一種無源測溫裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及開關柜測溫裝置，尤其涉及一種采用無源取電的無源測溫裝置。
【背景技術】
[0002]高壓開關柜是發電廠、變電站的重要電氣設備。目前，高壓開關柜一般都采用插頭式連接，在長期運行過程中，很容易因為接點或母線排連接處等部位長期過載、接頭松動及觸頭老化導致接觸電阻變大而發熱，致使接點或母線排連接處溫度升高，進而導致其接觸電阻進一步變大，形成惡性循環，最終引發開關柜故障。近年來，電廠、變電站已發生多起因開關柜過熱造成的火災和大面積的停電等嚴重事故，實時監測開關柜溫度、確認開關柜溫度在允許的范圍內，是杜絕此類事故發生的關鍵。
[0003]但是高壓開關柜內的接點運行溫度很難檢測，這主要是因為柜內有高壓、空間狹小又多為封閉，現有的測溫裝置體積過大，無法安裝在動觸頭上，一般固定在對測溫裝置的體積限制較小的靜觸頭盒上。但是，在安裝操作時需要對開關柜所連接母線排相關的全部輸電線路停電，對正常生產造成大面積影響，尤其是對于個別繁忙線路，由于無法停電甚至導致測溫探頭安裝無法順利實施。
[0004]現有技術中，為了減小開關柜測溫裝置的體積，測溫裝置的電源一般采用單一電源供電。但是，在沒有大電流情況下，供電電源輸出不能達到測溫裝置的工作電源要求，裝置無法工作，車間生產調試極其不方便，在工程現場使用時候也不夠穩定。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種無源測溫裝置，解決現有高壓開關柜測溫裝置采用單一電源供電的問題。
[0006]為解決上述問題，本實用新型提供了一種無源測溫裝置，包括能量收集電路、微處理器、射頻發射電路和傳感器電路；能量收集電路分別與微處理器、射頻發射電路和傳感器電路相連，為上述電路輸出供電電源，微處理器連接射頻發射電路和傳感器電路，傳感器電路連接溫度傳感器，射頻發射電路通過射頻天線發射、接收射頻信號；能量收集電路包括無源電磁感應取電電路、震動感應取電電路和電池，所述能量收集電路以無源電磁感應取電電路為主電源，震動感應取電電路為次電源，電池為備用電源。
[0007]可選的，所述無源電磁感應取電電路連接感應取電線圈接收電磁波，并將電磁波轉換為電能。
[0008]可選的，所述能量收集電路包括電源切換電路、電源保護電路和電源狀態檢測電路；無源電磁感應取電電路、震動感應取電電路和電池的輸出端連接電源切換電路的輸入端，電源切換電路的輸出端連接電源保護電路的輸入端，電源保護電路的輸出端連接微處理器、傳感器電路和射頻發射電路的電源端，無源電磁感應取電電路、震動感應取電電路和電池的輸出端連接電源狀態檢測電路的輸入端，電源狀態檢測電路的輸出端連接微處理器。
[0009]可選的，所述電源切換電路連接微處理器，在微處理器的控制下切換供電電源。
[0010]可選的，所述電源狀態檢測電路包括第一電阻、第一二極管、第二二極管和第一場效應管，電阻一端連接微處理器、傳感器電路和射頻發射電路的電源端，另一端分別連接第一二極管陽極和第二二極管陽極，第一二極管陰極連接微處理器的10 口，第二二極管陰極連接第一場效應管的源極，第一場效應管的漏極接地、柵極連接無源電磁感應取電電路、震動感應取電電路和電池的輸出。
[0011]可選的，所述電源保護電路包括帶看門狗功能的低壓檢測芯片，低壓檢測芯片的輸入端連接電源切換電路的輸出端、輸出端連接第二場效應管的柵極，第二場效應管的源極經第二電阻接地、漏極經連接第三場效應管的柵極，第三場效應管的漏極連接電源端、源極連接電源切換電路的輸出端，低壓檢測芯片的輸出還經第三電阻連接微處理器的復位引腳。
[0012]可選的，所述電源保護電路包括儲能電容，所述儲能電容連接電源端。
[0013]與現有技術相比，本技術方案具有以下優點:
[0014]1.本實用新型的能量收集電路包括無源電磁感應取電電路、震動感應取電電路和電池，所述能量收集電路以無源電磁感應取電電路為主電源，震動感應取電電路為次電源，電池為備用電源，使得本實用新型具有電源冗余備份，從而結局了現有開關柜測溫裝置的電源供電不足、供電穩定性不高的問題。
[0015]2.本實用新型的電源保護電路包括兩個儲能電容，兩個儲能電容并聯后連接電源端，使得本實用新型的電源停止供電后，儲能電容還能繼續供電，維持微處理器工作一段時間，從而進一步提尚了系統的穩定性。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型實施例的柔性無源標簽的結構示意圖。
[0017]圖2是本實用新型實施例的柔性印刷電路板的結構框圖。
[0018]圖3是本實用新型實施例的電源檢測電路的電路原理圖。
[0019]圖4是本實用新型實施例的電源保護電路的電路原理圖。
[0020]圖5是本實用新型實施例的無源柔性測溫裝置的結構示意圖。
[0021]圖6是本實用新型實施例的無源柔性測溫裝置的安裝示意圖。
[0022]圖7是本實用新型實施例的無線供電的自組網測溫系統的結構示意圖。
[0023]圖8是本實用新型實施例的無線供電的自組網測溫系統的另一結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖，通過具體實施例，對本實用新型的技術方案進行清楚、完整的描述。
[0025]本實用新型公開了一種無源柔性測溫裝置，包括柔性無源標簽100和本體200。柔性無源標簽100包括柔性外殼7、柔性印刷電路板和感應取電線圈24。柔性外殼7為硅膠外殼，柔性印刷電路板封裝在柔性外殼7內，使得柔性印刷電路板不受外界干擾。
[0026]請參考圖1，在本實施例中，柔性印刷電路板包括能量收集電路1、微處理器2、射頻發射電路3、傳感器電路4、溫度傳感器5和ID存儲器6。能量收集電路1分別與微處理器2、射頻發射電路3、傳感器電路4和ID存儲器6相連，并作為微處理器2、射頻發射電路3、傳感器電路4和ID存儲器6的供電電源；傳感器電路4分別連接溫度傳感器5和微處理器2，將溫度傳感器5的檢測信號進行處理，傳輸至微處理器2 ;ID存儲器6與微處理器2相連，將存儲的柔性無源標簽100的ID編碼傳輸至微處理器2 ;射頻發射電路3與微處理器2相連，接收或發射射頻信號，當微處理器獲得ID編碼和溫度檢測信號后，通過射頻發射電路發射射頻信號。
[0027]請參考圖2，在本實施例中，能量收集電路1包括無源電磁感應取電電路8、震動感應取電電路9、柔性電池10、電源切換電路11、電源保護電路12和電源狀態檢測電路13。無源電磁感應取電電路8、震動感應取電電路9、柔性電池10為三個相互獨立的電源，即通過設置多個供電電源，增加了供電電源冗余備份。無源電磁感應取電電路8通過感應取電線圈24接收電磁波，并將電磁波轉換為電能；震動感應取電電路9將電路所處環境中震動能量轉換為電能；柔性電池包括軟性電路板和固態電解質，供電電壓穩定，體積小，可拉伸裁剪。
[0028]無源電磁感應取電電路8、震動感應取電電路9和柔性電池10的輸出端分別連接電源切換電路11的輸入端，電源切換電路11的輸出端連接電源保護電路12的輸入端，電源保護電路12的輸出端連接微處理器2、射頻發射電路3、傳感器電路4和ID存儲器6的電源端；無源電磁感應取電電路8、震動感應取電電路9和柔性電池10的輸出端同時連接電源狀態檢測電路13的輸入端，電源狀態檢測電路13對無源電磁感應取電電路8、震動感應取電電路9和柔性電池10進行檢測并將檢測信號輸出至微處理器2 ;微處理器2連接電源切換電路11，通過電源切換電路11選擇滿足供電要求的其中一個的作為實際的供電電源，提高裝置的供電穩定性，方便車間生產調試。
[0029]通常，無源電磁感應取電電路8為主電源，震動感應取電電路9為次電源，柔性電池10為備用電源，當無源電磁感應取電電路8、震動感應取電電路9和柔性電池10的輸出均滿足供電要求時，優先將無源電磁感應取電電路8的輸出作為供電電源，其次優先用震動感應取電電路9的輸出作為供電電源，只有當無源電磁感應取電電路8和震動感應取電電路9的輸出都不滿足要求時，才將柔性電池10作為供電電源。
[0030]請參考圖3，在本實施例中，電源狀態檢測電路13包括電阻R10、二極管D9和二極管D10和場效應管Q6。電阻R10 —端連接微處理器2、傳感器電路3和射頻發射電路1的電源端Vcc，另一端分別連接二極管D9陽極和二極管D10陽極；二極管D9陰極VE連接微處理器的10管腳；二極管D10陰極連接場效應管Q6的源極，場效應管Q6的漏極接地、柵極連接無源電磁感應取電電路10、震動感應取電電路11和柔性電池12的輸出端。無源電磁感應取電電路8、震動感應取電電路9和柔性電池10的正常輸出為6.2V。微處理器利用采集到的二極管D9陰極VE處的值判斷當前電源的供給狀況，若二極管D9陰極VE的電壓由高變低，則供電電源由無源電磁感應取電電路8供電模式向震動感應取電電路9或柔性電池10轉換。
[0031]請參考圖4，在本實施例中，電源保護電路12包括兩個儲能電容C6、C8，兩個儲能電容C6、C8與電源端Vcc并聯，電源端Vcc掉電后儲能電容C6、C8為微處理器2提供存儲數據的存儲電源，提高系統穩定性。由于微處理器2寫入雙備份8個字節的時間大約為50ms，寫入時的電流約為2mA，微處理器2的電壓為5V時，微處理器2的運行電流約為8mA。假設儲能電容從5V放電到3.8V，通過計算可以得知0.05sX0.01A/(5V_3.8V) = 417uF，故在系統的電源端Vcc上并聯1個電容值為470uF的儲能電容即可完全滿足主電源掉電后的存儲電源供給。給電源端Vcc并聯兩個電容值為470uF的電容，加大儲能電容的總容值，提高存儲容量，保證完全滿足主電源掉電后的存儲電源供給。
[0032]電源保護電路12包括有帶看門狗功能的低壓檢測芯片U2，低壓檢測芯片U2的輸入端連接電源切換電路的輸出端V，低壓檢測芯片U2的輸出端連接場效應管Q4的柵極，同時經電阻R9連接微處理器2的RST復位引腳；場效應管Q4的源極經電阻R8接地、漏極連接場效應管Q2的柵極；場效應管Q2的漏極連接電源端Vcc、源極連接電源切換電路的輸出端V。當電源切換電路的輸出端V處電壓大于低壓檢測芯片U2的閾值時，低壓檢測芯片U2輸出為高，場效應管Q2開關斷開，電源端Vcc正常供電；當電源切換電路的輸出端V處電壓小于低壓檢測芯片U2的閾值時，場效應管Q2開關閉合，供電電源被拉低并停止供電，微處理器2的RST復位引腳接收到復位信號，微處理器2進