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摘 要 介绍了多路带电导体的在线温度检测器的电路结构，阐述了测温电路与二次回路的电气隔离方法，定义了数据传送规约，说明了测温控制方法。
关键词 测温模块；电气隔离；数据帧
中图分类号：TN25 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）17-0119-01
在电力系统中，电力线路和主开关设备在运行时，回路电流往往很大。当电力线路接头或开关设备的触头接触不良时，电力线路的接头或主开关的触头很容易发热。当温度达到一定程度后，将造成电气事故。如果能对带电导体实施在线检测，实时监视其运行情况，将能很好地避免该类事故的发生。
1 电路构成
带电导体的在线温度检测电路如图1所示。图（a）为主控制器电路，分别由单片机、LCD、键盘、温度传感、放大、红外发送、红外接收、直流电源等部分组成。直流电源的输入为交流或直流220 V。图（b）为测温模块电路，分别由单片机、温度传感、放大、红外发送、红外接收、直流电源、电流互感器等部分组成。直流电源的输入为电流互感器，电流互感器的输入为带电导体的电流。温度传感器直接贴装于带电导体上，因此，测温模块与带电导体等电位。为实现测温模块与主控制器及其它二次设备之间的电气隔离，一方面，主控制器与测温模块之间的信号传输采用红外光线；另一方面，测温模块的工作电源由电流互感器直接取自带电导体的电流。由于测温模块与带电导体等电位，所以，此电流互感器不需要有很高的耐压等级，使用一般的微型电流互感器即可。
2 数据传送规约
主控制器与测温模块之间的数据交换是通过串行通信完成的。串行通信中，一帧数据由一字节的地址、一字节的数据和一字节的校验码组成。校验码为地址与数据的异或值。主控制器的地址码为AAH，广播地址的编码为55H，其它值（不含00H和FFH）作为测温模块的地址。主控制器只能发送数据请求帧，数据请求帧有数据召收帧（第一字节为模块地址，第二字节为AAH）和地址编程帧（第一字节55H，第二字节为模块地址）。测温模块只能发送数据响应帧，数据响应帧有温度传送帧（第一字节为AAH，第二字节为温度数据）和地址编程确认帧（第一字节AAH，第二字节为模块地址）。一次数据通信只能有主控制器发起。
数据传送时序如图2所示。其中，字节与字节之间的时延t1要求不大于0.1ms，数据请求帧与数据响应帧之间的时间间隔t2要求不小于0.2ms且不大于2ms。
3 测温控制
在测温模块中，温度传感器将带电导体温度转换成模拟的电信号，经过放大电路放大后，传送给单片机的AD电路，在程序的控制下，转换成对应的数字信号。单片机一方面不断地将带电导体温度转换成数字量并暂存于寄存器中，另一方面，不断地监测红外接收电路的信号。当单片机监测到红外接收电路有信号时，则立即接收，并分析信号帧的类型和数据的正确性（通过校验码）。如果为本模块的数据召收帧，则等到红外接收电路无信号时，启动计时器，并将暂存于寄存器中的带电导体温度数据，组成数据响应帧，通过红外发送电路向外发送。如果在规定的时间内未将带电导体温度数据向外发出，则不做数据发送动作，返回到测温起点。如果为地址编程帧，则等到红外接收电路无信号时，启动计时器，取出数据域的数据，将该数据作为本模块的地址，写入ROM中，并组成地址编程确认帧，通过红外发送电路向外发送该数据，表示地址写入成功。如果在规定的时间内未将该数据向外发出，则不做数据发送动作，返回到测温起点。
在主控制器电路中，温度传感器将环境温度转换成模拟的电信号，经过放大电路放大后，传送给单片机的AD电路，在程序的控制下，转换成对应的数字信号。单片机一方面不断地将环境温度转换成数字量，并载入LCD中进行显示，另一方面不断循环地召收1～12个测温模块的温度数据，并载入LCD中进行显示。召收某一测温模块的温度数据过程为：先将该测温模块的地址组成数据召收帧，通过红外发送电路向外发送，接着启动计时器，并通过红外接收电路接收该测温模块的温度传送帧，分析数据的正确性，如果正确，则取出温度数据，否则丢去。如果在规定的时间内未接收到该测温模块的温度数据，则召收下一个测温模块的温度数据。
4 测温模块的地址编程
主控制器通过如图3所示的人机界面，接受用户的数据编辑和指令，将测温模块的地址组成地址编程帧，通过红外发送电路向外发送，并启动计时器。如果在规定的时间内，通过红外接收电路收到正确的地址编程确认帧，则将测温模块的编号、地址写入ROM中，并告知用户测温模块的地址编程成功，否则告知用户测温模块的地址编程失败。编号为1～12的数字，地址为1～254的数字。
5 结束语
多路带电导体的在线温度检测，由一个主控制器控制12路测温模块，集中监测12路测温点，系统结构简单。测温传感器直接贴装于带电导体上，温度测量精度高。通过数据的光电传输，测温模块的自供电，可靠地解决了带电导体测温的电气隔离问题。
参考文献
[1]张丽丽，徐西路，侯顺强，曹连民.多路温度检测仪的设计[J].煤矿机械，2004（03）.
[2]韩智.智能温度测量仪表的研究和设计[D].河北科技大学，2010.
关键词 测温模块；电气隔离；数据帧
中图分类号：TN25 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）17-0119-01
在电力系统中，电力线路和主开关设备在运行时，回路电流往往很大。当电力线路接头或开关设备的触头接触不良时，电力线路的接头或主开关的触头很容易发热。当温度达到一定程度后，将造成电气事故。如果能对带电导体实施在线检测，实时监视其运行情况，将能很好地避免该类事故的发生。
1 电路构成
带电导体的在线温度检测电路如图1所示。图（a）为主控制器电路，分别由单片机、LCD、键盘、温度传感、放大、红外发送、红外接收、直流电源等部分组成。直流电源的输入为交流或直流220 V。图（b）为测温模块电路，分别由单片机、温度传感、放大、红外发送、红外接收、直流电源、电流互感器等部分组成。直流电源的输入为电流互感器，电流互感器的输入为带电导体的电流。温度传感器直接贴装于带电导体上，因此，测温模块与带电导体等电位。为实现测温模块与主控制器及其它二次设备之间的电气隔离，一方面，主控制器与测温模块之间的信号传输采用红外光线；另一方面，测温模块的工作电源由电流互感器直接取自带电导体的电流。由于测温模块与带电导体等电位，所以，此电流互感器不需要有很高的耐压等级，使用一般的微型电流互感器即可。
2 数据传送规约
主控制器与测温模块之间的数据交换是通过串行通信完成的。串行通信中，一帧数据由一字节的地址、一字节的数据和一字节的校验码组成。校验码为地址与数据的异或值。主控制器的地址码为AAH，广播地址的编码为55H，其它值（不含00H和FFH）作为测温模块的地址。主控制器只能发送数据请求帧，数据请求帧有数据召收帧（第一字节为模块地址，第二字节为AAH）和地址编程帧（第一字节55H，第二字节为模块地址）。测温模块只能发送数据响应帧，数据响应帧有温度传送帧（第一字节为AAH，第二字节为温度数据）和地址编程确认帧（第一字节AAH，第二字节为模块地址）。一次数据通信只能有主控制器发起。
数据传送时序如图2所示。其中，字节与字节之间的时延t1要求不大于0.1ms，数据请求帧与数据响应帧之间的时间间隔t2要求不小于0.2ms且不大于2ms。
3 测温控制
在测温模块中，温度传感器将带电导体温度转换成模拟的电信号，经过放大电路放大后，传送给单片机的AD电路，在程序的控制下，转换成对应的数字信号。单片机一方面不断地将带电导体温度转换成数字量并暂存于寄存器中，另一方面，不断地监测红外接收电路的信号。当单片机监测到红外接收电路有信号时，则立即接收，并分析信号帧的类型和数据的正确性（通过校验码）。如果为本模块的数据召收帧，则等到红外接收电路无信号时，启动计时器，并将暂存于寄存器中的带电导体温度数据，组成数据响应帧，通过红外发送电路向外发送。如果在规定的时间内未将带电导体温度数据向外发出，则不做数据发送动作，返回到测温起点。如果为地址编程帧，则等到红外接收电路无信号时，启动计时器，取出数据域的数据，将该数据作为本模块的地址，写入ROM中，并组成地址编程确认帧，通过红外发送电路向外发送该数据，表示地址写入成功。如果在规定的时间内未将该数据向外发出，则不做数据发送动作，返回到测温起点。
在主控制器电路中，温度传感器将环境温度转换成模拟的电信号，经过放大电路放大后，传送给单片机的AD电路，在程序的控制下，转换成对应的数字信号。单片机一方面不断地将环境温度转换成数字量，并载入LCD中进行显示，另一方面不断循环地召收1～12个测温模块的温度数据，并载入LCD中进行显示。召收某一测温模块的温度数据过程为：先将该测温模块的地址组成数据召收帧，通过红外发送电路向外发送，接着启动计时器，并通过红外接收电路接收该测温模块的温度传送帧，分析数据的正确性，如果正确，则取出温度数据，否则丢去。如果在规定的时间内未接收到该测温模块的温度数据，则召收下一个测温模块的温度数据。
4 测温模块的地址编程
主控制器通过如图3所示的人机界面，接受用户的数据编辑和指令，将测温模块的地址组成地址编程帧，通过红外发送电路向外发送，并启动计时器。如果在规定的时间内，通过红外接收电路收到正确的地址编程确认帧，则将测温模块的编号、地址写入ROM中，并告知用户测温模块的地址编程成功，否则告知用户测温模块的地址编程失败。编号为1～12的数字，地址为1～254的数字。
5 结束语
多路带电导体的在线温度检测，由一个主控制器控制12路测温模块，集中监测12路测温点，系统结构简单。测温传感器直接贴装于带电导体上，温度测量精度高。通过数据的光电传输，测温模块的自供电，可靠地解决了带电导体测温的电气隔离问题。
参考文献
[1]张丽丽，徐西路，侯顺强，曹连民.多路温度检测仪的设计[J].煤矿机械，2004（03）.
[2]韩智.智能温度测量仪表的研究和设计[D].河北科技大学，2010.