一种二维区域温度检测装置

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一种二维区域温度检测装置\n技术领域\n[0001] 本实用新型属于低压电器技术领域，具体涉及一种二维区域温度检测装置。\n背景技术\n[0002] 随着我国电力行业的高速发展，尤其是智能电网概念的提出，电力系统自动化程度日益提高，对于电力设备的可靠性要求也越来越高，电力运行中的大量参数都需要进行监控。温度作为反映电力系统运行状态的一个重要参数，对它的检测也越来越重要。通过检测电力设备温度信息获取电力设备的运行状况是进行电力系统故障预报与诊断的重要手段。其中，对中高压开关柜内的动静触头、母线、电缆等接头部位的温度检测尤其具有重要的意义，这些部位常因老化或负载电流过大而发热，使相邻的绝缘部件性能劣化，甚至击穿而造成事故。据统计，电力系统发生事故原因中有相当一部分与发热问题有关，因此电力设备温度检测问题已成为电力系统中电气设备安全运行所需解决的实际问题。\n[0003] 传统的温度检测是在温度测量点安装温度传感器，通过有线的方式把温度信息传送出去。随着无线技术的发展，各种无线测温的产品相继出现，该技术是利用安装在温度检测点的无线温度传感器，通过无线发射的方式把温度信号发送给接收装置。上述的这些电力系统中的温度测量技术，不管是有线的还是无线的，都需要在温度测量点安装温度传感器来实现温度检测，而对于无法安装温度传感器的地方，则无法进行温度测量。后来市场上又出现了可通过红外技术来实现对温度测量的产品，红外测温的好处是可以不直接接触测温点，在一定距离以外就可以测得物体的温度。但传统的红外测温一般也只能测量某一点的温度，无法对某一区域的温度进行测量。鉴此，依然有必要加以改进，为此本申请人作了进一步的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。\n发明内容\n[0004] 本实用新型的任务在于提供一种利用红外技术实现对二维区域一定范围内的温度检测的装置。\n[0005] 本实用新型的任务是这样来完成的，一种二维区域温度检测装置，其特征在于：包括检测二维区域温度的红外传感单元、控制所述红外传感单元进行温度测量并接收、处理由所述红外传感单元检测到的温度信号的微控制器单元、根据微控制器单元的指令进行监视与操控的监控单元和为其他各单元提供电源的电源单元，所述微控制器单元连接红外传感单元和监控单元，所述红外传感单元为一热电型红外线阵列传感器。\n[0006] 在本实用新型的一个具体的实施例中，所述监控单元由操作单元与显示单元构成，所述的操作单元与显示单元分别与微控制器单元连接。\n[0007] 在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述监控单元由通信单元构成，所述的通信单元与微控制器单元连接。\n[0008] 在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述监控单元由通信单元、操作单元和显示单元构成，所述的通信单元、操作单元和显示单元分别与微控制器单元连接。\n[0009] 在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述操作单元与显示单元可采用键盘和显示模块的组合或采用触摸屏。\n[0010] 本实用新型由于采用上述技术方案，可实现对一定距离以外的电力系统中电气元件的温度测量，还可实现对一个二维区域内多个目标的温度测量，从而可以减少该区域内温度传感器的使用数量；同时可自定义二维区域内的若干温度监测点，进行独立的温度监视；还可实时显示一个二维区域内的温度变化情况，直观方便，实现了多用途温度检测。\n附图说明\n[0011] 图1为本实用新型的原理框图。\n[0012] 图2为本实用新型一实施例的原理框图。\n[0013] 图3为本实用新型另一实施例的原理框图。\n[0014] 图4为本实用新型再一实施例的原理框图。\n[0015] 图5为本实用新型的红外传感单元的电原理图。\n[0016] 图6为本实用新型的微控制器单元的电原理图。\n[0017] 图7为本实用新型的操作单元的电原理图。\n[0018] 图8为本实用新型的通信单元的电原理图。\n具体实施方式\n[0019] 为了使公众能充分了解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人将在下面结合附图对本实用新型的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本实用新型构思作形式而非实质的变化都应当视为本实用新型的保护范围。\n[0020] 请参阅图1，一种二维区域温度检测装置，包括红外传感单元、微控制器单元、监控单元和电源单元。所述的红外传感单元为一热电型红外线阵列传感器，检测二维区域的温度。所述的微控制器单元控制所述红外传感单元进行温度测量并接收、处理由所述红外传感单元检测到的温度信号，同时控制监控单元进行监视与操控。所述的电源单元为其它各单元提供电源。在本实用新型的一实施例中，所述的监控单元由操作单元与显示单元构成，请参阅图2，所述的操作单元与显示单元分别与微控制器单元连接。在本实用新型的另一实施例中，所述的监控单元可以是通信单元，所述的通信单元与微控制器单元连接，如图3所示。请参阅图4，在本实用新型的再一实施例中，所述的监控单元还可以由通信单元、操作单元和显示单元构成，所述的通信单元、操作单元和显示单元分别与微控制器单元连接。\n[0021] 请参阅图5，所述的红外传感单元包括红外线阵列传感器N1、电阻R1～R4和电容C1、C2，在本实用新型中，所述的红外线阵列传感器N1为热电型红外线阵列传感器，具体为AMG88系列红外阵列传感器。电阻R1的一端接微处理器单元中的微控制器N2的1脚和红外线阵列传感器N1的2脚，电阻R2的一端接微处理器单元中的微控制器N2的44脚和红外线阵列传感器N1的3脚，电阻R3的一端接微处理器单元中的微控制器N2的42脚和红外线阵列传感器N1的4脚，电阻R4的一端接电容C2的一端，电容C2的另一端接红外线阵列传感器N1的10脚，红外线阵列传感器N1的12脚接电容C1的一端，电阻R1的另一端、电阻R2的另一端、电阻R3的另一端和红外线阵列传感器N1的9、13脚共同接直流电源VCC，电阻R4的另一端、电容C1的另一端和红外线阵列传感器N1的6、7脚共同接地。所述的红外线阵列传感器N1把一个区域划分为若干区间（像素）的阵列，通过检测阵列内各区间（像素）上的红外线量来实现二维区域的温度检测。所述红外线阵列传感器N1可通过I²C总线接口直接输出表示二维区域温度的数字信号发送给微处理器单元。\n[0022] 请参阅图6，所述的微控制器单元包括微控制器N2、串转并移位寄存器N3、晶体管V1、电阻R5～R11、电容C3和连接器X1、X2，在本实用新型中，所述的微控制器N2采用dspIC30F，所述的串转并移位寄存器N3采用MC74HC164。所述电阻R5的一端连接电容C3的一端、连接器X1的1脚和微控制器N2的18脚，微控制器N2的19脚接电阻R9的一端和连接器X2的4脚，微控制器N2的20脚接电阻R10的一端和连接器X2的5脚，微控制器N2的21脚接电阻R11的一端和连接器X2的6脚，连接器X2的7、8脚分别接微控制器N2的\n22、23脚，连接器X2的9、10、11、12、13、14、15、16脚分别接串转并移位寄存器N3的3、4、5、\n6、10、11、12、13脚，连接器X2的20脚接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接晶体管V1的集电极，晶体管V1的基极接电阻R7的一端和电阻R8的一端，电阻R7的另一端接微控制器N2的32脚，微控制器N2的24脚接串转并移位寄存器N3的8脚，微控制器N2的27脚接串转并移位寄存器N3的1、2脚，微控制器N2的7、28、40脚、电阻R5的另一端、连接器X1的2脚、电阻R9的另一端、电阻R10的另一端、电阻R11的另一端、串转并移位寄存器N3的9、14脚、电阻R8的另一端、晶体管V1的发射极和连接器X2的2脚共同接直流电源VCC，微控制器N2的6、29、39脚、电容C3的另一端、连接器X1的3脚、串转并移位寄存器N3的7脚和连接器X2的1、19脚共同接地。所述微控制器单元中的微控制器N2通过I²C总线接口引脚SCL、SDA以及引脚INT与红外传感单元连接，控制红外线阵列传感器N1进行温度测量，并根据用户设置情况实时接收、处理由红外线阵列传感器N1输出的温度信号，以实现区域内一个或多个目标的温度检测；另外，微控制器N2还对监控单元的操作进行响应。在所述监控单元由操作单元和显示单元组成的情况下，微控制器N2通过引脚K1、K2、K3、K4与操作单元连接，实现对本设计的操作；同时还负责显示单元的显示控制，以实现整个区域内温度变化的实时显示；微控制器N2还可存储相关温度信息。图中的连接器X1为编程口，连接器X2用于连接监控单元的显示单元，例如LCD显示模块等。串转并移位寄存器N3为8位串转并移位寄存器，其作用是把串行的显示数据转化为8位的并行数据提供给监控单元的显示单元。晶体管V1用于控制显示单元的背光。另外，微控制器单元还可通过微控制器N2的引脚TXD、RXD、DE与监控单元的通信单元连接，通过通信单元把采集到的温度信号汇集到上位监控主机上，方便监控主机对电力系统中各电力参数进行综合分析。\n[0023] 本实用新型所述的操作单元如图7所示，由按键S1～S4组成，按键S1～S4的一端分别接微控制器单元中的微控制器N2的15、14、11、10脚，按键S1～S4的另一端共同接地。所述的操作单元与显示单元结合构成一实施例的监控单元，也可与通信单元和显示单元结合构成再一实施例的监控单元。操作单元与显示单元可采用键盘和显示模块的组合或采用触摸屏。用户可通过操作单元自定义二维区域内的若干温度监测点，然后在显示单元上对这些点进行独立的温度监视，也可以把本设计配置为实时显示整个二维区域内温度变化情况的模式。\n[0024] 本实用新型所述的通信单元如图8所示，包括收发器N4、电阻R12～R18和连接器X3，在本实用新型中，所述的收发器N4采用带隔离的RS-485，可进行485通信，连接器X3用于与外部通信单元相连接。电阻R12的一端接收发器N4的6脚和微控制器单元中的微控制器N2的2脚，电阻R13的一端接收发器N4的3脚和微控制器单元中的微控制器N2的3脚，电阻R14的一端接收发器N4的4、5脚和微控制器单元中的微控制器N2的4脚，收发器N4的12脚接电阻R16的一端和电阻R17的一端，电阻R17的另一端接连接器X3的2脚，收发器N4的13脚接电阻R15的一端和电阻R18的一端，电阻R18的另一端接连接器X3的\n1脚，电阻R12的另一端、电阻R13的另一端、电阻R14的另一端和收发器N4的1、7脚共同接直流电源VCC，收发器N4的16脚和电阻R16的另一端共同接直流电源Vdd，收发器N4的\n2、8、9、15脚和电阻R15的另一端共同接地。通信单元也可采用USB、以太网甚至无线等通信方式，把采集到的温度信号汇集到上位监控主机上，方便监控主机对电力系统中各电力参数进行综合分析。