无源无线红外测温装置的制作方法

本发明涉及测温传感领域，尤其涉及一种无源无线红外测温装置。
背景技术：
：开关柜测温类产品经历了多年的发展从最开始的电池供电的有源式已普遍进入无源式供电，市面上产品大都体积大且功耗高；而红外测温类产品以手持式居多，这种产品既不能做到无人值守，对操作人员的要求也较高。目前市面现有无源无线测温产品均无法支持红外测温功能，并且由于体积的原因，在开关柜内安装时不可避免的需要考虑安装空间的问题，以至于某些空间过于狭小的开关柜无法使用这种更加便携的产品；目前市面现有的红外测温产品虽然因使用无接触式技术不受制于体积，但因功耗高以及测温原理的限制无法运用于无源无线供电模块，并且无法做到无人值守的实时测量，另外手持式红外测温产品在工作时必须使用红外光束进行照射，不仅因自身功耗较高不符合低功耗发展的企业理念，而且在照射的过程中会人为增加了测量误差。上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。技术实现要素：本发明的主要目的在于提供一种无源无线红外测温装置，旨在解决现有技术中无源无线测温产品无法支持红外测温功能，且产品功耗高的技术问题。为实现上述目的，本发明提供一种无源无线红外测温装置，所述无源无线红外测温装置包括取电线圈、电源转换模块、红外传感模块、模数转换模块及无线处理模块；所述取电线圈与所述电源转换模块连接，所述电源转换模块与所述红外传感模块、模数转换模块及无线处理模块分别连接，所述红外传感模块与所述模数转换模块连接，所述模数转换模块与所述无线处理模块连接；其中，所述取电线圈，用于获取电能，并为所述电源转换模块提供第一电压；所述电源转换模块，用于将所述第一电压转换为第二电压后为所述红外传感模块、模数转换模块及无线处理模块供电；所述红外传感模块，用于实现温度测量，并将温度模拟信号发送至所述模数转换模块；所述模数转换模块，用于将所述温度模拟信号转换成温度数字信号并发送至所述无线处理模块；所述无线处理模块，用于将所述温度数字信号进行无线传输。优选地，所述无线处理模块，还用于根据当前温度数字信号与前一温度数字信号的温度差值控制发射频率。优选地，所述无线处理模块，还用于当所述温度差值小于预设阈值时，降低发射频率。优选地，所述电源转换模块包括电源管理芯片，所述电源管理芯片的漏电流小于10ua。优选地，所述电源转换模块还包括线性稳压器、第一电容、第二电容、第三电容及mos管；其中，所述线性稳压器的输入端与所述取电线圈的第一端连接，所述线性稳压器的输出端与所述电源管理芯片的电压输入端连接，所述线性稳压器的输出端还与所述红外传感模块、模数转换模块及无线处理模块分别连接，所述线性稳压器的接地端接模拟地；所述第一电容、所述第二电容及所述第三电容并联后第一端与所述线性稳压器的输出端连接，所述第一电容、所述第二电容及所述第三电容并联后第二端接模拟地；所述mos管的栅极与所述电源管理芯片的控制端连接，所述mos管的源极接模拟地，所述mos管的漏极接参考地。优选地，所述电源转换模块还包括倍压单元，所述倍压单元与所述取电线圈及所述线性稳压器分别连接，用于将所述第一电压进行增压及整流，获得所述第二电压。优选地，所述倍压单元包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容及第九电容；其中，所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管、所述第四二极管、所述第五二极管及所述第六二极管串联，所述第一二极管的阴极与所述取电线圈的第二端连接，所述第六二极管的阳极与所述线性稳压器的输入端连接；所述第四电容的第一端与所述取电线圈的第一端连接，所述第四电容的第二端与所述第一二极管的阳极连接；所述第五电容的第一端与所述取电线圈的第二端连接，所述第五电容的第二端与所述第二二极管的阳极连接；所述第六电容的第一端与所述取电线圈的第一端连接，所述第六电容的第二端与所述第三二极管的阳极连接；所述第七电容的第一端与所述取电线圈的第二端连接，所述第七电容的第二端与所述第四二极管的阳极连接；所述第八电容的第一端与所述取电线圈的第一端连接，所述第八电容的第二端与所述第五二极管的阳极连接；所述第九电容的第一端与所述取电线圈的第二端连接，所述第九电容的第二端与所述第六二极管的阳极连接。优选地，所述取电线圈的材料为经过退火处理后的铁镍合金。优选地，所述无源无线红外测温装置还包括壳体及设置于所述壳体两侧的第一胶条及第二胶条，所述电源转换模块、红外传感模块、模数转换模块及无线处理模块集成安装在所述壳体内，所述取电线圈安装于所述第一胶条内。优选地，所述第二胶条开设至少一个取电槽。本发明通过取电线圈获取电能，并为电源转换模块提供第一电压；电源转换模块将所述电压转换为第二电压后为红外传感模块、模数转换模块及无线处理模块供电；红外传感模块实现温度测量并将温度模拟信号发送至模数转换模块；模数转换模块将温度模拟信号转换成温度数字信号并发送至无线处理模块；无线处理模块将温度数字信号进行无线传输，实现了将无源无线技术与红外测温技术结合，并兼顾体积小及功耗低的特点，在较低的启动电流下即可实现高精度测温。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。图1是本发明一种无源无线红外测温装置第一实施例的功能模块示意图；图2是本发明一种无源无线红外测温装置第一实施例中电源转换模块的结构示意图；图3是本发明一种无源无线红外测温装置第二实施例的结构示意图。附图标号说明：标号名称标号名称ct取电线圈40取电槽100电源转换模块50红外探头200红外传感模块ts线性稳压器300模数转换模块d1～d6第一二极管至第六二极管400无线处理模块c1～c9第一电容至第九电容110倍压单元q1mos管10壳体u1电源管理芯片20第一胶条agnd模拟地30第二胶条gnd参考地本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。本发明提供一种无源无线红外测温装置，参照图1，在第一实施例中，所述无源无线红外测温装置包括取电线圈ct、电源转换模块100、红外传感模块200、模数转换模块300及无线处理模块400；所述取电线圈ct与所述电源转换模块100连接，所述电源转换模块100与所述红外传感模块200、模数转换模块300及无线处理模块400分别连接，所述红外传感模块200与所述模数转换模块300连接，所述模数转换模块300与所述无线处理模块400连接；其中，所述取电线圈ct，用于获取电能，并为所述电源转换模块100提供第一电压；所述电源转换模块100，用于将所述第一电压转换为第二电压后为所述红外传感模块200、模数转换模块300及无线处理模块400供电；所述红外传感模块200，用于实现温度测量，并将温度模拟信号发送至所述模数转换模块300；所述模数转换模块300，用于将所述温度模拟信号转换成温度数字信号并发送至所述无线处理模块400；所述无线处理模块400，用于将所述温度数字信号进行无线传输。需要说明的是，使用无源技术可以使得测量装置在高压电气测温场景中具有寿命长，免维护的特点；而红外测温技术相对于接触式测温有灵敏度高，准确度高的特点。本实施例所述无源无线红外测温装置使用取电线圈ct取电来为装置提取电能，摆脱电池供电的短板，其中，取电线圈ct的材料采用经过退火处理后的铁镍合金，使得该装置可以在较低的启动电流(如5a)即有较强的取电能力，而且随着电流的增加，装置自身不会发生大的温升；通过红外传感模块200中的红外探头50取代常规使用的数字感温芯片，提高了测温的精确度。应当理解的是，铁镍合金是一种在较弱磁场下有较高的磁导率的合金，具有高导磁的磁性能、极低的矫顽力和损耗值，铁镍合金经退火处理后释放应力，延展性和韧性更强，磁导率增强，从而使器件的能量转换效率得到了提高。铁镍合金的退火处理可以在保护气氛(通常用氢)或真空中进行，以防氧化并除去杂质：一般真空度应不低于1.33pa。为了获得最好的消除应力，获得较好的磁性能，铁镍合金的退火温度在1100～1200℃之间。进一步地，所述无线处理模块400，还用于根据当前温度数字信号与前一温度数字信号的温度差值控制发射频率。需要说明的是，所述无源无线红外测温装置通过红外传感模块200定频采集温度，无线处理模块400可以接收并通过天线发射温度信号。但在具体实现中，无线处理模块400并不需要对所有采集到的温度信号进行发射，为了降低装置的功耗，可以适当减小发射频率。进一步地，所述无线处理模块400，还用于当所述温度差值小于预设阈值时，降低发射频率。具体地，可以根据测温环境、测温要求及经验确定预设阈值，当无线处理模块400接收到的温度差值小于预设阈值时，降低发射频率或不发射，当温度值高于预设阈值时，增强发射频率。如此，该装置只需要发射需要测量的数据，有更多的时间处于休眠状态，有效降低了装置功耗。进一步地，所述电源转换模块100包括电源管理芯片u1，所述电源管理芯片u1的漏电流小于10ua。需要说明的是，本实施例中选用漏电流满足要求的器件，以减少器件自身的消耗，比如，使用漏电流小于10ua的电源管理芯片，减少电源管理芯片对电流的消耗，从而降低整个装置的功耗。本发明通过取电线圈获取电能，并为电源转换模块提供第一电压；电源转换模块将所述电压转换为第二电压后为红外传感模块、模数转换模块及无线处理模块供电；红外传感模块实现温度测量并将温度模拟信号发送至模数转换模块；模数转换模块将温度模拟信号转换成温度数字信号并发送至无线处理模块；无线处理模块将温度数字信号进行无线传输，实现了将无源无线技术与红外测温技术结合，通过定频采集-变频发射、漏电流控制等技术保障了装置功耗低的特点。参照图2，图2是本发明一种无源无线红外测温装置第一实施例中电源转换模块的结构示意图。本实施例中，所述电源转换模块100还包括线性稳压器ts、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3及mos管q1；其中，所述线性稳压器ts的输入端vin与所述取电线圈ct的第一端连接，所述线性稳压器ts的输出端vout与所述电源管理芯片u1的电压输入端vdd连接，所述线性稳压器ts的输出端vout还与所述红外传感模块200、模数转换模块300及无线处理模块400分别连接，所述线性稳压器ts的接地端接模拟地agnd；所述第一电容c1、所述第二电容c2及所述第三电容c3并联后第一端与所述线性稳压器ts的输出端vout连接，所述第一电容c1、所述第二电容c2及所述第三电容c3并联后第二端接模拟地agnd；所述mos管q1的栅极与所述电源管理芯片u1的控制端do连接，所述mos管q1的源极接模拟地agnd，所述mos管q1的漏极接参考地gnd。应当理解的是，取电线圈ct取电后，电压通过线性稳压器ts稳压，然后通过第一电容c1、第二电容c2及第三电容c3滤波后，发送至电源管理芯片u1、红外传感模块200、模数转换模块300及无线处理模块400，以为各模块供电。进一步地，所述电源转换模块100还包括倍压单元110，所述倍压单元110与所述取电线圈ct及所述线性稳压器ts分别连接，用于将所述第一电压进行增压及整流，获得所述第二电压。具体地，所述倍压单元110包括第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4、第五二极管d5、第六二极管d6、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第八电容c8及第九电容c9；其中，所述第一二极管d1、所述第二二极管d2、所述第三二极管d3、所述第四二极管d4、所述第五二极管d5及所述第六二极管d6串联，所述第一二极管d1的阴极与所述取电线圈ct的第二端连接，所述第六二极管d6的阳极与所述线性稳压器ts的输入端vin连接；所述第四电容c4的第一端与所述取电线圈ct的第一端连接，所述第四电容c4的第二端与所述第一二极管d1的阳极连接；所述第五电容c5的第一端与所述取电线圈ct的第二端连接，所述第五电容c5的第二端与所述第二二极管d2的阳极连接；所述第六电容c6的第一端与所述取电线圈ct的第一端连接，所述第六电容c6的第二端与所述第三二极管d3的阳极连接；所述第七电容c7的第一端与所述取电线圈ct的第二端连接，所述第七电容c7的第二端与所述第四二极管d4的阳极连接；所述第八电容c8的第一端与所述取电线圈ct的第一端连接，所述第八电容c8的第二端与所述第五二极管d5的阳极连接；所述第九电容c9的第一端与所述取电线圈ct的第二端连接，所述第九电容c9的第二端与所述第六二极管d6的阳极连接。需要说明的是，通过采用上述倍压电路，可以将取电线圈ct获取的电压进行6倍提升，也就是说第二电压可以高达第一电压的6倍，使得该装置的无源取电能力显著增强。本实施例通过在电源转换模块中使用倍压电路，大大提高了无源无线红外测温装置的无源取电能力，使得该装置在5a的启动电流下即能可靠启动并实现高精度测温。如图3所示，图3是本发明一种无源无线红外测温装置第二实施例的结构示意图。本实施例中，所述无源无线红外测温装置还包括壳体10及设置于所述壳体两侧的第一胶条20及第二胶条30，所述电源转换模块100、红外传感模块200、模数转换模块300及无线处理模块400集成安装在所述壳体10内，所述取电线圈ct安装于所述第一胶条20内。应当理解的是，通过将电源转换模块100、红外传感模块200、模数转换模块300及无线处理模块400集成安装在壳体10内，使得无源无线红外测温装置的体积更小，不但可以满足常规开关柜的需求，更可以使用在有空间限制的被测体上。将取电线圈ct安装于第一胶条20内，有利于降低器件更换成本。需要说明的是，所述壳体10开设有通孔，用于放置所述红外传感模块200中的红外探头50。进一步地，所述第二胶条30开设至少一个取电槽50。应当理解的是，通过设置多个取电槽，可以实现取电线圈ct位置的灵活调节，使得无源无线红外测温装置可以更方便地取电。在具体使用过程中，将取电线圈ct放置于任一取电槽50内。本实施例通过在壳体内封装电源转换模块、红外传感模块、模数转换模块及无线处理模块，在第一胶条内安装取电线圈，在第二胶条内开设多个取电槽，使得无源无线红外测温装置不仅整合了无源无线供电技术以及红外测温技术的优势，保障了装置的功耗足够低、启动电流不大于5a、体积更小，能应用于更多的使用场景。以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页12