开关柜红外测温系统

zjw5000

开关柜红外测温系统 [复制链接]

 

开关柜红外测温系统

一、        项目背景      
    在当前用电负荷迅速增长的情况下，10kV ～ 35kV开关柜在长期运行过程中，经常发生开关触点、母线连接部位等因老化或接触电阻过大而温度异常升高的现象，如果不能及时发现并进行维护，将会造成严重的设备事故。解决开关过热问题是杜绝此类事故发生的关键，实现温度实时监测是保证高压设备安全运行的重要手段。
二、        功能描述
    1. 非接触式温度采集。
    2. rs485与测温主机相连。
    3. 与主机通讯速率0～5分钟可调。
    4.测温测量范围-40～750℃。
三、        技术实现
采用热电堆红外传感器，热电堆传感器是直接感应热辐射，以非接触的方式检测物体发射的红外线能量，并将其转换成相应的电压信号输出。被方案采用TS118-1传感器。TS118-1具有较小的热惯性和较高的灵敏度。
(效果图)
三、        核心器件
1.TS118-1

  TS118-1型红外温度传感器是一种专门用于非接触体温测量的传感器。它的测量的原理是:所有的物体都会向外发射红外线，而发射功率正比于物体的表面温度，那么精确测量物体的红外线发射功率就能确定物体的表面温度。

TS118-1应用微结构薄膜技术在硅底板上集成了许多个基于热电效应的热电偶，热电偶的热端和冷端之间用隔热的SiNx隔膜隔开，热端的吸收区把引入的红外线转换成热量，而热电偶把热量成比例地转换成电压输出。

2.R7F0C802

    R7F0C801至805系列微控制器采用了RL78内核，在该类产品上同时实现了高速处理性能与最低的功耗，并且拥有一系列低引脚数的广阔产品阵容，高精度±2%片上振荡器（TA = 0 + 40℃）使CPU运行可达到20 MHz，同时内置了可选上电复位和看门狗定时器等功能，有助于系统实现更紧凑的尺寸和低功耗，使整个系统搭建成本更低。

3.AD8552

     低失调电压：1 μV     输入失调漂移：0.005μV/°C     轨到轨输入和输出摆幅     5 V/2.7 V单电源供电     高增益、高共模抑制比(CMRR)、高电源抑制比(PSRR)：130 dB     超低输入偏置电流：20pA     低电源电流：700μA/运算放大器     过载恢复时间：50μs    无需外部电容

4.MAX485

  具有限摆率驱动器，可以减小EMI，并降低由不恰当的终端匹配电缆引起的反射，实现最高250kbps的无差错数据传输。

已经成尸体了，这次活动，没有随板附带几个片子，呵呵
四、        硬件说明
1.流程图
流程图-1

2.原理图


原理图-1

3.实物图

pcb图-1

pcb图-2


pcb图-3


pcb图-4

成品-1


成品-2

五、        源代码

监测-1

Infrared_Soft.zip (51.68 KB, 下载次数: 24)

2014-9-24 21:46 上传

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源码
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   免费下载，转载请注明出处。
六、        后记
    这款片子，性能确实不错，如果真的如宣传一样，1rmb/P，很不错，比em153之类的强多了。
软件串口部分，采用输入一个16进制0x61，下位机才有动作，由于采用float变量的话，code会飙升，所以温度变量全部采用采用uint_16，会损失部分精度。
工作原理：先通过热电堆自带热敏ntc，算出环境温度，在利用电堆电动势，算出黑体温度，黑体温度 - 环境温度 配上线性系数，就得出实际测量温度了。
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视频拍的很模糊，相机不行，看来要升级行头了，，完毕。

zjw5000

占楼更新专用

zjw5000

占楼更新专用

dwwzl

不错，为何选择 TS118-1型红外温度传感器，是哪方面的优势呢？

wo4fisher

4楼的疑问 很好啊，求楼主解答，还有就是  问下楼主硬件成本,...

zjw5000

红外传感器都是基于热电堆模式的，选这个，因为手里有现成的。

凤凰息梧桐

不错啊 期待明天楼主回来分享啊

ruya3699

期待楼主的作品啊

zjw5000

资料更新完毕。

soso

关注中 ：）

littleshrimp

不错不错，好东西。

410023626

问下楼主温度传感器的银白色的金属圈圈和塑料壳子叫什么？加上后起到什么作用？
哪里可以买到？

zjw5000

那个是透镜，也叫菲涅尔透镜，作用和原理  自行google。

uzufk

问一下,楼主的外壳从那里买的?

xu__changhua

TS-118热电堆的（ 林敏渡）V/oC很低，需要很大的放大倍数的放大器，解决放大器的失调和漂移问题最重要，此外若不作光学聚焦，则测量距离又很近。涉及到结构设计。因此这两点是热电堆非接触测温项目成功的关键。

wsxiaoping3

又学到一招

xu__changhua

在主贴的后记工作原理中，用MCU自带的测温功能做环境温度检测是不妥的。因为芯片工作时自身是发热的，测得的是MCU芯片温度，而不是环境温度。
如果环境温度测量是必须的，且精度要求很高的话，用热电阻+惠斯顿电桥+AD   --->  MCU，或MCU自带AD。

xu__changhua

可以的话，我也参与DIY如何呢？
不过这个项目用途很专业，20年前参加过35KV电力自动化微机保护研制项目（系统级）。