[实用新型]一种光动力温度传感装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种温度传感装置，特别涉及一种光动力温度传感装置。

背景技术

发电厂、变电站中众多高压电气设备连接点是电力输送的薄弱环节，在设备长期运行过程中容易发热。随着负荷的增大，导致连接点发热并形成恶性循环，即温升、膨胀、氧化，接触电阻增大、再度升温，最终可能酿成火灾事故，电力供应中断，给国民经济和人员安全造成重大损失。

通过监测连接点温度，一旦出现温度异常情况，立刻报警、通知维护人员及时排除隐患，把故障消除在萌芽状态，可有效防止火灾的发生从而达到安全供电的目的。

但上述连接点往往处于密闭空间，并且处于高电压、高磁场以及强电磁干扰环境中，传统的测温仪表如热电偶、红外测温仪等受到这些因素的限制，因而无法正常使用。

为了保证供电系统安全运行，实现连接点温度在线监测，人们提出了不同的解决方案，如光纤布拉格光栅传感测温、无线测温等。

光纤布拉格光栅传感测温是利用光纤布拉格光栅中心反射波长与环境温度成比例的特性进行温度测量。将光纤布拉格光栅传感器放置在高压带电体上，通过光纤与二次侧检测仪表连接进行波长解调，从而获得温度数据。

由于光纤具有抗电磁干扰、电绝缘、体积小、本质安全等优点，特别适用于各种大型机电、石油化工、矿井等强电磁干扰和易燃易爆等恶劣环境中。不过，由于其采用的波长解调器等比较昂贵，限制了其应用范围。

无线测温系统通过电池供电的超低功耗电子测温电路进行高压带电体温度测量，并以无线传输的方式将温度数据传递给监控系统。

由于采用电池供电和无线传输，解决一次侧高压和二次侧仪表的绝缘问题。由于采用接触式电子测温技术，具有测温精度高、功耗低、技术成熟、成本低等特点。不过，由于采用电池供电，也存在电池寿命问题。另外，目前常用的高容量锂电池在高温环境下长期使用也存在安全隐患。无线传输在复杂电磁环境下也存在抗干扰和电磁兼容问题。

虽然上述方案均能解决高压侧绝缘条件下的温度测量问题，但光纤测温方案存在成本高，无线测温方案存在电池寿命有限、抗干扰能力差等缺点。

因此，如何将上述存在的技术问题加以解决，即为本领域技术人员的研究方向所在。

发明内容

本实用新型的主要目的是提供一种光动力温度传感装置，其利用光纤以光能的方式对高压测温度传感测量设备（测温传感头）进行供能，并通过电子测温电路进行温度测量，在以光纤将数字化温度数据传给二次侧监控设备（主控单元），以解决现有技术中存在的温度测量的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种光动力温度传感装置，其包括：低压侧主控单元、高压侧传感测温头以及连接所述低压侧主控单元、所述高压侧传感测温头的上行光纤及下行光纤，其中：

所述的低压侧主控单元包括：第一微处理器及由所述第一微处理器控制的供能光源、光电接收模块及显示模块；

所述的所述高压侧传感测温头包括：电子测温电路及与所述的电子测温电路相连的光电池、温度传感器及发光二极管；

所述供能光源，其加电后用于将电能转化为光能，该光能耦合到所述的上行光纤里，并通过所述上行光纤传送照射到所述光电池上，所述的光电池将光能转换为电能，用于给所述高压侧传感测温头供电；

所述的温度传感器，用于感测温度信号，并将该温度信号转换为电信号，所述的电子测量电路将电信号进行处理，转换为数字脉冲信号；

所述的发光二极管将所述数字脉冲信号转换为光脉冲信号，该光脉冲信号通过所述下行光纤传送给所述光电接收模块；

所述的光电接收模块用于将光脉冲信号转换为电脉冲信号；

所述的第一微处理器用于对电脉冲信号进行处理，由所述的显示单元进行显示温度数据。

其中，所述的电子测温电路包括第二微处理器，及由所述第二微处理器控制的电源模块、信号调理与AD转换电路，所述的电源模块用于将所述光电池输出的电压进行升压，所述的信号调理与AD转换电路用于将所述温度传感器输出的电信号进行放大、滤波，然后进行模拟数字转换。

其中，所述的供能光源为激光二极管或发光二极管。

其中，所述的上行光纤为传输光能的管道。

其中，所述的下行光纤为传输光脉冲信号的管道。

其中，所述的上行光纤及下行光纤为塑料光纤或石英光纤。

其中，所述的温度传感器为热敏电阻、热敏二极管、热电偶或者其他其他温度传感集成电路。