一种嵌入式温差自取能式温度传感器的制作方法

1.本发明涉及输变电工程金具的技术领域，具体涉及一种嵌入式温差自取能式温度传感器。


背景技术：

2.随着国民经济的快速发展，我国电力需求持续攀升，电网规模迅速扩大，特别是随着特高压工程的建设和运行，我国电网已成为世界上结构最复杂、规模最大的交直流混合电网。
3.电连接是输变电工程的重要组成部分之一，是电力电子设备与电网系统中必不可少且大量存在的环节，许多工业电器至今无法革除庞大而笨重的电器接点。接触金具肩负着连接电网各种电气设备、传递机械荷载的关键任务，应用十分广泛。输变电工程接触金具主要包含导线耐张线夹引流线夹、变电站中的各类引流线夹、载流金具等。接触金具普遍采用搭接后用螺栓紧固的连接方式，其连接质量是影响系统安全系数、平均无故障工作时间的重要因素，其运行状态对工程的安全稳定运行起着举足轻重的作用，直接影响输变电工程安全稳定运行。自电网投运以来，因接触金具连接质量不良导致的金具过热现象日益突出，尤其在夏季高用电负荷和高温环境条件下，接触金具过热故障更易发生，对输电可靠性产生严重影响。在工程中虽然对于接触金具过热故障问题已经采用了一些“芯片级的温度监测装置”，但是现有的“芯片级的温度监测装置”的使用过程中，存在不能全生命周期有效接触接触金具的问题，从而造成温度监测频率过低，进而造成监测效果差，不能满足监测需求。


技术实现要素：

4.为了解决现有的温度监测装置使用过程中，温度监测频率过低，监测效果差的问题，本发明提出了一种嵌入式温差自取能式温度传感器，包括：呈十字型板状结构的传感器底板、至少一个传感器功能模块；
5.所述至少一个传感器功能模块固定于所述传感器底板的其中一个侧面上；
6.还包括温差获取模块；
7.所述温差获取模块与所述至少一个传感器功能模块固定于所述传感器底板的同一个侧面上；
8.所述传感器功能模块和所述温差获取模块电连接。
9.优选的，所述十字型板状结构的传感器底板包括固定连接的一个呈方形结构的传感器中心底板和四个呈矩形结构的传感器侧方底板；
10.四个所述传感器侧方底板沿所述传感器中心底板的中心等角度均布；
11.所述传感器功能模块安装于所述传感器中心底板上；
12.所述温差获取模块设置为四个，且分别安装于四个所述传感器侧方底板上。
13.优选的，所述传感器功能模块包括电连接的发电单元、无线传输单元和温度传感
器单元。
14.优选的，所述发电单元包括温差发电片。
15.优选的，所述无线传输单元包括透传模块和天线。
16.优选的，所述温度传感器单元包括热敏电阻模数转换器。
17.优选的，还包括井字型结构的传感器侧板；
18.所述传感器侧板与所述传感器底板相适配，且安装于所述传感器底板上；
19.所述传感器功能模块套设于所述传感器侧板的中部位置；
20.四个所述温差获取模块分别嵌设于所述传感器侧板四周相对平行的侧板之间。
21.优选的，所述传感器底板上开设有井字型结构的侧板安装槽；
22.所述侧板安装槽与所述传感器侧板相适配；
23.所述传感器侧板卡接于所述侧板安装槽内。
24.优选的，还包括四个传感器盖板；
25.所述四个传感器盖板、所述传感器侧板四周相对平行的侧板和所述传感器底板分别组成四个所述温差获取模块的嵌设空间；
26.四个所述温差获取模块分别嵌设于四个所述嵌设空间内。
27.优选的，位于所述传感器侧板同侧的两个平行板件的相对侧面上均开设有盖板安装槽；
28.所述盖板安装槽与所述传感器盖板相适配；
29.所述传感器盖板卡接于所述盖板安装槽内。
30.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
31.本发明提供了一种嵌入式温差自取能式温度传感器，包括：呈十字型板状结构的传感器底板、至少一个传感器功能模块；所述至少一个传感器功能模块固定于所述传感器底板的其中一个侧面上；还包括温差获取模块；所述温差获取模块与所述至少一个传感器功能模块固定于所述传感器底板的同一个侧面上；所述传感器功能模块和所述温差获取模块电连接。本发明提供的装置达到简化温度传感器设计，提高温度监测频率，优化监测效果的目的。
附图说明
32.图1为本发明的嵌入式温差自取能式温度传感器的整体结构示意图；
33.图2为本发明的嵌入式温差自取能式温度传感器的爆炸结构示意图；
34.图3为本发明的嵌入式温差自取能式温度传感器与接触金具安装的整体结构示意图；
35.其中，1、传感器底板；2、传感器侧板；3、温差获取模块；4、传感器盖板；5、传感器功能模块；6、侧板安装槽；7、盖板安装槽。
具体实施方式
36.本发明公开了一种嵌入式温差自取能式温度传感器，该装置达到简化温度传感器设计，提高温度监测频率，优化监测效果的目的。
37.实施例
38.一种嵌入式温差自取能式温度传感器，如图1和图2所示，包括：呈十字型板状结构的传感器底板1、至少一个传感器功能模块5。至少一个传感器功能模块5固定于传感器底板1的其中一个侧面上。嵌入式温差自取能式温度传感器还包括温差获取模块3。温差获取模块3与至少一个传感器功能模块5固定于传感器底板1的同一个侧面上，传感器功能模块5和温差获取模块3电连接。
39.十字型板状结构的传感器底板1包括一体设置的一个呈方形结构的传感器中心底板和四个呈矩形结构的传感器侧方底板。四个传感器侧方底板沿传感器中心底板的中心等角度均布，传感器功能模块5安装于传感器中心底板上，温差获取模块3设置为四个，且分别安装于四个传感器侧方底板上。四个传感器侧方底板上均开设有通孔，螺栓穿过通孔与耐张线夹引流板或者设备通流回路接头端子板螺栓间的空隙位置固定连接，如图3所示。为了便于热传导和热对流，传感器底板1由导热性较好的金属材料制作而成。
40.传感器功能单元包括相互电连接的发电单元、无线传输单元和温度传感器单元。
41.发电单元包括温差发电片。发电单元选用碲化铋热电纳米材料组成温差发电板，通过物理散温使温差发电性能达到最佳状态。发电单元为温差自取能发电，是利用两种连接起来的导电体或者半导体的塞效应，将热能转换成电能的一种技术。由两种不同类型的半导体构成的回路组成，当装置的一端处于高温状态另一端置于低温状态下，就会在回路中形成电动势。在应用时多个pn结串联起来，构成一个热电转换模块。温差自取能发电模块采用bite基热电材料和柔性封装工艺，发电器件服役寿命超过10年，温差发电系统转换效率超过7％，单位面积发电功率达1-1.2kw/m2。
42.无线传输单元包括透传模块和天线。透传模块选用cc1310-tc-008型号，用于无线信息的编码、转码处理。透传模块外接天线，用于传输无线传输单元的信号。
43.温度传感器单元包括热敏电阻模数转换器，具体使用max31865热敏电阻模数转换器，用于优化铂电阻温度检测器。具有高达
±
45v的过压保护，提供可配置的铂电阻温度检测器及电缆开路、短路条件检测。15位adc标称温度分辨率为0.03125℃，随铂电阻温度检测器非线性变化；整个工作条件下，总精度保持在0.5℃，为0.05％满量程。
44.嵌入式温差自取能式温度传感器还包括井字型结构的传感器侧板2。传感器侧板2包括固定连接的一个设置于中心位置的传感器方形环板和平行设置的传感器侧方侧板，平行设置的传感器侧方侧板包括四组，分别绕传感器方形环板的中轴线等角度均布。传感器方形环板与传感器中心底板相适配，四组传感器侧方侧板分别与四个传感器侧方底板相适配，且传感器方形环板和传感器侧方侧板均安装于传感器底板1上。传感器功能模块5套设于传感器方形环板内，四个温差获取模块3分别嵌设于四组传感器侧方侧板内。为了便于热传导和热对流，传感器侧板2由导热性较好的金属材料制作而成。
45.传感器底板1的传感器中心底板和传感器侧方底板上均开设有侧板安装槽6，传感器中心底板上的侧板安装槽6与传感器方形环板相适配，传感器侧方底板上的侧板安装槽6与传感器侧方侧板相适配，传感器侧板2卡接于侧板安装槽6内。
46.传感器方形环板的内侧壁上开设有用于安装传感器功能模块5的模块安装槽。传感器功能模块5卡接于模块安装槽内，如图1和图2所示。本实施例选用三个传感器功能模块5和三组模块安装槽，传感器功能模块5的相对两侧分别卡接于一组模块安装槽内。
47.嵌入式温差自取能式温度传感器还包括四个传感器盖板4，四个传感器盖板4、传
感器方形环板、平行设置的传感器侧方侧板和传感器底板1分别组成四个温差获取模块3的嵌设空间，四个温差获取模块3分别嵌设于四个嵌设空间内。四个嵌设空间的开口均位于传感器侧方侧板远离传感器方形环板的一端。为了便于热传导和热对流，传感器盖板4由导热性较好的金属材料制作而成。
48.位于平行设置的传感器侧方侧板的相对侧面上均开设有盖板安装槽7，且盖板安装槽7开设于相对侧面远离传感器底板1一侧。盖板安装槽7与传感器盖板4相适配，传感器盖板4卡接于盖板安装槽7内。
49.其具体实施方法：需要对电网接触金具进行温度监测或对需要更换的温度传感器进行更换时，需要先将嵌入式温差自取能式温度传感器进行组装。
50.首先，将传感器侧板2卡接于侧板安装槽6内，从而使传感器侧板2安装于传感器底板1上；其次，将温差获取模块3安装于传感器侧板2上位于同一侧的传感器侧方侧板之间；然后，将传感器盖板4卡接于盖板安装槽7，使传感器盖板4安装于传感器侧方侧板上，直至传感器盖板4的端部与传感器方形环板抵接，此时，温差获取模块3被夹紧于嵌设空间内；最后，将传感器功能模块5卡接于模块安装槽内，使传感器模块安装于传感器方形环板内。
51.如图3所示，将组装好的嵌入式温差自取能式温度传感器通过螺栓安装于耐张线夹引流板上。
52.本发明将发电模块与温度测量、信号传输等模块相结合，达到简化温度传感器设计，提高温度监测频率，优化监测效果的目的。同时监测的目标即为取能的目标，传感器结构简单，可长期监测各类金具的温度。而且传感器附加质量小，环境适应能力强，经济性好。
53.以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。