的与射频输出端紧密连接，无线射频信号就能通过散热器发射出去，实用新型人在户外的空旷的环境对本实施例的测温螺栓进行无线发射距离测试，通信距离完全达到50米以上。并且多个片状的散热部均为圆形，并且是呈均匀分布，经过实测该具有天线功能的散热器也具有很好方向性。散热器不仅作为测温螺栓的散热器使用，而且还能作为测温螺栓的天线，一个元件两种功能，也是本实用新型的新颖之处，实际测试的结果完全达到设计的目标。可以理解的是，上述具有天线功能的散热器不仅可以用于本实用新型中介绍的测温螺栓，还可以用于其它需要无线发射功能的测温装置中。
【权利要求】
1.一种具有天线功能的散热器，用作测温装置的无线信号发射端，其特征在于:该散热器由金属材质制成，其包括导热主体以及若干从垂直于该导热主体轴向的方向延伸的呈片状的散热部，若干该散热部外围的周长之和大于或等于预设频率的无线发射信号的波长的四分之一。
2.根据权利要求1所述的具有天线功能的散热器，其特征在于:所述散热部的横截面呈圆形或多边形。
3.根据权利要求1所述的具有天线功能的散热器，其特征在于:若干呈片状的所述散热部沿着导热主体的轴向均匀分布。
4.根据权利要求3所述的具有天线功能的散热器，其特征在于:若干呈片状的所述散热部包括位于底层的第一散热部以及至少一个位于该第一散热部上层的第二散热部，该第二散热部外围的周长小于第一散热部外围的周长。
5.根据权利要求1至4任一项所述的具有天线功能的散热器，其特征在于:所述散热器的外表面具有绝缘氧化层，且该绝缘氧化层的外表面镀有金属导电层。
6.一种测温装置，其特征在于:包括相互固定连接的壳体和散热器，该散热器为权利要求I至5中任一项所述的具有天线功能的散热器，在所述壳体内设置有测温传感器以及线路板，在该线路板上具有射频电路，射频信号的输出端与所述散热器导电连接。
7.根据权利要求6所述的测温装置，其特征在于:在所述线路板上设置有与射频信号的输出端电连接的导电弹针，当散热器与壳体装配连接时，该导电弹针与散热器相接触。
8.根据权利要求7所述的测温装置，其特征在于:所述测温装置整体呈螺栓状。
【文档编号】G01K7/00GK203772427SQ201420138890
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月25日 优先权日:2014年3月25日
【发明者】杨志强 申请人:杨志强