[發明專利]無線溫度傳感器

有效

• 申請號: 201210122418.0
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN102680125A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 黨臻;吳孝兵;滕明茂;涂衍軍
• 申請（專利權）人: 杭州休普電子技術有限公司
• 主分類號: G01K7/00
• 分類號: G01K7/00;G08C17/02
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及一種傳感設備，尤其是涉及一種具有自發電功能的無線溫度傳感器。

背景技術

針對目前無線測溫技術，大部分的測溫產品的電源均采用電池或CT取電模式。電池的使用存在一個使用壽命的問題，使用一段時間以后電池耗盡就需要更換電池，而且電池的漏液和爆炸都會造成安全隱患。而CT取電存在體積大、安裝不便的問題，并且在超強磁場中會產生振動和發熱，對電力設備產生嚴重的危害。

中華人民共和國國家知識產權局于2008年11月05日公開了授權公告號為CN201145943Y的專利文獻，名稱是溫差無線紅外溫度傳感器，其設有半導體溫差發電裝置、保護熱電阻、紅外發射管和散熱裝置。半導體溫差發電裝置由半導體溫差模塊加熱端導熱底殼和熱端散熱銅板組成，在散熱銅板上設有散熱器，相互之間由聚四氟乙烯絕緣緊固為一體。散熱器頂部設有電光轉換紅外發射管。熱保護電阻設置在散熱器內部，與半導體溫差模塊和紅外發射管相連接。此方案通過半導體溫差發電裝置供電，但是供電方式較為單一，在溫差不大的環境下難以實現自我供電的目的，適用范圍有一定的限制。

發明內容

本發明主要是解決現有技術所存在的使用壽命有限、難以在小溫差環境工作等技術問題，提供一種具有較長使用壽命，體積小、可以在小溫差環境下工作、具有良好適用性的無線溫度傳感器。

本發明針對上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種無線溫度傳感器，包括溫度采集模塊、微處理器模塊、無線通信模塊和為整個傳感器供電的供電模塊，所述溫度采集模塊與所述微處理器模塊電連接，所述供電模塊包括壓電陶瓷振動發電片、整流電路和升壓模塊，所述壓電陶瓷振動發電片的一端連接整流電路的輸入端，另一端連接升壓模塊的負極輸入端，所述整流電路的輸出端連接升壓模塊的正極輸入端，所述升壓模塊的正極輸出端和負極輸出端與微處理器模塊連接，所述微處理器模塊和所述無線通信模塊之間連接有第二NMOS管，所述微處理器模塊的控制端連接第二NMOS管的柵極，所述第二NMOS管的漏極連接微處理器模塊的電源輸出端，所述第二NMOS管的源極連接無線通信模塊的電源輸入端，所述無線通信模塊還通過SPI通訊總線與所述微處理器模塊連接。本發明的無線溫度傳感器主要應用在電機測溫系統，電纜觸頭測溫等環境中。

在電機測溫系統中，由于電機工作中會產生一定頻率的振動，本發明采用壓電陶瓷振動發電片，通過調整其大小和重量，使其產生與電機接近的振動頻率（諧振），發出電能供整個傳感器使用。

作為優選，所述供電模塊還包括繼流電容，所述繼流電容的正極連接升壓模塊的正極輸入端，所述繼流電容的負極連接升壓模塊的負極輸入端。繼流電容將前面的微弱電能聚集到一起，以供充電泵使用。

作為優選，所述升壓模塊包括自舉升壓電路、充電泵和超級電容，所述自舉升壓電路的輸入端連接繼流電容的正極，所述自舉升壓電路的輸出端連接超級電容的正極，所述充電泵的控制端連接自舉升壓電路的控制端，另一端連接超級電容的負極，所述超級電容的正極為升壓模塊的正極輸出端，所述超級電容的負極同時作為為升壓模塊的負極輸入端和升壓模塊的負極輸出端，所述自舉升壓電路的輸入端為升壓模塊的正極輸入端。

作為優選，所述供電模塊還包括穩壓保護電路，所述穩壓保護電路的正極連接超級電容的正極，所述穩壓保護電路的負極連接超級電容的負極。

作為優選，所述供電模塊還包括電源閥電路，所述電源閥電路包括第一NMOS管和電壓檢測芯片，所述第一NMOS管的漏極與超級電容的正極連接，所述第一NMOS管的源極與微處理器的輸入端連接，所述第一NMOS管的柵極與電壓檢測芯片連接，所述電壓檢測芯片的兩個檢測端分別連接的超級電容的正極和負極。電源閥電路能在能量收集未滿時，將系統供電電源與后級電路完全切斷，使能量收集工作在更高效的狀態。

作為優選，所述供電模塊還包括過壓保護電路，所述過壓保護電路包括兩個負極相互連接的單向穩壓二極管，所述過壓保護電路串接在壓電陶瓷振動發電片或繞線線圈（當供電模塊包括電流感應發電模塊時）的兩個輸出端之間。傳統的CT取電一般用TVS管連接于繞線線圈兩端來防止由于電流太大（過壓）時燒壞后級電路來保護，本系統采用兩只單向穩壓二極管負端相連組成的保護系統，將取電電壓鉗位在系統設計的定值，能長時間穩定的工作，工作原理與TVS管截然不同。TVS管不能長時間工作在穩壓（擊穿）狀態。