一种面向电力设备温度在线监测的无源点测温装置的制作方法

本实用新型涉及无线传感技术领域，具体涉及一种面向电力设备温度在线监测的无源点测温装置。

背景技术：

电力设备温度在线监测需做到点线面结合的温度全面监测。其中点测温主要是针对开关柜内的触头、母线和电缆的连接点等位置，这些地方容易出现温度异常且难以通过外部设备进行温度监测，在这些地方安装温度传感器，可以实现温度在线监测的目的。

电力设备温度在线监测技术中的传感器是实现温度感知的部分，目前采用无线通信的温度传感器的供电渠道主要以电池供电为主。但是，在对电力设备进行在线温度监测的过程中，温度传感器通常需要工作在高压、高温和大电流的环境下，其中电流产生的磁场对电池的工作寿命有较大的影响；且电池容量有限，需要定期更换和维护；另外电池在高温环境下，容易出现爆炸事故，有一定的安全隐患问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种面向电力设备温度在线监测的无源点测温装置，以解决现有技术中温度传感器的电池难以在高压、高温和大电流环境下工作的问题。

本实用新型提出的技术方案如下：

本实用新型实施例提供一种面向电力设备温度在线监测的无源点测温装置，包括：能量收集模块、稳压模块、能量缓存模块和温度传感模块，所述能量收集模块收集环境中的能量，并将所述环境中的能量转化为直流电能输出；所述稳压模块接收所述直流电能，并将所述直流电能转化为稳定直流电压输出；所述能量缓存模块包括电能开关，所述能量缓存模块接收所述稳定直流电压转化为电能缓存并为所述温度传感模块供电，所述电能开关根据所述缓存的电能连通或切断对所述温度传感模块的供电；所述温度传感模块和所述能量缓存模块相连，所述温度传感模块采集环境温度信息，并转化为数字信号后输出。

优选地，所述能量收集模块包括：射频能量收集单元和能量收集天线，所述能量收集天线收集电磁场能量，传输至所述射频能量收集单元，所述射频能量收集单元收集所述电磁场能量并转化为所述直流电能后输出。

优选地，所述能量收集模块包括：温差取电器件，所述温差取电器件收集环境中的温差能量，并将所述温差能量转化为所述直流电能输出。

优选地，所述能量收集模块包括：和振动取电器件，所述振动取电器件收集环境中的振动能量，并将所述振动能量转化为所述直流电能输出。

优选地，所述能量收集模块包括：太阳能电池，所述太阳能电池收集太阳能，并将所述太阳能转化为所述直流电能输出。

优选地，所述能量缓存模块包括：超级电容，通过所述超级电容缓存电能。

优选地，所述面向电力设备温度在线监测的无源点测温装置还包括：微处理模块和通信模块，所述微处理模块和所述温度传感模块相连，控制所述温度传感模块采集所述环境温度信息，并读取所述温度传感模块输出的数字信号；所述通信模块和所述微处理模块相连，通过所述通信模块将所述微处理模块读取的所述数字信号输出；所述通信模块和所述微处理模块相连，所述微处理模块控制所述通信模块的初始化。

优选地，所述通信模块的初始化包括配置通信模式、参数及与所述温度传感模块、所述微处理模块建立通信连接。

优选地，所述能量缓存模块分别与所述微处理模块、所述通信模块相连，为所述微处理模块和所述通信模块供电。

本实用新型的技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的面向电力设备温度在线监测的无源点测温装置，通过能量收集模块、稳压模块和能量缓存模块产生并存储装置运行所需的电能，并根据缓存电能的电量来判断是否连通或切断温度传感模块的供电，取代了现有技术中温度传感器使用电池供电的装置，解决了温度传感器的电池难以在高压、高温和大电流环境下工作的问题。

2.本实用新型提供的面向电力设备温度在线监测的无源点测温装置中，能量收集模块可以设置射频能量收集单元、温差取电器件或振动取电器件，能够在不同环境中收集能量，具有更高的供电可靠性。

3.本实用新型提供的面向电力设备温度在线监测的无源点测温装置中，能量缓存模块包括电能开关，可以根据超级电容储存电能的大小改变输出的电能，可以满足不同功耗设备供电需求，灵活性较大，应用场景较多。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中面向电力设备温度在线监测的无源点测温装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中能量收集模块的结构示意图；

图3为本实用新型另一实施例中能量收集模块的结构示意图；

图4为本实用新型又一实施例中能量收集模块的结构示意图；

图5为本实用新型又一实施例中能量收集模块的结构示意图；

图6为本实用新型另一实施例中面向电力设备温度在线监测的无源点测温装置的结构示意图；

附图标记：

1-能量收集模块；2-稳压模块；3-能量缓存模块；4-电能开关；5- 温度传感模块；6-太阳能电池；7-能量收集天线；8-射频收集单元；9- 温差取电器件；10-振动取电器件；11-微处理器模块；12-无线通信模块。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实用新型实施例提供一种面向电力设备温度在线监测的无源点测温装置，如图1所示包括：能量收集模块1、稳压模块2、能量缓存模块3和温度传感模块5，能量收集模块1收集环境中的能量，并将环境中的能量转化为直流电能输出；稳压模块2接收直流电能，并将直流电能转化为稳定直流电压输出；能量缓存模块3包括电能开关4，能量缓存模块3接收稳定直流电压转化为电能缓存并为温度传感模块5供电，电能开关4根据缓存的电能连通或切断对温度传感模块5的供电；温度传感模块5和能量缓存模块3相连，温度传感模块5采集环境温度信息，并转化为数字信号后输出。

本实用新型实施例提供的面向电力设备温度在线监测的无源点测温装置，通过能量收集模块1、稳压模块2和能量缓存模块3产生并存储装置运行所需的电能，并根据缓存电能的电量来判断是否连通或切断温度传感模块5的供电，取代了现有技术中温度传感器使用电池供电的装置，解决了温度传感器的电池难以在高压、高温和大电流环境下工作的问题。

本实用新型实施例中，稳压模块2接收直流电能，并将直流电能转化为稳定直流电压输出，其中稳定直流电压可以是3.3V或5V，但本实用新型并不以此为限，在实际应用中，稳定直流电压也可以是其他数值的电压。

本实用新型实施例中，稳压模块2可基于DC-DC转换芯片或电源管理芯片实现，如TI公司的bq25570型号的芯片、bq25505型号的芯片均可实现稳压模块的功能。但本实用新型并不以此为限，在实际应用中，也可使用其他芯片实现稳压模块的功能。

本实用新型实施例中，能量缓存模块3可以设置连通阈值和切断阈值，当缓存的电能达到连通阈值时，触发电能开关4进行连通操作；当缓存的电能低于切断阈值时，触发电能开关4进行切断操作。但本实用新型并不以此为限，在实际应用中，也可以通过其他方式使电能开关4连通或切断电能供给。

在本实用新型实施例中，上述的能量收集模块1可以通过多种形式实现收集环境中的能量，并转化为直流电能输出的过程。

在一较佳实施例中，如图2所示，能量收集模块1包括：射频能量收集单元8和能量收集天线7，能量收集天线7收集电磁场能量，传输至射频能量收集单元8，射频能量收集单元8收集电磁场能量并转化为直流电能后输出。

本实用新型实施例中，射频能量收集单元8包括射频转直流芯片，该射频转直流芯片可使用Powercast公司的P2110B型号的射频转直流芯片，但本实用新型并不以此为限，在实际应用中，也可使用其他公司的其他型号的芯片实现射频能量收集单元的功能。

在一较佳实施例中，如图3所示，该能量收集模块1包括：温差取电器件9，温差取电器件9收集环境中的温差能量，并将温差能量转化为直流电能输出。

本实用新型实施例中，温差取电器件9可利用温差发电片将环境温度转化直流电输出，但本实用新型并不以此为限，在实际应用中，也可使用其他装置实现该功能。

在一较佳实施例中，如图4所示，能量收集模块1包括：取电器件10，振动取电器件10收集环境中的振动能量，并将振动能量转化为直流电能输出。

本实用新型实施例中，振动取电器件10可使用北京微能高芯科技有限公司的VEH系列振动发电模块，VEH系列振动发电模块利用压电、摩擦、震动等发电技术，采集物体运动过程中振动的能量，并转化为电能。但本实用新型并不以此为限，在实际应用中，也可使用其他装置实现该功能。

在一较佳实施例中，如图5所示，能量收集模块1包括：太阳能电池6，太阳能电池6收集太阳能，并将太阳能转化为直流电能输出。

需要说明的是，本实用新型实施例中能量收集模块1的能量收集并不局限于通过上述的射频能量收集单元8、温差取电器件9或振动取电器件 10实现，也可以通过其他方式收集环境中的能量。

本实用新型实施例中，能量收集模块1可以设置射频能量收集单元8、温差取电器件9或振动取电器件10等，能够在不同环境中收集电磁场能量、温差能量和振动能量等，具有更高的供电可靠性。

在一较佳实施例中，能量缓存模块3包括：超级电容，通过超级电容缓存电能。

本实用新型实施例中，该能量缓存模块3还包括：电能开关4，可以根据超级电容储存电能的大小改变输出的电能，可以满足不同功耗设备供电需求，灵活性较大，应用场景较多。

在一较佳实施例中，如图6所示，本实用新型实施例的面向电力设备温度在线监测的无源点测温装置还包括：微处理模块11和通信模块12，微处理模块11和温度传感模块5相连，控制温度传感模块5采集环境温度信息，并读取所述温度传感模块5输出的数字信号；所述通信模块12和所述微处理模块11相连，通过所述通信模块12将所述微处理模块11读取的所述数字信号输出；通信模块12和微处理模块11相连，微处理模块11控制通信模块12的初始化。

在一较佳实施例中，通信模块12的初始化包括配置通信模式、参数及与温度传感模块5、微处理模块11建立通信连接。

在一较佳实施例中，能量缓存模块3分别与微处理模块11、通信模块 12相连，为微处理模块11和通信模块12供电。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。