[發明專利]基于超聲測距溫度補償的紅外測溫裝置

有效

• 申請號: 201210163806.3
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN102706457A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 朱武;桂媛;崔昊楊;湯乃云;張華富;馬維亞
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01J5/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種電力設備中的紅外測溫裝置，具體涉及一種非接觸在線的超聲測距溫度補償的紅外測溫裝置。

背景技術

溫度是表示物體內部分子運動劇烈程度的物理量，是確定物體物質狀態的重要參數之一。在電力系統中，大多數電氣設備都運行在高電壓大電流的狀態下，在眾多停電事故中，由于設備局部過熱而導致停電檢修經常發生。這不僅影響了設備的安全運行，威脅了公共安全，而且給供電用電方帶來了重大的經濟損失。如果能在事故發生的早期，提前進行預警并迅速采取措施，將能有效地避免此類事故的發生。因而及時對高壓帶電設備的各種連接點進行溫度在線監測和控制是電網安全運行的重要保障。

目前，對于高壓帶電設備的測溫，常用的一種方法是各電網仍在沿用的在被測點上貼以隨溫度變化而變色的蠟片，根據蠟片顏色變化和融化程度來推測接觸點溫度，這種方法主要依靠人的感官意識和實踐經驗來簡單判斷，準確度低，不能進行實時監測；另一種是將熱敏電阻作為測溫元件構成溫度傳感器，這種測溫方法相比較蠟片而言，精度有所提高，但是安裝過程繁瑣，需要在每個測溫的地方進行安裝，不能實行在線監測。

發明內容

本發明是要提供一種基于超聲測距溫度補償的紅外測溫裝置，該裝置不僅能解決實時監測的技術問題，而且針對紅外測溫過程中，紅外測溫儀的準確度隨測溫儀到待測點距離遠近而存在誤差這一問題，采用超聲測距技術在線獲被測物體到紅外測溫儀的距離，根據在線測量結果，對測溫儀測得的溫度值進行補償或修正，消除測溫距離帶來的附加誤差，提高溫度測量的準確度，將紅外測溫儀與精確定位技術相結合，實現空間多點溫度在線監測，節約了成本。

本發明的技術方案是：一種基于超聲測距溫度補償的紅外測溫裝置，包括CPU、水平方向和垂直方向步進電機、紅外測溫單元、超聲測距模塊、無線通信接口、校準參數存儲模塊、控制系統與校準模塊、系統定位接口電路，云臺機械結構，其特點是：?云臺機械結構上面裝有水平方向和垂直方向步進電機、紅外測溫單元、超聲測距模塊、激光指示器，定位開關，云臺機械結構通過激光指示器與控制系統與校準模塊連接，用于在可見激光的指示下，通過控制系統與校準模塊控制水平電機驅動器和垂直電機驅動器分別驅動水平方向和垂直方向步進電機對被測點進行空間定位，并把被測點的空間位置存儲到校準參數存儲模塊中；校準參數存儲模塊、控制系統與校準模塊、系統定位接口電路和超聲測距模塊分別與CPU連接，用于系統定位接口電路根據被測點的空間位置坐標進行定位搜索，并根據超聲測距模塊測得被測點到紅外測溫儀的距離值，對測得的溫度值進行補償和修正，消除測溫距離帶來的附加誤差，紅外測溫單元將測得的溫度值信號傳送到CPU，CPU再通過無線通信接口模塊傳送到上位機。

云臺機械結構包括定位軸承、滾動軸承、環形墊板、上、下底座、側板、支撐架、緊固板、緊固卡，上、下底座之間從下至上依次連接定位軸承、滾動軸承和環形墊板、上底座上面裝有水平方向步進電機，水平方向步進電機通過步進電機緊固件與環形墊板和上底座固定連接，上底座上面兩側分別固定連接側板，側板上端外側面上固定連接垂直方向步進電機，兩個側板上端之間連接有支撐架，支撐架兩側分別與垂直方向步進電機的轉軸連接，支撐架上面中間通過緊固板固定連接紅外測溫單元的紅外測溫儀，旁邊裝有超聲測距模塊，紅外測溫儀上面用緊固卡固定連接激光指示器，支撐架側板和上底座側面上分別裝有定位開關。

定位開關為雙金屬片定位開關，中間設有絕緣層，兩側貼有金屬片。

步進電機為步距角為7.5°的步進電機，減速比1/120，并裝有1/4細分驅動器。

本發明的有益效果是：本發明采用非接觸式在線測溫，并采用由步進電機控制的云臺機械結構，保證了操作的安全性與便捷性；采用減速比與細分驅動技術相結合的步進電機、二次搜索技術、超聲測距技術，提高精度的同時又縮短了測量時間；將紅外測溫儀與精確定位技術相結合，實現空間多點溫度在線監測，節約了成本。

附圖說明

圖1是本發明的控制結構框圖；

圖2是云臺機械結構立體示意圖；

圖3是云臺機械結構的分解圖；

圖4是定位開關結構剖視圖。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。

如圖1至圖3所示，本發明的基于超聲測距溫度補償的紅外測溫裝置，包括CPU、水平方向和垂直方向步進電機8，16、紅外測溫單元、超聲測距模塊、無線通信接口、校準參數存儲模塊、控制系統與校準模塊、系統定位接口電路，云臺機械結構等。