[發明專利]一種紅外測溫探頭及其測溫和傳輸方法

在審

• 申請號: 201710534085.5
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107246915A
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 徐繞青;魏忠斌;胡賢峰;張建成;方燕寶
• 申請（專利權）人: 杭州家和物聯技術有限公司
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 杭州知通專利代理事務所(普通合伙)33221
• 代理人: 姚宇吉

技術領域

本發明涉及一種用電安全監控技術領域，特別涉及一種紅外測溫探頭及其測溫和傳輸方法。

背景技術

隨著經濟的快速發展，用電量逐年加大，用電安全問題也逐漸凸顯。用電設備越來越多，且內部電氣元件復雜。在用電或電力分配設備運行期間不能夠打開外殼或柜門對其進行檢測，長期運行后，各元件極易出現過熱故障。提前發現已接近故障狀態的元器件，從而防患未然，發生故障時，能夠迅速、準確地查出元件故障，對于電氣設備的維修和保證安全發供電具有十分重要的意義。

紅外測溫儀的工作原理是：紅外測溫儀接收被測物體的紅外輻射光，通過前端紅外透鏡將光信號聚焦到傳感器上，傳感器將光信號轉換為電信號，電信號經過后續電路的放大與濾波后，送入模數轉換器，微處理器讀取電壓值，通過電壓溫度變換函數將電壓轉換為溫度，最后在顯示器上顯示，紅外測溫儀為一種非接觸式通過接收物體的紅外輻射實現溫度測量的器具。

目前常用的紅外測溫儀基本將紅外測溫探頭以及采集探測器兩個部分設置在一個殼體內，體積較大，安裝和檢修不便。

而現有技術中，將溫度測量和測量結果匯總傳輸兩個機構分離的技術方案則采用圓柱形紅外探頭直接通過信號線連接采集器的方式實現溫度測量，存在數據測量不準確等問題。例如，已獲得授權的201620801325.4號中國發明專利公開了一種紅外測溫裝置，包括：紅外短波檢測器，數據處理模塊以及控制器。其紅外短波檢測器與數據處理模塊電性連接，即通過信號線連接，由于這里的信號線傳輸的是強度非常弱的數字信號，為實現該信號的輸出，數據處理模塊需要設置外接的調理電路，才能將紅外短波檢測器生成的測溫信號轉換為能夠傳輸的電壓信號。

而測溫信號的傳輸抗干擾能力差，對復雜環境的適應性不強，因而采集到的最終數據誤差較大。且其外接調理電路，流程復雜，成本高。

另外，目前的監控探測器采用的紅外測溫探頭，多數缺少激光對準器或者需要另外安裝，安裝的激光對準器在紅外測溫探頭對準后還需要重新拆下，以防止激光對準器因長時間工作而損壞。但對紅外測溫探頭的每一次檢修都要重復安裝、拆下，使用不便。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種探頭定位準確，溫度采集和傳輸一體化以及數據準確度高的紅外測溫探頭及其測溫和傳輸方法。具體的技術方案如下：

本發明實施例一公開了一種探頭定位準確，溫度采集和傳輸一體化的紅外測溫探頭。

一種紅外測溫探頭，包括殼體和支架，以及設置在殼體內的紅外傳感器；殼體內部還設置有激光對準器，激光對準器與紅外傳感器均為圓柱體并平行設置；殼體內部還設置有MCU模塊，MCU模塊分別連接紅外傳感器和激光對準器。激光對準器用于發射參考光束來瞄準待測位置，從而進一步提高測量準確度。MCU模塊對激光對準器預設工作時限。上電后MCU模塊自動開啟激光對準器，工作超過時限后MCU模塊自動關閉激光對準器，從而避免激光對準器長時間工作導致的損壞。

進一步的，MCU模塊通過三極管開關電路連接激光對準器。開關三極管具有壽命長、安全可靠、沒有機械磨損、開關速度快、體積小等特點。開關三極管可以用很小的電流，控制大電流的通斷。便于MCU模塊快速安全的控制激光對準器的開啟與關閉。

進一步的，MCU模塊通過IO接口連接紅外傳感器的SMBus接口。SMBus協議及其接口用于實現低速率通訊，信號穩定性相對較好，且電路結構簡單，但是傳輸距離短，不適用于遠距離傳輸。

進一步的，MCU模塊通過UART接口連接RS485通訊模塊，RS485通訊模塊連接線纜。RS485通訊協議通訊距離更遠，抗干擾能力更強。連接紅外測溫探頭以及探測器的線纜采用兩對雙屏蔽雙絞電纜(即四芯雙屏雙絞電纜)。

進一步的，支架的上下兩端各設置有一個球形的萬向節，支架上設置有至少一個緊固釘。采用此結構的紅外測溫探頭體積小，結構簡單，便于安裝在空間較小的電氣柜體內，且探頭的角度360度可調，測溫更為準確。

進一步的，殼體采用鋁或鋁合金材質。鋁材的抗干擾能力強。

本發明實施例二公開了一種數據準確度高的紅外測溫探頭測溫方法。

一種紅外測溫探頭的測溫和傳輸方法，包括以下步驟：

(1)將紅外測溫探頭安裝到待測位置，調整支架位置，使紅外傳感器大致對準被測物體；

(2)MCU模塊開啟激光對準器，根據激光對準器的指示，精確定位測溫點；

(3)紅外傳感器測量溫度并生成SMBus數字式溫度數據，并更新到溫度數據寄存器；