一种带距离补偿的阵列式红外密集母线温度检测装置的制作方法

【技术领域】

本实用新型涉及密集母线非接触式测温领域，具体为一种带距离补偿的阵列式红外密集母线温度检测装置。

背景技术：

现有的基于红外阵列的密集母线测温传感器对于因测量距离产生的测温误差的处理方式主要有两种：

1)不做处理。由于密集母线的规格种类繁多，不同厂家不同规格的密集母线其外形、尺寸都各不相同。当采用这种方式的红外阵列测温传感器去测量不同的密集母线时，其测量结果可能相差甚远。

2)针对特定的测试距离做固定的距离补偿，当测试距离改变时，需要重新编写程序或通过特定的方式去手动改变其程序内部的配置参数。采用这种方式的密集母线测温传感器在实际应用中也有诸多不便。

本实用新型针以上问题提出一种基于测试距离自动进行温度补偿的密集母线红外矩阵测温传感器。在测量不同的密集母线时，可以自动测量出传感器到被测母线铜排的距离，然后由传感器内部处理器根据测得的距离，通过内部补偿算法对红外阵列探头所测得的温度进行补偿，可以有效地减小测温误差，提高对密集母线温度监测的准确性，同时简化安装过程。

技术实现要素：

本实用新型针以上问题提出一种基于测试距离自动进行温度补偿的密集母线红外矩阵测温传感器。在测量不同的密集母线时，可以自动测量出传感器到被测母线铜排的距离，然后由传感器内部处理器根据测得的距离，通过内部补偿算法对红外阵列探头所测得的温度进行补偿，可以有效地减小测温误差，提高对密集母线温度监测的准确性，同时简化安装过程。

本实用新型提供如下技术方案：

一种带距离补偿的阵列式红外密集母线温度检测装置：

包括电源模块、测距传感模块、温度检测模块、单片机及其外设部分、led指示灯和无线传输模块；

电源模块110～220vac电源、ac-dc模块和ldo电源，所述110～220vac电源、ac-dc模块和ldo电源依次相连接；

测距传感模块包括红外测距传感器、红外温度传感器和无线mcu，所述红外测距传感器和红外温度传感器分别均与无线mcu相连接；

单片机及其外设部分和led指示灯分别均与无线mcu相连接；

温度检测模块包括温度传感器和无线mcu，所述温度传感器和无线mcu相连接；

无线传输模块包括无线mcu和接收装置，所述无线mcu和接收装置通过无线方式相连接；

ldo电源输出分别与红外温度传感器、红外测距传感器、环境温度传感器、单片机和led指示灯相连。

进一步地，红外测距传感器为集成psd(positionsensitivedetector)、红外发射二极管及信号处理电路的短距离、高精度传感器。

进一步地，红外温度传感器为32*24阵列红外温度传感器，其红外阵列测温头到密集母线铜排的距离小于5mm。

进一步地，led指示灯采用3颗led发光二极管，分别对应指示系统电源、数据接收、数据发送三种状态。

进一步地，单片机是一款高性能的超低功耗mcu，集成了完整的rf系统和dc-dc转换器。

【附图说明】

图1为本实用新型各个功能模块链接关系流程图；

图2为本实用新型电源模块电路图；

图3为本实用新型led指示灯电路图；

图4为本实用新型单片机电路图；

图5为本实用新型本实用新型电流和温度采样无线传输电路图；

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种带距离补偿的阵列式红外密集母线温度检测装置：

包括电源模块、测距传感模块、温度检测模块、单片机及其外设部分、led指示灯和无线传输模块；

电源模块110～220vac电源、ac-dc模块和ldo电源，所述110～220vac电源、ac-dc模块和ldo电源依次相连接；

测距传感模块包括红外测距传感器、红外温度传感器和无线mcu，所述红外测距传感器和红外温度传感器分别均与无线mcu相连接；

单片机及其外设部分和led指示灯分别均与无线mcu相连接；

温度检测模块包括温度传感器和无线mcu，所述温度传感器和无线mcu相连接；

无线传输模块包括无线mcu和接收装置，所述无线mcu和接收装置通过无线方式相连接；

ldo电源输出分别与红外温度传感器、红外测距传感器、环境温度传感器、单片机和led指示灯相连。

进一步地，红外测距传感器为集成psd(positionsensitivedetector)、红外发射二极管及信号处理电路的短距离、高精度传感器。

进一步地，红外温度传感器为32*24阵列红外温度传感器，其红外阵列测温头到密集母线铜排的距离小于5mm。

进一步地，led指示灯采用3颗led发光二极管，分别对应指示系统电源、数据接收、数据发送三种状态。

进一步地，单片机是一款高性能的超低功耗mcu，集成了完整的rf系统和dc-dc转换器。

工作原理

电源模块通过ac-dc模块及相应的ldo将输入的220vac交流电转换成系统其它部分所需的直流电源。

测距传感器采用高精度的激光或红外测距传感器，用于获取测温传感器红外阵列测温头到密集母线铜排的距离，其精度要求小于5mm。红外阵列传感器部分用于获取密集母线铜排的温度原始数据。

单片机部分主要实现测距数据和测温数据的采集、处理，将最终数据通过rf部分发送给配置的无线接收设备，并控制led显示不同的工作状态。

本实施例系统运行主要有以下几个阶段：

1、初始化阶段

系统上电后，电源指示灯(ds1)亮起，运行指示灯(ds2)和无线指示灯(ds3)熄灭。无线mcu完成系统硬件初始化后，通过数字接口(sda、scl)将红外阵列传感器(mlx90640)内部配置和校验数据读取出来存入内部ram中，以便后面的计算处理。这些操作成功完成后点亮运行指示灯(ds2)。

2、数据采集阶段

无线mcu(cc1310)u4首先对测距传感模块(gp2y0a51sk0f)u5输出的模拟电压信号vo进行采样、计算等操作后得到距离数据，对温度传感器(ntc1)输出信号a_vin进行采样、计算等操作后得到环境温度数据。然后通过与红外阵列传感器(mlx90640)兼容的数字接口(sda、scl)读出原始测温数据，经内部换算、软件滤波及一系列图像处理后提取出密集母线铜排温度数据。最后以前面得到的距离数据结合补偿算法对此温度数据进行校正形成最终温度数据。

3、数据发送阶段

将数据采集阶段得到的数据打包成特定的数据帧格式，点亮无线指示灯(ds3)表明系统处于数据发送状态，然后启动无线传输，将数据发送给配套的接收装置，发送完成后熄灭无线指示灯(ds3)。

4、等待阶段

数据发送完成后，mcu进入低功耗模式，等待设定的时间后自动进入下一个数据“采集－发送”周期。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。