一種柔性無源標簽、無源柔性測溫裝置及無線供電組網測溫系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及開關柜測溫裝置領域，尤其涉及一種采用無源取電的柔性無源標簽、安裝在動觸頭上的無源柔性測溫裝置及運用電磁波進行無線供電的自組網測溫系統。
【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，通常的溫度測量方法不能使用。目前，對高壓開關柜的接點進行溫度測量的裝置有兩種，一種采用模擬溫度傳感器，溫度精度不準，抗干擾能力差；另一種雖然是數字溫度傳感器，但采用有線傳輸數據，在高壓柜內使用時受到限制。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。此夕卜，現有的測溫裝置只能完成一個接點處的溫度測量，監測效率不高。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種柔性無源標簽、無源柔性測溫裝置及無線供電組網測溫系統，解決現有高壓開關柜測溫裝置體積大、安裝步驟繁瑣、只能測量單個監測點溫度的問題。
[0005]為解決上述問題，本發明首先提供了一種柔性無源標簽，包括柔性外殼、柔性印刷電路板和溫度傳感器；柔性印刷電路板封裝在柔性外殼內；柔性印刷電路板包括能量收集電路、微處理器、射頻發射電路、傳感器電路和ID存儲器；能量收集電路分別與微處理器、射頻發射電路、傳感器電路和ID存儲器相連，作為微處理器、射頻發射電路、傳感器電路和ID存儲器的供電電源；傳感器電路分別連接溫度傳感器和微處理器，將溫度傳感器的檢測信號進行處理，傳輸至微處理器；ID存儲器與微處理器相連，存儲有柔性無源標簽的ID編碼；射頻發射電路與微處理器相連，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。
[0006]可選的，所述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、柔性電池、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連接感應取電線圈，接收電磁波，將電磁波轉換為電能；無源電磁感應取電電路、震動感應取電電路和柔性電池的輸出端分別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柔性電池的輸出端分別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。
[0007]可選的，所述射頻發射電路包括射頻天線，所述射頻天線為設在柔性印刷電路板上的蛇形走線式天線。
[0008]可選的，所述溫度傳感器設置在柔性外殼內側設置，或者設置在柔性外殼外側，或者在柔性外殼內側和在柔性外殼外側各設置一個溫度傳感器；所述柔性外殼內側和在柔性外殼外側都設置有溫度傳感器時，所述傳感器電路前端設有傳感器信號切換電路，柔性印刷電路板上的溫度傳感器與柔性外殼外側的溫度傳感器分別連接傳感器信號切換電路的輸入端，傳感器信號切換電路的輸出端連接傳感器電路的輸入端。
[0009]可選的，所述柔性電池包括軟性電路板和固態電解質。
[0010]可選的，所述電源狀態檢測電路包括第一電阻、第一二極管和第二二極管，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、儲能電容，所述儲能電容連接電源端，所述低壓檢測芯片的輸入端連接檢測點、輸出端連接第二場效應管柵極，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、源極連接檢測點，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]本發明還提供了一種無源柔性測溫裝置，包括本體和柔性無源標簽，所述本體是柔性條形帶，設有固定位置的鎖緊機構，柔性無源標簽固定在本體上，本體安裝在動觸頭的梅花爪與觸頭的連接處。
[0013]可選的，所述感應取電線圈是錫箔狀柔性金屬合金條，所述感應取電線圈封裝在本體內。
[0014]本發明還提供了一種無線供電組網測溫系統，包括至少一個無線供電器和至少一個無源柔性測溫裝置，所述無線供電器包括無線供電器天線、信息采集模塊；每一個無線供電器與至少一個無源柔性測溫裝置組網，組網的一個無線供電器和至少一個無源柔性測溫裝置之間通過無線供電器天線、射頻天線進行射頻信號的傳輸。
[0015]可選的，所述無源柔性測溫裝置中的無源柔性標簽還包括組網模塊，所述與一個無線供電器組網的無源柔性測溫裝置之間可以進行射頻信號的傳輸通信。
[0016]可選的，所述無線供電器還包括組網模塊，所述無線供電器之間可以進行射頻信號的傳輸通信。
[0017]與現有技術相比，本技術方案具有以下優點:
[0018]1.由于本發明的無源柔性標簽包括柔性外殼、柔性印刷電路板和感應取電線圈，柔性印刷電路板封裝在柔性外殼內，使得本發明的無源柔性標簽體積小、厚度薄，適于安裝在動觸頭的梅花爪和觸頭的連接處，從而解決了現有測溫裝置體積過大，無法安裝在動觸頭上的問題。
[0019]2.由于本發明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、柔性電池，無源電磁感應取電電路連接感應取電線圈，將電磁波轉換為電能，震動感應取電電路、柔性電池為備用電源，使得本發明的無源柔性標簽實現了無源取電和供電電源冗余，供電穩定性好，安裝后維護成本低，從而解決了現有測溫裝置供電穩定性低、維護成本高的問題。
[0020]3.由于本發明的無源柔性測溫裝置的本體是柔性條形帶，柔性無源標簽固定在本體上，使得本發明的無源柔性測溫裝置安裝時將本體沿動觸頭的梅花爪和觸頭的連接處表面繞一圈并將該位置固定，不需要整體線路停電，從而解決了現有測溫裝置安裝操作繁瑣的問題。
[0021]4.由于本發明的無線供電組網測溫系統包括至少一個無線供電器和至少一個無源柔性測溫裝置，每一個無線供電器與至少一個無源柔性測溫裝置組網，使得本發明的無線供電組網測溫系統可監測多點的溫度，從而解決現有測溫裝置只能監測單一關鍵點溫度的問題。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發明實施例的柔性無源標簽的結構示意圖。
[0023]圖2是本發明實施例的柔性印刷電路板的結構框圖。
[0024]圖3是本發明實施例的電源檢測電路的電路原理圖。
[0025]圖4是本發明實施例的電源保護電路的電路原理圖。
[0026]圖5是本發明實施例的無源柔性測溫裝置的結構示意圖。
[0027]圖6是本發明實施例的無源柔性測溫裝置的安裝示意圖。
[0028]圖7是本發明實施例的無線供電的自組網測溫系統的結構示意圖。
[0029]圖8是本發明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】
[0030]下面結合附圖，通過具體實施例，對本發明的技術方案進行清楚、完整的描述。
[0031]本發明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。
[0032]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、