專利名稱：一種電機轉子無線測溫系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及無線測量和通訊技術領域，具體涉及對大中型電機轉子進行溫度檢測 的電機轉子無線測溫系統。
背景技術：
隨著艦船綜合電力技術的發展，電能變換裝置逐漸趨向高功率密度化、小型化、高 效化發展。為了使電能變換裝置達到較高的功率密度，溫升成為一個不可忽視的問題，電機 內部溫度的上升會引起電機故障。為了更全面、精確的掌握電機的溫升情況，保證電機安 全、可靠運行，必須監控電機的溫度。其中，對電機定子溫度的檢測相對簡單，然而對電機轉子溫度的檢測原理雖然與 定子溫度的檢測原理相同，但由于轉子的測溫點是隨轉子一起旋轉的，因此轉子溫度的檢 測存在溫度信號在旋轉狀態下的傳輸問題(轉子高速旋轉時信號傳遞、干擾、引線、離心 力、振動以及檢測裝置的機械強度等)，轉子溫度檢測存在較大困難。目前具備轉子溫度檢測的電機產品并不多，主要分接觸式和非接觸式兩大類，各 有其缺點。傳統的接觸式測量方法利用滑環、碳刷等將溫度傳感器的信號引出(如授權公 告號為CN101345455A)，該方法的主要缺點是增加了制造工藝的復雜程度，并且由于接觸電 阻的存在使測量精度不高，設備可靠性下降。無接觸式測量主要有調頻方式、紅外線方式及 光電方式等。調頻方式由于很難克服電磁干擾，實際中往往無法正常工作；基于紅外線(如 授權公告號為CN101275871)以及光電信號(如授權公告號為CN2924501)等檢測裝置，雖 然解決了抗干擾以及測量精度不高等問題，但是由于其價格等因素，也約束了其應用范圍。因此，有必要提供一種改進的測量電機轉子溫度的系統來克服現有技術的缺陷。
發明內容
本發明的目的是提供一種電機轉子無線溫度測試系統，該系統具有結構簡單、測 量精度高、干擾小、造價低、集成度高等優點，可以廣泛應用于大中型發電機的轉子溫度檢 測。為了實現上述目的，本實用新型提供了一種電機轉子無線測溫系統，包括多個鉬電阻溫度傳感器，埋置在電機的轉子欲測溫的部件中，用于獲取電機轉子 欲測溫的部件處的溫度，并將獲取的溫度轉化為電壓信號；信號處理子模塊，用于將所述溫度電壓信號進行數模轉換，得到模擬溫度電壓信 號；多路開關子模塊，用于將多個溫度信號通過分時復用的方式傳遞給微處理器模 塊；微處理器子模塊，用于通過所述多路開關子模塊接收所述多個模擬溫度電壓信 號，并將所述模擬溫度電壓信號轉化為數字溫度電壓信號；發射子模塊，用于將所述數字溫度電壓信號調制成射頻信號，并將所述射頻信號
3發射到空中；電源子模塊，用于向所述信號處理子模塊、多路開關子模塊、微處理器子模塊、以 及發射子模塊供電；接收子模塊，用于無線接收空中的射頻信號，并將所述射頻信號進行反調制，得到 模擬和數字信號。在本發明的一個實施例中，所述電機轉子無線測溫系統還包括通信子模塊，與所述接收子模塊以及PC機連接，用于將所述接收子模塊接收并調 制后的模擬和數字信號以串口通信的方式傳送到PC機；顯示子模塊，通過PC機與所述通信子模塊連接，用于將PC機接收到的模擬和數字 信號以數值和圖像形式顯示。在本發明的另一實施例中，所述發射子模塊與所述接收子模塊通過基于射頻技術 的無線通訊方式通信。在本發明的再一實施例中，所述接收子模塊、顯示子模塊、通信子模塊為集成化結 構，整體可移動地置于鄰近電機處。在本發明的又一實施例中，所述信號處理子模塊、多路開關子模塊、微處理器子模 塊、電源子模塊和發射子模塊為集成化結構，整體固定于電機的轉軸端部。在本發明的再一實施例中，所述微處理器子模塊、發射子模塊、以及接收子模塊均 為射頻芯片，由于射頻技術對應的波長較大，因此傳輸過程中衍射能力強，傳輸距離較遠。在本發明的又一實施例中，所述信號處理子模塊、多路開關子模塊、微處理器子模 塊、電源子模塊、發射子模塊、接收子模塊、顯示子模塊、通信子模塊均為集成芯片，與同種 功能分立式器件相比，大大減小了全系統的體積。與現有技術相比，本發明電機轉子無線溫度測試系統具有如下優點(1)采用了發射子模塊以及與發射子模塊無線通信的接收子模塊，解決了旋轉體 的溫度信號傳輸問題；(2)僅由多個鉬電阻溫度傳感器、信號處理子模塊、多路開關子模塊、微處理器子 模塊、電源子模塊、發射子模塊、接收子模塊、通信子模塊、以及顯示子模塊組成，結構簡單、 造價低；(3)所述信號處理子模塊、多路開關子模塊、微處理器子模塊、電源子模塊、發射子 模塊可以均為高集成度芯片，能減小電機轉子無線溫度測試系統的體積和重量，有助于解 決高速旋轉時電機轉子無線溫度測試系統的引線不好固定、機械強度要求高、振動大等一 系列問題，溫度信號在旋轉狀態下的傳輸質量好。
圖1是本發明電機轉子無線溫度測試系統的組成框圖。圖2是圖1所示電機轉子無線溫度測試系統在電機轉子上的安裝位置示意圖。
具體實施例方式現在參考附圖描述本發明的實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。結合圖1和圖2，本發明電機轉子無線溫度測試系統包括轉子溫度測量模塊1、轉子溫度無線發射模塊2和轉子溫度無線接收模塊3。轉子溫度測量模塊1包括多個鉬電阻溫度傳感器4。所述多個鉬電阻溫度傳感器 4埋置在電機13的轉子131欲測溫的部件(鐵心或繞組部分)中，獲取電機13的轉子131 欲測溫的部件處的溫度，并將獲取的溫度轉化為電壓信號。如圖2，鉬電阻溫度傳感器4埋 置在轉子131的繞組1310中.轉子溫度無線發射模塊2包括信號處理子模塊5、多路開關子模塊6、微處理器子 模塊7、電源子模塊8、以及發射子模塊9。信號處理子模塊5與所述多個鉬電阻溫度傳感器 4電連接，用于將所述多個鉬電阻溫度傳感器4產生的溫度電壓信號進行數模轉換，得到模 擬溫度電壓信號；多路開關子模塊6采用分時復用的方式將多個模擬溫度電壓信號傳遞給 微處理器子模塊7 ；微處理器子模塊7將模擬溫度電壓信號轉化為數字溫度電壓信號；發射 子模塊9與所述微處理子模塊7電連接，用于將所述微處理子模塊7產生的數字溫度電壓 信號調制(調幅或調頻)成射頻信號，并將所述射頻信號發射到空中；電源子模塊8與所述 信號處理子模塊5、多路開關子模塊6、微處理器子模塊7、以及發射子模塊9連接，用于向所 述信號處理子模塊5、多路開關子模塊6、微處理器子模塊7、以及發射子模塊9供電。轉子溫度無線接收模塊3包括接收子模塊10、通信子模塊11、以及顯示子模塊12。 接收子模塊10與所述發射子模塊9無線連接，用于接收空中的射頻信號，并將所述射頻信 號進行反調制(調幅或調頻)，得到模擬和數字溫度信號。通信子模塊11與所述接收子模 塊10以及PC機連接，用于將所述接收子模塊10接收并調制后的模擬和數字溫度信號以串 口通信的方式傳送到PC機。顯示子模塊12通過PC機與所述通信子模塊11連接，用于將 PC機接收到的模擬和數字溫度信號以數值和圖像的形式顯示出來。其中，信號處理子模塊5、多路開關子模塊6、微處理器子模塊7、電源子模塊8和發 射子模塊9采用集成化設計，整體固定于電機13的轉軸132的端部1320，與鉬電阻溫度傳 感器4保持相對靜止，解決了旋轉體弓I線的問題。接收子模塊10、顯示子模塊11、通信子模塊12采用集成化設計，整體可移動地置 于鄰近電機13處。所述信號處理子模塊5、多路開關子模塊6、微處理器子模塊7、電源子模塊8、發射 子模塊9、接收子模塊10、顯示子模塊11、通信子模塊12均為集成芯片。下面詳細說明本發明電機轉子無線溫度測試系統的內部組成。鉬電阻溫度傳感器4采用三線制或四線制的鉬電阻，鉬電阻具有測量準確度高、 性能穩定、測溫范圍寬、抗干擾能力強、抗振動抗沖擊性能好、防腐蝕、耐氧化且互換性很好 的特點。信號處理子模塊5采用專用集成電路芯片XTR105，能對鉬電阻溫度傳感器4產生 的信號進行數模轉化。多路開關子模塊6采用電子式多路模擬開關，使本系統具有采集多路溫度信號的 能力。微處理器子模塊7、發射子模塊9和接收子模塊10采用基于射頻技術的無線通訊 芯片CC2510(射頻芯片)。顯示子模塊11采用IXD液晶顯示器如IXD12864液晶顯示器，其具有輕薄短小、低 功耗、無輻射、分辨率高、抗干擾性等優點。顯示子模塊11使本系統具有好的人機接口界面，顯示的內容直觀，豐富。通信子模塊12采用USB轉UART芯片，如USB轉UART芯片CP2102，只需要在個人 電腦安裝虛擬串口驅動，而不需要了解USB的相關通信協議，就可以很方便地使用USB接口 進行通信，可以進行遠程管理。本發明電機轉子無線溫度測試系統具有以下優點(1)采用了發射子模塊9以及與發射子模塊9無線連接的接收子模塊10，相互之 間通過基于2. 4GHz射頻技術的無線通訊方式通信，解決了旋轉體的溫度信號傳輸問題；(2)僅由轉子溫度信號模塊1、轉子溫度無線發射模塊2、和轉子溫度無線接收模 塊3三個部分組成，因此結構簡單、造價低；(3)轉子溫度無線發射模塊2大量采用集成芯片，如信號處理子模塊5采用集成電 路芯片XTR105，微處理器子模塊7、發射子模塊9、接收子模塊10采用CC2510無線單片機， 多路開關子模塊6采用⑶4051，通信子模塊11采用USB轉UART芯片CP2102，電源子模塊 8采用電壓轉換芯片LP2985，顯示子模塊12采用IXD12864液晶顯示器，減小了電機轉子無 線溫度測試系統的體積和重量，有助于解決高速旋轉時電機轉子無線溫度測試系統的引線 不好固定、機械強度要求高、振動大等一系列問題，溫度信號在旋轉狀態下的傳輸質量好；(4)微處理器子模塊7、發射子模塊9、接收子模塊10采用低功耗CC2510無線單片 機，顯示子模塊12采用了 IXD12864液晶顯示器，耗電量小，保證了系統工作時間。以上結合最佳實施例對本發明進行了描述，但本發明并不局限于以上揭示的實施 例，而應當涵蓋各種根據本發明的本質進行的修改、等效組合。
權利要求
一種電機轉子無線測溫系統，包括多個鉑電阻溫度傳感器，埋置在電機的轉子欲測溫的部件中，用于獲取電機轉子欲測溫的部件處的溫度，并將獲取的溫度轉化為電壓信號；信號處理子模塊，用于將所述溫度電壓信號進行數模轉換，得到模擬溫度電壓信號；多路開關子模塊；微處理器子模塊，用于通過所述多路開關子模塊接收所述多個模擬溫度電壓信號，并將所述模擬溫度電壓信號轉化為數字溫度電壓信號；發射子模塊，用于將所述數字溫度電壓信號調制成射頻信號，并將所述射頻信號發射到空中；電源子模塊，用于向所述信號處理子模塊、多路開關子模塊、微處理器子模塊、以及發射子模塊供電；接收子模塊，用于無線接收空中的射頻信號，并將所述射頻信號進行反調制，得到模擬和數字信號.
2.根據權利要求1所述的電機轉子無線測溫系統，其特征在于，還包括通信子模塊，與所述接收子模塊以及PC機連接，用于將所述接收子模塊接收并調制后 的模擬和數字信號以串口通信的方式傳送到PC機；以及顯示子模塊，通過PC機與所述通信子模塊連接，用于將PC機接收到的模擬和數字信號 以數值和圖像形式顯示。
3.根據權利要求1所述的電機轉子無線測溫系統，其特征在于，所述發射子模塊與所 述接收子模塊通過基于射頻技術的無線通訊方式通信。
4.根據權利要求1所述的電機轉子無線測溫系統，其特征在于，所述接收子模塊、顯示 子模塊、通信子模塊為集成化結構，整體可移動地置于鄰近電機處。
5.根據權利要求1所述的電機轉子無線測溫系統，其特征在于，所述信號處理子模塊、 多路開關子模塊、微處理器子模塊、電源子模塊和發射子模塊為集成化結構，整體固定于電 機的轉軸端部。
6.根據權利要求1所述的電機轉子無線測溫系統，其特征在于，所述微處理器子模塊、 發射子模塊、以及接收子模塊均為射頻芯片。
7.根據權利要求1所述的電機轉子無線測溫系統，其特征在于，所述信號處理子模塊、 多路開關子模塊、微處理器子模塊、電源子模塊、發射子模塊、接收子模塊、顯示子模塊、通 信子模塊均為集成芯片。
全文摘要
本發明公開一種電機轉子無線測溫系統，包括多個鉑電阻溫度傳感器、信號處理子模塊、多路開關子模塊、微處理器子模塊、發射子模塊、電源子模塊、接收子模塊、通信子模塊和顯示子模塊。鉑電阻溫度傳感器埋置于電機轉子欲測溫的部件，以獲取轉子欲測溫的部件的溫度，并將獲取的溫度轉化為電壓信號，電壓信號依次通過信號處理子模塊、多路開關子模塊、微處理器子模塊處理為數字溫度電壓信號后，發射子模塊將數字溫度電壓信號調制成射頻信號發射到空中，接收子模塊無線接收空中的射頻信號，將射頻信號進行反調制，得到模擬和數字溫度信號。本發明結構簡單、測量精度高、干擾小、造價低、集成度高等優點，可廣泛應用于大中型發電機的轉子溫度檢測。
文檔編號G08C17/02GK101936785SQ20101026658
公開日2011年1月5日 申請日期2010年8月30日 優先權日2010年8月30日
發明者劉繼祖, 晏明, 歐陽斌, 王東, 郭云珺, 陳俊全 申請人:中國人民解放軍海軍工程大學