同时测量线路负荷电流和温度的无线传感装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种传感器，尤其涉及一种可以同时测量线路负荷电流和温度的无线传感装置，包括有温度传感器(6)与电流传感器（7）分别连接在单片机（5）上，单片机（5）连接数据处理器（3），数据处理器（3）与无线通讯模块（4）相连，以及分别为上述所有元件供电的供电电源模块（2）。本实用新型具有体积小，功耗低，可同时监测电力传输线路的负荷电流及设备运行温度的特点。适用于电力及相关大负荷用电领域的负荷电流与温度的测量。
【专利说明】同时测量线路负荷电流和温度的无线传感装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种传感装置，尤其涉及一种可以同时测量线路负荷电流和温度的无线传感装置。
【背景技术】
[0002]传感器作为信息采集系统的前端单元，作用越来越重要，作为在线监测系统中的一个结构组成，传感器的重要性变得越来越明显。
[0003]在实际监控环境中，只有值班及调度人员知道整条线路的实际电流，各个节点的实际电流无法体现出来。在电力系统运行中，线路的负荷随时都在变化，
[0004]一日之内有高峰低谷，一年内有季节的差别，每年都有变化，逐年发展，电力系统事故时线路的负荷更是千变万化。不论什么原因引起线路电流增加后，导线的温度都要上升。特别是线路电流增加的初期，线路温度在向周围空气传递过程中还没有到达平衡状态前，线路温度的升高将达到最大值。
[0005]在电力系统运行环境中，在小范围内不可能安装多个单参量的传感器，同时单参量传感器已经不能完全满足在线监测及管理的应用。
【发明内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述技术中的不足，提供一种同时测量线路温度、负荷电流两个变量的电力传输线路无线传感装置，其布设方便、智能化程度高、成本低、功耗小、工作性能可靠，能保证系统用电负荷管理及设备运行温度监测的需要。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:
[0008]同时测量线路负荷电流和温度的无线传感装置，包括有温度传感器与电流传感器分别连接在单片机上，单片机连接数据处理器，数据处理器与UHF收发器相连，以及分别为上述所有元件供电的供电单元。
[0009]所述电流传感器采用硅钢片叠加制作，外部绕制多匝绝缘导线，形成一个未封闭电流传感器。
[0010]所述单片机采用ATMEL89C51单片机。
[0011]所述供电单元采用LM317电源集成电路。
[0012]所述UHF收发器(6)为CCl 100，工作频率在400MHz?464MHz可调。
[0013]所述温度传感器(4)采用PT100接触测温传感器。
[0014]优点及有益效果:本实用新型具有体积小，功耗低，可同时监测电力传输线路的负荷电流及设备运行温度的特点。同时可提供温度越限及温度突变报警，还有电流突变报警及越限报警，适用于电力及相关大负荷用电领域的负荷电流与温度的测量。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的电路结构原理框图；[0016]图中:
[0017]1-供电单元；2-单片机；3-数据处理器；
[0018]4-温度传感器；5-电流传感器；6-UHF收发器。
【具体实施方式】
[0019]实施例1
[0020]如图1所示，本实用新型包括温度传感器4和电流传感器5的输出、输入端分别与单片机2的输入、输出端相连，单片机2的输出端连接数据处理器3输入端，数据处理器3的输出、输入端分别连接UHF收发器6的输入、输出端，以及分别为温度传感器4、电流传感器5、单片机2、数据处理器3和UHF收发器6提供能量的供电单元I。
[0021]基本构成:
[0022]本设计采用ATMEL89C51单片机+CC1100无线数传芯片构成
[0023]通讯机构:
[0024]ATMEL89C51单片机内置4Kflash，低电压、高性能CMOS 8位微处理器，其中内置的flash可以反复擦除1000次以上。内部RAMl28字节，足够本应用使用。
[0025]该器件采 用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。32可编程I/O线，两个16位定时器/计数器，5个中断源(包含定时器中断和IO中断)，可编程串行通道(应用于产品调试)，还有低功耗的闲置和掉电模式。
[0026]CCllOO是一种低成本真正单片的UHF收发器，为低功耗无线应用而设计。电路主要设定为在315、433、868和915MHz的ISM (工业，科学和医学)频率波段，也可以容易地设置为 300-348 MHz,400-464 MHz 和 800-928 MHz 的其他频率，本应用采用 433MHZ。CC1100为数据包处理、数据缓冲、突发数据传输、清晰信道评估、连接质量指示和电磁波激发提供广泛的硬件支持。CCllOO的主要操作参数和64位传输/接收FIFO (先进先出堆栈)可通过SPI接口控制。
[0027]单片机采用Pl双向IO 口虚拟SPI通讯口，和CCllOO的SPI接口连接，通讯速度以单片机方晶体频率为准，由于双方电平有较大差距(单片机5V，CCllOO 3V)，所以其间采用74LVC4245双电源双向隔离芯片进行电平自动转换。
[0028]电源部分:
[0029]本设计使用LM317作为工作电源模块，其宽电压输入，高效率电源输出对于本设计应用有较大帮助，同时由于LM317是属于线性调节模块，基本不会产生电源纹波，对于后级信号输入端的杂波抑制效果很好，电源电压调节为5V和3V。
[0030]测量功能:
[0031]本产品包含温度测量、电流测量两方面:
[0032]温度测量:采用PT100接触测温传感器，其原理为钼电阻随温度变化，电阻值产生规律性变化，电路提供2.5V电源基准，通过钼电阻和基准电阻分压比，采样到温度变化，但其变化值很小，必须经过差分放大电路进行一定比例放大才可以输出到后级电路，所以这里使用LM324运算放大器，单电源5V供电，内部有4级运放，设计中使用其中2个构成二级运放单元分别放大2倍和3倍，最终将毫伏级信号放大为伏级信号。
[0033]电流测量:采用硅钢片叠加制作，外部绕制多匝绝缘导线，形成一个未封闭电流传感器，当外部交流电流产生变化时，传感器输出电流也发生变化，根据其输出电流的变化，通过基准电阻转化为电压的变化。同样由于其电压变化很小，需要采用LM324剩余的2个运放进行二级放大，分别放大3倍和5倍，将采集到的电压信号调整为后端AD采样模块可以接受的0-3V信号。
[0034]AD采样芯片，采用AD0809，AD0809是8位逐次逼近型A/D转换器。转换精度和转换速度都在本应用中比较实用。
[0035]在实际应用中，单片机5根据程序定时接收温度传感器6及电流传感器7的采样数据，同时根据程序预先设定的越限报警数值及突变增量报警数值，提供报警信息，单片机模块5将数据传给数据处理器3，经过无线通讯模块4发送给上一级的无线接收设备。
[0036]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施案例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对上述实施案例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.同时测量线路负荷电流和温度的无线传感装置，其特征在于:包括有温度传感器(4)与电流传感器(5)分别连接在单片机(2)上，单片机(2)连接数据处理器(3)，数据处理器(3)与UHF收发器(6)相连，以及分别为上述所有元件供电的供电单元(I)。
2.根据权利要求1所述同时测量线路负荷电流和温度的无线传感装置，其特征在于所述电流传感器(5)采用硅钢片叠加制作，外部绕制多匝绝缘导线，形成一个未封闭电流传感器。
3.根据权利要求1所述同时测量线路负荷电流和温度的无线传感装置，其特征在于所述单片机(2)采用ATMEL89C51单片机。
4.根据权利要求1所述同时测量线路负荷电流和温度的无线传感装置，其特征在于所述供电单元(I)采用LM317电源集成电路。
5.根据权利要求1所述同时测量线路负荷电流和温度的无线传感装置，其特征在于所述UHF收发器(6)为CCl 100，工作频率在400MHz?464MHz可调。
6.根据权利要求1所述同时测量线路负荷电流和温度的无线传感装置，其特征在于所述温度传感器(4)采用PT100接触测温传感器。
【文档编号】G01K7/18GK203551639SQ201320674091
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日
【发明者】姜万超, 张劲松, 邹明贺, 白晗, 梁楠, 李悦悦 申请人:国家电网公司, 国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司