[发明专利]一种红外测温探头及其测温和传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用电安全监控技术领域，特别涉及一种红外测温探头及其测温和传输方法。

背景技术

随着经济的快速发展，用电量逐年加大，用电安全问题也逐渐凸显。用电设备越来越多，且内部电气元件复杂。在用电或电力分配设备运行期间不能够打开外壳或柜门对其进行检测，长期运行后，各元件极易出现过热故障。提前发现已接近故障状态的元器件，从而防患未然，发生故障时，能够迅速、准确地查出元件故障，对于电气设备的维修和保证安全发供电具有十分重要的意义。

红外测温仪的工作原理是：红外测温仪接收被测物体的红外辐射光，通过前端红外透镜将光信号聚焦到传感器上，传感器将光信号转换为电信号，电信号经过后续电路的放大与滤波后，送入模数转换器，微处理器读取电压值，通过电压温度变换函数将电压转换为温度，最后在显示器上显示，红外测温仪为一种非接触式通过接收物体的红外辐射实现温度测量的器具。

目前常用的红外测温仪基本将红外测温探头以及采集探测器两个部分设置在一个壳体内，体积较大，安装和检修不便。

而现有技术中，将温度测量和测量结果汇总传输两个机构分离的技术方案则采用圆柱形红外探头直接通过信号线连接采集器的方式实现温度测量，存在数据测量不准确等问题。例如，已获得授权的201620801325.4号中国发明专利公开了一种红外测温装置，包括：红外短波检测器，数据处理模块以及控制器。其红外短波检测器与数据处理模块电性连接，即通过信号线连接，由于这里的信号线传输的是强度非常弱的数字信号，为实现该信号的输出，数据处理模块需要设置外接的调理电路，才能将红外短波检测器生成的测温信号转换为能够传输的电压信号。

而测温信号的传输抗干扰能力差，对复杂环境的适应性不强，因而采集到的最终数据误差较大。且其外接调理电路，流程复杂，成本高。

另外，目前的监控探测器采用的红外测温探头，多数缺少激光对准器或者需要另外安装，安装的激光对准器在红外测温探头对准后还需要重新拆下，以防止激光对准器因长时间工作而损坏。但对红外测温探头的每一次检修都要重复安装、拆下，使用不便。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种探头定位准确，温度采集和传输一体化以及数据准确度高的红外测温探头及其测温和传输方法。具体的技术方案如下：

本发明实施例一公开了一种探头定位准确，温度采集和传输一体化的红外测温探头。

一种红外测温探头，包括壳体和支架，以及设置在壳体内的红外传感器；壳体内部还设置有激光对准器，激光对准器与红外传感器均为圆柱体并平行设置；壳体内部还设置有MCU模块，MCU模块分别连接红外传感器和激光对准器。激光对准器用于发射参考光束来瞄准待测位置，从而进一步提高测量准确度。MCU模块对激光对准器预设工作时限。上电后MCU模块自动开启激光对准器，工作超过时限后MCU模块自动关闭激光对准器，从而避免激光对准器长时间工作导致的损坏。

进一步的，MCU模块通过三极管开关电路连接激光对准器。开关三极管具有寿命长、安全可靠、没有机械磨损、开关速度快、体积小等特点。开关三极管可以用很小的电流，控制大电流的通断。便于MCU模块快速安全的控制激光对准器的开启与关闭。

进一步的，MCU模块通过IO接口连接红外传感器的SMBus接口。SMBus协议及其接口用于实现低速率通讯，信号稳定性相对较好，且电路结构简单，但是传输距离短，不适用于远距离传输。

进一步的，MCU模块通过UART接口连接RS485通讯模块，RS485通讯模块连接线缆。RS485通讯协议通讯距离更远，抗干扰能力更强。连接红外测温探头以及探测器的线缆采用两对双屏蔽双绞电缆(即四芯双屏双绞电缆)。

进一步的，支架的上下两端各设置有一个球形的万向节，支架上设置有至少一个紧固钉。采用此结构的红外测温探头体积小，结构简单，便于安装在空间较小的电气柜体内，且探头的角度360度可调，测温更为准确。

进一步的，壳体采用铝或铝合金材质。铝材的抗干扰能力强。

本发明实施例二公开了一种数据准确度高的红外测温探头测温方法。

一种红外测温探头的测温和传输方法，包括以下步骤：

(1)将红外测温探头安装到待测位置，调整支架位置，使红外传感器大致对准被测物体；

(2)MCU模块开启激光对准器，根据激光对准器的指示，精确定位测温点；

(3)红外传感器测量温度并生成SMBus数字式温度数据，并更新到温度数据寄存器；