[发明专利]基于超声测距温度补偿的红外测温装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力设备中的红外测温装置，具体涉及一种非接触在线的超声测距温度补偿的红外测温装置。

背景技术

温度是表示物体内部分子运动剧烈程度的物理量，是确定物体物质状态的重要参数之一。在电力系统中，大多数电气设备都运行在高电压大电流的状态下，在众多停电事故中，由于设备局部过热而导致停电检修经常发生。这不仅影响了设备的安全运行，威胁了公共安全，而且给供电用电方带来了重大的经济损失。如果能在事故发生的早期，提前进行预警并迅速采取措施，将能有效地避免此类事故的发生。因而及时对高压带电设备的各种连接点进行温度在线监测和控制是电网安全运行的重要保障。

目前，对于高压带电设备的测温，常用的一种方法是各电网仍在沿用的在被测点上贴以随温度变化而变色的蜡片，根据蜡片颜色变化和融化程度来推测接触点温度，这种方法主要依靠人的感官意识和实践经验来简单判断，准确度低，不能进行实时监测；另一种是将热敏电阻作为测温元件构成温度传感器，这种测温方法相比较蜡片而言，精度有所提高，但是安装过程繁琐，需要在每个测温的地方进行安装，不能实行在线监测。

发明内容

本发明是要提供一种基于超声测距温度补偿的红外测温装置，该装置不仅能解决实时监测的技术问题，而且针对红外测温过程中，红外测温仪的准确度随测温仪到待测点距离远近而存在误差这一问题，采用超声测距技术在线获被测物体到红外测温仪的距离，根据在线测量结果，对测温仪测得的温度值进行补偿或修正，消除测温距离带来的附加误差，提高温度测量的准确度，将红外测温仪与精确定位技术相结合，实现空间多点温度在线监测，节约了成本。

本发明的技术方案是：一种基于超声测距温度补偿的红外测温装置，包括CPU、水平方向和垂直方向步进电机、红外测温单元、超声测距模块、无线通信接口、校准参数存储模块、控制系统与校准模块、系统定位接口电路，云台机械结构，其特点是： 云台机械结构上面装有水平方向和垂直方向步进电机、红外测温单元、超声测距模块、激光指示器，定位开关，云台机械结构通过激光指示器与控制系统与校准模块连接，用于在可见激光的指示下，通过控制系统与校准模块控制水平电机驱动器和垂直电机驱动器分别驱动水平方向和垂直方向步进电机对被测点进行空间定位，并把被测点的空间位置存储到校准参数存储模块中；校准参数存储模块、控制系统与校准模块、系统定位接口电路和超声测距模块分别与CPU连接，用于系统定位接口电路根据被测点的空间位置坐标进行定位搜索，并根据超声测距模块测得被测点到红外测温仪的距离值，对测得的温度值进行补偿和修正，消除测温距离带来的附加误差，红外测温单元将测得的温度值信号传送到CPU，CPU再通过无线通信接口模块传送到上位机。

云台机械结构包括定位轴承、滚动轴承、环形垫板、上、下底座、侧板、支撑架、紧固板、紧固卡，上、下底座之间从下至上依次连接定位轴承、滚动轴承和环形垫板、上底座上面装有水平方向步进电机，水平方向步进电机通过步进电机紧固件与环形垫板和上底座固定连接，上底座上面两侧分别固定连接侧板，侧板上端外侧面上固定连接垂直方向步进电机，两个侧板上端之间连接有支撑架，支撑架两侧分别与垂直方向步进电机的转轴连接，支撑架上面中间通过紧固板固定连接红外测温单元的红外测温仪，旁边装有超声测距模块，红外测温仪上面用紧固卡固定连接激光指示器，支撑架侧板和上底座侧面上分别装有定位开关。

定位开关为双金属片定位开关，中间设有绝缘层，两侧贴有金属片。

步进电机为步距角为7.5°的步进电机，减速比1/120，并装有1/4细分驱动器。

本发明的有益效果是：本发明采用非接触式在线测温，并采用由步进电机控制的云台机械结构，保证了操作的安全性与便捷性；采用减速比与细分驱动技术相结合的步进电机、二次搜索技术、超声测距技术，提高精度的同时又缩短了测量时间；将红外测温仪与精确定位技术相结合，实现空间多点温度在线监测，节约了成本。

附图说明

图1是本发明的控制结构框图；

图2是云台机械结构立体示意图；

图3是云台机械结构的分解图；

图4是定位开关结构剖视图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1至图3所示，本发明的基于超声测距温度补偿的红外测温装置，包括CPU、水平方向和垂直方向步进电机8，16、红外测温单元、超声测距模块、无线通信接口、校准参数存储模块、控制系统与校准模块、系统定位接口电路，云台机械结构等。