專利名稱：無線測溫終端和自取電電源裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及終端領域，特別是指一種無線測溫終端和自取電電源裝置。
背景技術：
目前，高壓輸電導線上的監控設備一般都是采用蓄電池供電方式，體積大，蓄電池 更換頻繁，使得這些儀器設備的應用受到了極大限制。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種無線測溫終端和自取電電源裝置，能夠 實現測溫終端能源的在線補給。為解決上述技術問題，本實用新型的實施例提供技術方案如下一方面，提供一種無線測溫終端，包括溫度檢測單元、主處理單元、與所述溫度檢 測單元、主處理單元連接的電源單元，所述電源單元為自取電電源單元。所述自取電電源單元包括電場取電模塊；所述電場取電模塊包括導電金屬片、普通二極管D5、穩壓二極管D6、電容C5 ；其中，所述導電金屬片的一端與高壓導線接觸，所述普通二極管D5的正極連接所 述金屬片的另一端，所述普通二極管D5的負極連接所述電容C5的正極，所述電容C5的負 極和所述穩壓二極管D6的正極均接地，所述穩壓二極管D6的負極與所述電容C5的正極相 連，并輸出電壓。所述導電金屬片是鋁片。所述自取電電源模塊包括磁場取電模塊；所述磁場取電模塊包括感應線圈、全橋整流電路Q1、第一電阻Rl和第一電容 Cl ；所述感應線圈垂直放置于高壓導線的周圍，所述感應線圈的兩端與所述全橋整流 電路Ql的輸入端連接，所述全橋整流電路Ql的輸入端并聯所述第一電阻Rl，所述全橋整流 電路Ql的輸出端并聯所述第一電容Cl，所述第一電容Cl的正極與全橋整流電路Ql輸出端 的正極連接，并輸出電壓。所述磁場取電模塊還包括保護模塊；所述保護模塊包括穩壓二極管Z1、可控硅Tl、普通二極管D10、第二電容C2和三個 電阻 R2、R3、R4 ；所述可控硅Tl的正極經過所述第二電阻R2與全橋整流電路Ql的輸出端正極連 接，所述可控硅Tl的負極與所述全橋整流電路Ql的輸出端負極連接；所述穩壓二極管Zl的負極經過所述第三電阻R3與所述全橋整流電路Ql的輸出 端正從連接，所述穩壓二極管Zl的正極經過第四電阻R4與所述全橋整流電路Ql的輸出端 負極連接；所述可控硅Tl的控制極與所述穩壓二極管Zl的正極連接；
4[0018]所述第二電阻R2和所述第三電阻R3的連接點與所述二極管DlO的正極連接，所 述二極管DlO的負極同時與所述第二電容C2的正極和所述第一電容Cl的正極連接；所述第二電容C2與所述第一電容Cl并聯。另一方面，提供一種自取電電源裝置，包括電場取電模塊；所述電場取電模塊包括導電金屬片、普通二極管D5、穩壓二極管D6、電容C5 ；其中，所述導電金屬片的一端與高壓導線接觸，所述普通二極管D5的正極連接所 述金屬片的另一端，所述普通二極管D5的負極連接所述電容C5的正極，所述電容C5的負 極和所述穩壓二極管D6的正極均接地，所述穩壓二極管D6的負極與所述電容C5的正極相 連，并輸出電壓。所述導電金屬片是鋁片。所述的自取電電源裝置，還包括磁場取電模塊；所述磁場取電模塊包括感應線圈、全橋整流電路Ql、第一電阻Rl和第一電容 Cl ；所述感應線圈垂直放置于高壓導線的周圍，所述感應線圈的兩端與所述全橋整流 電路Ql的輸入端連接，所述全橋整流電路Ql的輸入端并聯所述第一電阻Rl，所述全橋整流 電路Ql的輸出端并聯所述第一電容Cl，所述第一電容Cl的正極與全橋整流電路Ql輸出端 的正極連接，輸出電壓。所述磁場取電模塊還包括保護模塊；所述保護模塊包括穩壓二極管Z1、可控硅Tl、普通二極管D10、第二電容C2和三個 電阻 R2、R3、R4 ；所述可控硅Tl的正極經過所述第二電阻R2與全橋整流電路Ql的輸出端正極連 接，所述可控硅Tl的負極與所述全橋整流電路Ql的輸出端負極連接；所述穩壓二極管Zl的負極經過所述第三電阻R3與所述全橋整流電路Ql的輸出 端正從連接，所述穩壓二極管Zl的正極經過第四電阻R4與所述全橋整流電路Ql的輸出端 負極連接；所述可控硅Tl的控制極與所述穩壓二極管Zl的正極連接；所述第二電阻R2和所述第三電阻R3的連接點與所述二極管DlO的正極連接，所 述二極管DlO的負極同時與所述第二電容C2的正極和所述第一電容Cl的正極連接；所述第二電容C2與所述第一電容Cl并聯。本實用新型的實施例具有以下有益效果上述方案中，無線測溫終端的電源單元為自取電電源單元，能夠實現無線測溫終 端能源的在線供給。

圖1為本實用新型的無線測溫終端的結構示意圖；圖2為自取電測溫終端系統的結構示意圖；圖3為本實用新型的無線測溫終端的電場取能模塊的安裝示意圖；圖4為本實用新型的無線測溫終端的電場取能模塊的電路示意圖；圖5為本實用新型的無線測溫終端的磁場取能模塊的安裝示意圖；[0041]圖6為本實用新型的無線測溫終端的磁場取能模塊的電路示意圖；圖7為本實用新型的無線測溫終端的帶有保護模塊的磁場取能模塊的電路示意 圖；圖8為本實用新型的自取電電源裝置的結構示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的實施例要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將 結合附圖及具體實施例進行詳細描述。如圖1所示，為本實用新型的無線測溫終端10，包括溫度檢測單元11、主處理單元 12、與所述溫度檢測單元11、主處理單元12連接的電源單元，所述電源單元為自取電電源 單元13。所述自取電電源單元13包括電場取電模塊；如圖4所示，所述電場取電模塊包括導電金屬片、普通二極管D5、穩壓二極管D6、 電容C5 ；其中，所述導電金屬片的一端與高壓導線接觸，所述普通二極管D5的正極連接所 述金屬片的另一端，所述普通二極管D5的負極連接所述電容C5的正極，所述電容C5的負 極和所述穩壓二極管D6的正極均接地，所述穩壓二極管D6的負極與所述電容C5的正極相 連，并輸出電壓。所述導電金屬片是鋁片。可選的，所述自取電電源模塊13包括磁場取電模塊；如圖6所示，所述磁場取電模塊包括感應線圈、全橋整流電路Q1、第一電阻Rl和 第一電容Cl ；所述感應線圈垂直放置于高壓導線的周圍，所述感應線圈的兩端與所述全橋整流 電路Ql的輸入端連接，所述全橋整流電路Ql的輸入端并聯所述第一電阻Rl，所述全橋整流 電路Ql的輸出端并聯所述第一電容Cl，所述第一電容Cl的正極與全橋整流電路Ql輸出端 的正極連接，并輸出電壓。所述磁場取電模塊還包括保護模塊；如圖7所示，所述保護模塊包括穩壓二極管Z1、可控硅Tl、普通二極管D10、第二電 容C2和三個電阻R2、R3、R4 ；所述可控硅Tl的正極經過所述第二電阻R2與全橋整流電路Ql的輸出端正極連 接，所述可控硅Tl的負極與所述全橋整流電路Ql的輸出端負極連接；所述穩壓二極管Zl的負極經過所述第三電阻R3與所述全橋整流電路Ql的輸出 端正從連接，所述穩壓二極管Zl的正極經過第四電阻R4與所述全橋整流電路Ql的輸出端 負極連接；所述可控硅Tl的控制極與所述穩壓二極管Zl的正極連接；所述第二電阻R2和所述第三電阻R3的連接點與所述二極管DlO的正極連接，所 述二極管DlO的負極同時與所述第二電容C2的正極和所述第一電容Cl的正極連接；所述第二電容C2與所述第一電容Cl并聯。以下描述可自取電的無線測溫終端的應用場景。[0061]如圖2所示，自取電測溫終端系統由測溫終端子系統、監控中心組成自取電測溫終端子系統由測溫終端和測溫數據終端組成，測溫終端通過溫度檢測 單元上傳給測溫數據終端采集的溫度，測溫數據終端通過ISM433MHZ無線射頻與測溫終端 相連，并通過 RS232/485 或者 SMS (Short Message Service,短消息服務)/GPRS (General Packet Radio krvice，通用無線分組業務)等方式與監控中心之間實現通訊。自取電無線測溫終端利用輸電導線周圍的電場和磁場為系統供電，能保證為溫度 檢測單元長期穩定供電，使測溫終端能夠提供更精確、更及時、更完整和更一致的信息；同 時可以為線路管理提供有效的技術支撐。與其它測溫終端相比，這種測溫終端可以通過高壓輸電導線周圍的電場或磁場自 取電，實現高密次、長期的無線通訊，用戶不用擔心鋰電池沒電而影響測溫終端正常工作， 完全實現免維護。測溫終端可以實現(1)溫度定時采集；(2)溫度突變報警、溫升預警；(3)溫度、報警查詢，數據分析、存儲；(4)多媒體顯示；(5)報表輸出打印。以下描述測溫終端的自供電原理。測溫終端里裝有自取電單元，自取電單元有電 場取電模塊和磁場取電模塊兩種。取電模塊還包括保護電路，防止突然增大的電流對終端 內芯片及元器件的損傷。電場取電的能力取決于高壓電的電壓大小，磁場取電的能力取決于線路上電流的 大小。在傳輸同樣大小的電功率時，電壓等級越低，電流越大；電壓等級越高，電流越小。利 用這個特性，在不同電壓等級的線路上，電場取能和磁場取能裝置恰好可以實現互補，提供 給測溫終端穩定的電能。下面分別介紹電場取能和磁場取能的原理和實現方法。首先介紹電場取電模塊。電力線路帶有高壓電，高壓電會使得線路到大地之間有 泄露電流，相當于通電導線與大地之間有很多分布電容。通過這些電容，高壓導線對大地進 行放電。如圖3所示，測溫終端10安裝在帶有高壓線路51上，接觸面是鋁片，50為桿塔。 電容Cl是儲能用的電解電容，二極管Dl用于控制泄露電流的方向，使得電流只能從輸電線 路向電容Cl流動，不能反向倒流，這樣保證了 Cl可以通過泄露電流持續得到充電。電容 Cl極板上積累的電荷越來越多，電容上的電壓越來越高，當達到穩壓二極管D2的保護電壓 3. 3V時，電壓就不再繼續升高，而是穩定維持在3. 3V，這就給測溫終端的主板提供了工作 電源。電場取電模塊同時給溫度檢測單元、時鐘單元、射頻處理單元、主處理單元供電。本 實用新型不限定于一個穩壓二極管D2，可以為多個串聯的穩壓二極管。圖4為終端內的電場自取電模塊，電場自取電模塊的正極接測溫電路板的正極， 負極接測溫電路板的GND。以下描述磁場取能模塊。輸電導線中流過交流電的時候，會在導線周圍產生交變 的磁場，磁場內放置的線圈會感應出交流電流。在線圈中放置高導磁的硅鋼片材料，能夠增 強感應電流的大小。如圖5所示，測溫終端10安裝在帶有高壓導線51上，50為桿塔。線圈與高壓導線51垂直放置，感應出的電流通過全橋整流電路Q1，得到直流電給儲電電容C 1 充電。圖5中的線圈A端點連接圖6中的輸入端A點，圖5中的線圈B端點連接圖6的輸 入端B點，作為電源的輸入部分。以下描述保護模塊。利用磁場取能，當線路發生故障，則導線電流會突然增高，可以高達上千甚至上萬 安培，此時，磁場感應的能量會大大增加，如果不加保護電流，則這個能量無法消耗，會使得 儲電電容Cl上的電壓急劇升高，威脅后端器件，甚至損壞電容。圖7是針對這種情況設計 的保護電路。圖7中，Rl是100V壓敏電阻，在前端做第1級保護，經過整流后的電流給儲能電 容C 1充電。當電流突然增大時，Ql輸出的直流電壓也隨著增高，當電壓超過穩壓管Zl的 額定電壓(例如21V)時，Zl導通，隨后將可控硅Tl也導通，則Ql輸出的能量大部分會消 耗在大功率電阻R2上，起到了保護電容Cl和后端電路板的作用。如圖8所示，為本實用新型的自取電電源裝置，包括電場取電模塊81。如圖3所示，所述電場取電模塊包括導電金屬片、普通二極管D5、穩壓二極管D6、 電容C5 ；其中，所述導電金屬片的一端與高壓導線接觸，所述普通二極管D5的正極連接所 述金屬片的另一端，所述普通二極管D5的負極連接所述電容C5的正極，所述電容C5的負 極和所述穩壓二極管D6的正極均接地，所述穩壓二極管D6的負極與所述電容C5的正極相 連，并輸出電壓。所述導電金屬片是鋁片。如圖8所示，為所述的自取電電源裝置，還包括磁場取電模塊82。如圖6所示，所述磁場取電模塊包括感應線圈、全橋整流電路Q1、第一電阻Rl和 第一電容Cl ；所述感應線圈垂直放置于高壓導線的周圍，所述感應線圈的兩端與所述全橋整流 電路Ql的輸入端連接，所述全橋整流電路Ql的輸入端并聯所述第一電阻Rl，所述全橋整流 電路Ql的輸出端并聯所述第一電容Cl，所述第一電容Cl的正極與全橋整流電路Ql輸出端 的正極連接，輸出電壓。所述磁場取電模塊還包括保護模塊；如圖7所示，所述保護模塊包括穩壓二極管Z1、可控硅Tl、普通二極管D10、第二電 容C2和三個電阻R2、R3、R4 ；所述可控硅Tl的正極經過所述第二電阻R2與全橋整流電路Ql的輸出端正極連 接，所述可控硅Tl的負極與所述全橋整流電路Ql的輸出端負極連接；所述穩壓二極管Zl的負極經過所述第三電阻R3與所述全橋整流電路Ql的輸出 端正從連接，所述穩壓二極管Zl的正極經過第四電阻R4與所述全橋整流電路Ql的輸出端 負極連接；所述可控硅Tl的控制極與所述穩壓二極管Zl的正極連接；所述第二電阻R2和所述第三電阻R3的連接點與所述二極管DlO的正極連接，所 述二極管DlO的負極同時與所述第二電容C2的正極和所述第一電容Cl的正極連接；所述第二電容C2與所述第一電容Cl并聯。[0094]在使用時，將自取電電源裝置與檢測終端連接，用于給檢測檢測終端供電。所述檢 測終端包括但是不限于測溫終端。本實用新型附圖中電路的參數(例如電阻阻值)，只是示意性說明，并不用于限定。以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術 人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進 和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種無線測溫終端，包括溫度檢測單元、主處理單元、與所述溫度檢測單元、主處理 單元連接的電源單元，其特征在于，所述電源單元為自取電電源單元；所述自取電電源單元包括電場取電模塊；所述電場取電模塊包括導電金屬片、普通二極管(D5)、穩壓二極管(D6)、電容(C5)；其中，所述導電金屬片的一端與高壓導線接觸，所述普通二極管(D5)的正極連接所述 導電金屬片的另一端，所述普通二極管(M)的負極連接所述電容(⑶)的正極，所述電容 (C5)的負極和所述穩壓二極管(D6)的正極均接地，所述穩壓二極管(D6)的負極與所述電 容(C5)的正極相連，并輸出電壓。
2.根據權利要求1所述的無線測溫終端，其特征在于，所述導電金屬片是鋁片。
3.根據權利要求1所述的無線測溫終端，其特征在于，所述自取電電源模塊還包括磁 場取電模塊；所述磁場取電模塊包括感應線圈、全橋整流電路(Ql)、第一電阻(Rl)和第一電容 (Cl)；所述感應線圈垂直放置于高壓導線的周圍，所述感應線圈的兩端與所述全橋整流電路 (Ql)的輸入端連接，所述全橋整流電路Oil)的輸入端并聯所述第一電阻(Rl)，所述全橋整 流電路Oil)的輸出端并聯所述第一電容(Cl)，所述第一電容(Cl)的正極與全橋整流電路 (Ql)輸出端的正極連接，并輸出電壓。
4.根據權利要求3所述的無線測溫終端，其特征在于，所述感應線圈中放置有硅鋼片。
5.根據權利要求3所述的無線測溫終端，其特征在于，所述磁場取電模塊還包括保護 模塊；所述保護模塊包括穩壓二極管(Zl)、可控硅(Tl)、普通二極管(DlO)、第二電容(C2)和 三個電阻(R2、R3、R4)；所述可控硅(Tl)的正極經過所述第二電阻(R2)與全橋整流電路Oil)的輸出端正極 連接，所述可控硅(Tl)的負極與所述全橋整流電路Oil)的輸出端負極連接；所述穩壓二極管(Zl)的負極經過所述第三電阻(舊)與所述全橋整流電路Oil)的輸 出端正從連接，所述穩壓二極管(Zl)的正極經過第四電阻(R4)與所述全橋整流電路Oil) 的輸出端負極連接；所述可控硅(Tl)的控制極與所述穩壓二極管(Zl)的正極連接；所述第二電阻(R2)和所述第三電阻(R3)的連接點與所述二極管(DlO)的正極連接， 所述二極管(DlO)的負極同時與所述第二電容(C2)的正極和所述第一電容(Cl)的正極連 接；所述第二電容(C2)與所述第一電容(Cl)并聯。
6.一種自取電電源裝置，其特征在于，包括電場取電模塊；所述電場取電模塊包括導電金屬片、普通二極管(D5)、穩壓二極管(D6)、電容(C5)；其中，所述導電金屬片的一端與高壓導線接觸，所述普通二極管(D5)的正極連接所述 導電金屬片的另一端，所述普通二極管(M)的負極連接所述電容(⑶)的正極，所述電容 (C5)的負極和所述穩壓二極管(D6)的正極均接地，所述穩壓二極管(D6)的負極與所述電 容(C5)的正極相連，并輸出電壓。
7.根據權利要求6所述的自取電電源裝置，其特征在于，所述導電金屬片是鋁片。
8.根據權利要求7所述的自取電電源裝置，其特征在于，還包括磁場取電模塊； 所述磁場取電模塊包括感應線圈、全橋整流電路(Ql)、第一電阻(Rl)和第一電容(Cl)；所述感應線圈垂直放置于高壓導線的周圍，所述感應線圈的兩端與所述全橋整流電 路Oil)的輸入端連接，所述全橋整流電路Oil)的輸入端并聯所述第一電阻(Rl)，所述全橋 整流電路Oil)的輸出端并聯所述第一電容(Cl)，所述第一電容(Cl)的正極與全橋整流電 路Oil)輸出端的正極連接，輸出電壓。
9.根據權利要求8所述的自取電電源裝置，其特征在于，所述磁場取電模塊還包括保 護模塊；所述保護模塊包括穩壓二極管(Zl)、可控硅(Tl)、普通二極管(DlO)、第二電容(C2)和 三個電阻(R2、R3、R4)；所述可控硅(Tl)的正極經過所述第二電阻(R2)與全橋整流電路Oil)的輸出端正極 連接，所述可控硅(Tl)的負極與所述全橋整流電路Oil)的輸出端負極連接；所述穩壓二極管(Zl)的負極經過所述第三電阻(舊)與所述全橋整流電路Oil)的輸 出端正從連接，所述穩壓二極管(Zl)的正極經過第四電阻(R4)與所述全橋整流電路Oil) 的輸出端負極連接；所述可控硅(Tl)的控制極與所述穩壓二極管(Zl)的正極連接； 所述第二電阻(R2)和所述第三電阻(R3)的連接點與所述二極管(DlO)的正極連接， 所述二極管(DlO)的負極同時與所述第二電容(C2)的正極和所述第一電容(Cl)的正極連 接；所述第二電容(C2)與所述第一電容(Cl)并聯。
專利摘要本實用新型提供一種無線測溫終端和自取電電源裝置，涉及終端領域，為解決現有技術中高壓輸電導線上的測溫終端需要采用蓄電池供電的技術問題而設計。所述的無線測溫終端，包括溫度檢測單元、主處理單元、與所述溫度檢測單元、主處理單元連接的電源單元，所述電源單元為自取電電源單元。本實用新型能夠用于無線設備。
文檔編號G08C17/02GK201821169SQ20102028708
公開日2011年5月4日 申請日期2010年8月10日 優先權日2010年8月10日
發明者呂強, 陳菊明 申請人:北京水木源華電氣有限公司