[發明專利]基于熱電器件的無源溫度監測及智能溫控系統

在審

• 申請號: 202211434851.8
• 申請日: 2022-11-16
• 公開（公告）號: CN115810256A
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 鄧元;俞佳杰;崔長偉;馮賀
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學杭州創新研究院
• 主分類號: G08B21/18
• 分類號: G08B21/18;G08C17/02;H04W4/38;H04W52/02;H04W84/18
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司 11471
• 代理人: 劉碩

本發明涉及一種基于熱電器件的無源溫度監測及智能溫控系統，屬于溫度監測技術領域，該系統通過設置熱電器件、采集電路、低功耗組網系統和上位機顯示組件，采集電路通過不同節點傳感器采集高壓開關柜內不同節點的溫度信息，通過低功耗組網系統將溫度信息發送給上位機顯示組件,從而使得上位機顯示組件顯示不同節點的溫度信息，在溫度信息異常時進行報警。本申請采用熱電器件、采集電路、低功耗組網系統和上位機顯示組件，具有小溫差啟動供電、溫度可控、傳輸距離遠、使用壽命長、應用范圍廣等優點，將在電力維護、物聯網節點、環境檢測和智慧家居等領域有著重要的應用前景。

技術領域

本發明涉及溫度監測技術領域，具體涉及一種基于熱電器件的無源溫度監測及智能溫控系統。

背景技術

在發電廠和變電站的運行中，由于高壓開關柜溫度過高故障引發的火災和大面積停電的安全事故給人們帶來了人身安全、財產危害及生活不便。高壓開關柜是發電廠電力系統中的重要設備，其主要功能為開啟和斷開電力系統中的線路，實現輸送及倒換電力負荷、以及將故障設備和故障線路退出電力系統的作用，為電力系統的安全運行提供保障。

高壓開關柜故障原因，通常為開關柜機械振動、開關柜觸頭燒蝕，導致接觸的地方溫度升高，產生氧化，增加了電阻的接觸，從而使得接觸的地方溫度升高。溫度的升高可能造成高壓開關柜部分區域產生火花或者電弧光放電，從而使得高壓開關柜表面的絕緣材料融化或者損壞，最終導致高壓開關柜故障。其中，高壓開關柜的主要發熱點在于柜內的觸點和母線排連接處，因此，實時監測全封閉高壓開關柜內的母排或者觸點連接處的溫度，可以更好的發現并及時解決高壓開關柜熱點溫度升高產生的問題，從而保證電力系統的安全可靠運行。

相關技術中，通常采用無源無線溫度監控系統來利用高壓開關柜與環境的溫差進行發電，為系統內溫度監測和信號傳輸模塊提供電能，將溫度數據遠程傳輸至數據處理中心，實現實時監控與智能報警，減少安全隱患。但是，通常采用的CT取電無源溫度傳感器需要高低壓配電系統，聲表面波無源溫度傳感器則容易受到震動干擾，基于RFID的無源溫度傳感器則受限于通訊距離太短。因此，現有技術中的無源無線溫度監控系統的監測過程存在適應性低、精度差的技術問題。此外，現有的無源溫度監控技術不具備主動降溫功能。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于熱電器件的無源溫度監測及智能溫控系統，以克服目前無源無線溫度監控系統的監測過程存在適應性低、精度差的問題。

為實現以上目的，本發明采用如下技術方案：

一方面，一種基于熱電器件的無源溫度監測系統，包括：熱電器件、采集電路、低功耗組網系統和上位機顯示組件；其中，所述熱電器件分別連接所述采集電路、低功耗組網系統；

所述熱電器件，用于將熱能轉換成電能，實現溫差發電，為所述采集電路、低功耗組網系統提供電源；

所述低功耗組網系統，用于提供網絡服務；

所述采集電路，用于通過不同節點傳感器采集高壓開關柜內不同節點的溫度信息，通過所述低功耗組網系統將所述溫度信息發送給所述上位機顯示組件；

所述上位機顯示組件，用于顯示不同節點的溫度信息，在溫度信息異常時進行報警。

可選的，所述熱電器件自下而上依次設置下導熱板、下電極、封裝材料、熱電材料、上電極、上導熱板和散熱器。

可選的，所述熱電材料為Bi₂Te₃基熱電材料、所述上導熱板和所述下導熱板為1mm厚的AlN、所述上電極和所述下電極為Cr電極或Cu電極、所述封裝材料為環氧樹脂、所述散熱器為陽極氧化鋁散熱器；所述熱電器件尺寸為40mm*40mm*10mm，所述熱電材料的PN結對數為49對，所述熱電器件的器件電阻為5歐姆，所述電器件在2K溫差下開路電壓為50mV；或，