CN111473871A - 一种终端端子温度监测***及电能表 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种终端端子温度监测***及电能表，用于提高终端端子温度测量的准确度。所述***包括依次连接的光电转换模块、信号处理模块和显示模块；所述光电转换模块，用于接收终端端子发出的第一红外信号，转换所述终端端子的第一红外信号为电压信号，发送所述电压信号；所述信号处理模块，用于根据接收的所述电压信号和预置的电压温度对应关系，确定所述终端端子的实际温度值；所述显示模块，用于显示所述终端端子的实际温度值。通过在电能表中设置上述***，能够解决现有技术中测量终端端子温度成本较高，测量准确度较低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及智能监测技术领域，尤其涉及一种终端端子温度监测***及电能表。
背景技术
随着智能电网的发展，新一代模组化智能电能表应运而生，由于其本身强大的处理能力及丰富、优化的对外资源得到市场的快速推进，与旧表相比，新一代电能表去掉了对外弱电端子，简化了电表的对外接口；采用可插拔的功能模块实现模组化设计，提高了电能表扩展功能，同时还具有独立的操作***，能够实现电能表端子测温、蓝牙传输等功能。
而针对电能表端子测温功能的实现，现有技术最为普遍的方法是通过温度传感器进行测温。但在实际操作过程中所采用的形式有好几种，例如，将温度传感器内嵌到端子塑壳内部，将测得的端子塑壳的温度记为端子温度；或是将温度传感器内嵌到端子的铜柱内部，将测得的铜柱温度记为端子温度。
但上述的方法存在很大的难点与风险，若是将温度传感器内嵌到端子塑壳内部进行测温，首先这种方法工艺实现比较困难，同时，温度传感器靠近对外端子，很容易因强电冲击而损坏，影响端子温度的检测；若是将温度传感器内嵌到端子铜柱内部，在制造工艺的实现较为困难，同时对传感器的性能要求增强，间接的提升了器件成本，而且这种方法更容易导致传感器器件因外部强电冲击而损坏。综上所述，无论是将温度传感器内嵌到端子塑壳内部进行测温的方法，或是将温度传感器内嵌到端子铜柱内部进行测温的方法，对制造工艺的要求都比较高，制造成本增加，同时容易受到外部环境的影响，导致温度传感器损坏，难以保证测温结果的准确度。
发明内容
本发明提供了一种终端端子温度监测***和电能表，解决了现有技术中测量终端端子温度的成本较高，容易受到外部环境影响，难以保证测温结果准确度的技术问题。
本发明第一方面提供了一种终端端子温度监测***，应用于电能表，所述***包括依次连接的光电转换模块、信号处理模块和显示模块；
所述光电转换模块，用于接收终端端子发出的第一红外信号，转换所述终端端子的第一红外信号为电压信号，发送所述电压信号；
所述信号处理模块，用于根据接收的所述电压信号和预置的电压温度对应关系，确定所述终端端子的实际温度值；
所述显示模块，用于显示所述终端端子的实际温度值。
可选地，所述光电转换模块包括多个聚光片、多个光敏电阻和电压测量子模块；
所述聚光片，用于汇集所述终端端子发出的第一红外信号，获得第二红外信号；
所述光敏电阻，用于接收所述第二红外信号；
所述电压测量子模块，用于测量所述光敏电阻的电压值作为所述电压信号，发送所述电压信号。
可选地，所述信号处理模块包括信号转换子模块和温度校准子模块；
所述信号转换子模块，用于接收所述电压信号，计算所述电压信号的平均值，根据所述电压信号的平均值和所述预置的电压温度对应关系，确定第一温度值；
所述温度校准子模块，用于接收第一温度值，获取所述终端端子的发射率，根据所述终端端子的发射率校准所述第一温度值，确定所述终端端子的实际温度值。
可选地，所述***还包括对外接口模块与中央处理模块；
所述对外接口模块，用于发送所述实际温度值到所述中央处理模块；
所述中央处理模块，用于接收所述实际温度值，判断所述实际温度值是否大于预定阈值。
可选地，所述中央处理模块，还用于当所述实际温度值大于预定阈值时，输出警告信号。
可选地，所述中央处理模块，还用于当所述实际温度值小于或等于预定阈值时，发送所述实际温度值到所述显示模块。
可选地，所述对外接口模块，还用于为所述信号处理模块和所述中央处理模块提供电能。
可选地，所述显示模块显示所述终端端子的实际温度值的方式包括数字显示，和/或，温度曲线显示。
可选地，所述***还包括触发模块；
所述触发模块用于，当接收到预置触发信号时，在第一预置时间段内启动所述光电转换模块；
当超过所述第一预置时间段后，在第二预置时间段内判断是否接收到所述预置触发信号；
若在所述第二预置时间段内接收到所述预置触发信号，则继续保持所述光电转换模块的启动，直到再次接收到所述预置触发信号；
若在所述第二预置时间段内未接收到所述预置触发信号，则停止所述光电转换模块的启动。
进一步地，本发明第二方面还提供了一种电能表，包括底壳和端子座，还包括第一方面任一种所述的终端端子温度监测***。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
在本发明实施例中，提供了一种终端端子温度监测***，根据物体无时无刻都散发出红外辐射的原理，设置聚光片将终端端子所散发出的红外辐射汇聚到光敏电阻上，以根据光敏电阻的电压与温度的对应关系，较为准确地检测出终端端子的温度。与现有技术相比，无需考虑温度传感器受环境影响而导致精度较低的问题，同时无需将温度传感器等器件安装在端子塑壳内部或是端子铜柱内部，仅需要将上述终端端子温度监测***固定安装在电能表的底壳中的适当位置，即可达到监测电能表的端子温度的目的，降低了使用成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明的一种终端端子温度监测***的一种实施例中的结构框图；
图2为本发明的电能表的一种实施例结构示意图；
图3为本发明的一种终端端子温度监测***的另一种实施例的电路图；
图4为本发明的一种终端端子温度监测***的另一可选实施例的部分程序流程图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种终端端子温度监测***，用于解决现有技术中测量终端端子温度的成本较高，容易受到外部环境影响，难以保证测温结果准确度的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种终端端子温度监测***。
本发明提供的一种终端端子温度监测***，包括依次连接的光电转换模块101、信号处理模块102和显示模块103；
所述光电转换模块101，用于接收终端端子发出的第一红外信号，转换所述终端端子的第一红外信号为电压信号，发送所述电压信号；
所述信号处理模块102，用于根据接收的所述电压信号和预置的电压温度对应关系，确定所述终端端子的温度值；
所述显示模块103，用于显示所述终端端子的温度值；
在本发明实施例中，可以通过光电转换模块101接收终端端子发出的第一红外信号，在光电转换模块101中将第一红外信号转换为电压信号后，发送电压信号到信号处理模块102；信号处理模块102根据接收到的电压信号和预置其中的电压温度对应关系，寻找到此时接收到的电压信号对应的温度值；通过显示模块103将上述所确定的温度值显示出来。由于信号处理模块102所依据的电压信号为终端端子所发出的第一红外信号，因此此时信号处理模块102所确定的温度值即是终端端子的温度值。
其中，所述电压温度对应关系可以包括记载有光敏电阻1012的测定电压与对应温度的表格，本发明实施例对此不作限制。
进一步地，上述光电转换模块101、信号处理模块102和显示模块103可以通过卡槽或螺纹柱的连接方式固定放置。
在具体实现中，所述光电转换模块101可以包括多个聚光片1011、多个光敏电阻1012和电压测量子模块1013。
所述聚光片1011，用于汇集所述终端端子发出的第一红外信号，获得第二红外信号；
所述光敏电阻1012，用于接收所述第二红外信号；
所述电压测量子模块1013，用于测量所述光敏电阻1012的电压值作为所述电压信号，发送所述电压信号。
在本发明的另一实施例中，可以将聚光片1011设置在光敏电阻1012与终端端子之间的适当位置，通过聚光片1011汇集终端端子所发出的第一红外信号以获得聚焦后的第二红外信号，将第二红外信号发送到光敏电阻1012上，而光敏电阻1012连接有电压测量子模块1013，通过电压测量子模块1013测量所述光敏电阻1012的电压值，作为电压信号并发送到信号处理模块102执行之后的步骤。
其中，所述适当位置可以为能够将终端端子所发出的第一红外信号通过聚光片1011聚焦在光敏电阻1012上的位置。
可选地，可以将所述光电转换模块101置于终端端子两两之间，或是将所述光电转换模块101置于每个终端端子的后方位置。
可选地，所述信号处理模块102包括信号转换子模块1021和温度校准子模块1022；
所述信号转换子模块1021，用于接收所述电压信号，计算所述电压信号的平均值，根据所述电压信号的平均值和所述预置的电压温度对应关系，确定第一温度值；
所述温度校准子模块1022，用于接收第一温度值，获取所述终端端子的发射率，根据所述终端端子的发射率校准所述第一温度值，确定所述终端端子的实际温度值。
在本发明的另一可选实施例中，可以通过信号转换子模块1021接收电压信号，通过计算所述电压信号的平均值，根据所述电压信号的平均值，以提高所检测到的电压信号的准确度。在预置的电压温度对应关系中，确定第一温度值；再通过温度校准单元接收第一温度值和终端端子的发射率，例如通过确定终端端子的材质对应的红外辐射特征，以此作为终端端子的发射率，根据所述终端端子的发射率对所述第一温度值进行校准，以确定所述终端端子的实际温度值。
由于电压检测的过程中可能会由于检测模块的发热导致光敏电阻1012的检测精度受到影响，为保证检测精度，通过温度校准单元根据终端端子的发射率对第一温度值进行校准，以确定所述终端端子的实际温度值，具体校准方法在此不做限定。
可选地，所述终端端子温度监测***还包括对外接口模块104与中央处理模块105。
所述对外接口模块104，用于发送所述实际温度值到所述中央处理模块105。
所述中央处理模块105，用于接收所述实际温度值，判断所述实际温度值是否大于预定阈值。
在实际使用的过程中，仅是检测出终端端子的实际温度往往是不够的，基于对用户使用的安全性的考虑，可以通过对外接口模块104将所述电压信号的平均值对应的温度值发送到中央处理模块105，待中央处理模块105接收到上述温度值后，判断所述温度值是否大于预定阈值，进而确定是否需要输出警告信号以告知用户当前终端端子温度异常。
进一步地，所述中央处理模块105，还用于当所述实际温度值大于预定阈值时，输出警告信号。
在本发明的一种实施例中，当所述电压信号的平均值对应的温度值大于预定阈值时，说明此时的终端端子的温度值异常，所述中央处理模块105输出警告信号，例如通过触发蜂鸣器发出报警信号，同时进行事件记录并远程告知用户终端端子出现故障，提高用户使用安全性。
进一步地，所述中央处理模块105，还用于当所述实际温度值小于或等于预定阈值时，发送所述实际温度值到所述显示模块103。
在本发明的另一种实施例中，当所述实际温度值小于或等于预定阈值时，所述中央处理模块105发送所述终端端子的实际温度值到所述显示模块103，通过所述显示模块103显示当前终端端子的温度，以确保用户在使用过程中能够准确知晓当前终端端子的温度，进而确定是否需要对终端端子进行冷却，以保证终端使用的准确性。
在本发明的实施例中，所述对外接口模块104，还用于为所述信号处理模块102和所述中央处理模块105提供电能。
为保证终端端子温度监测***的使用可靠性，可以通过对外接口模块104为所述信号处理模块102和所述中央处理模块105提供电能，以避免在使用过程中终端突然断电导致终端端子温度监测***受损，提高***使用可靠性。
在具体实现中，所述显示模块103显示所述终端端子的实际温度值的方式包括数字显示，和/或，温度曲线显示。
在本发明的可选实施例中，所述显示模块103可以通过数字显示的方式显示所述终端端子的温度值，例如通过数字显示的方式同时显示当前时间以及当前的终端端子的温度值；或是通过温度曲线的方式显示终端端子的温度值，例如以终端启动时间为原点时间，以温度曲线的方式显示终端端子的温度变化趋势，以供技术人员查看确定终端端子的温度变化是否异常；亦或是同时通过温度曲线和数字显示的方式同时在显示模块103上显示温度值，例如以终端启动时间为原点时间，以温度曲线的方式显示终端端子的温度变化趋势，同时在显示模块103中显示当前时间对应的温度值，以防止温度曲线显示方式由于刻度跨度较大，用户无法准确确定终端端子的当前温度值。
在本发明的具体实现中，所述***还包括触发模块106；
所述触发模块106用于，当接收到预置触发信号时，在第一预置时间段内启动所述光电转换模块101；
当超过所述第一预置时间段后，在第二预置时间段内判断是否接收到所述预置触发信号；
若在所述第二预置时间段内接收到所述预置触发信号，则继续保持所述光电转换模块101的启动，直到再次接收到所述预置触发信号；
若在所述第二预置时间段内未接收到所述预置触发信号，则停止所述光电转换模块101的启动。
参见图4所示的终端端子温度监测***的程序流程图，初始化光电装换模块，当所述触发模块106接收到预置触发信号，例如用户的按下操作等，启动所述光电转换模块101，开始执行终端端子的温度监测，进入预置工作模块，而基于使用成本的考虑，此时是在第一预置时间段内执行终端端子的温度监测；而在超过第一预置时间段后，判断在第二预置时间段内是否再接收到预置触发信号，若是则继续启动所述光电转换模块101，直到再次接收到预置触发信号；若在第二预置时间段内并未接收到预置触发信号，则停止所述光电转换模块101的启动，背光屏熄灭。例如，可以设置第一预置时间段为2分钟，第二预置时间段为10秒，本发明实施例对此不做限制。
在本发明实施例中，提供一种终端端子温度监测***，当接收到预置触发信号后，在第一预置时间段内启动光电转换模块，通过聚光片接收到端子的第一红外信号，经聚光片进行汇聚后生成第二红外信号并发送到光敏电阻，当光敏电阻接收到第二红外信号后，光敏电阻的阻值开始改变，导致光敏电阻的电压值也发生改变；此时电压测量子模块检测光敏电阻的电压值并发送到信号处理子模块；待信号处理子模块接收到电压值后计算电压平均值，确定电压平均值对应的温度值；并经温度校准单元根据端子的发射率对温度值进行校准后发送中央处理模块，中央处理模块判断温度值是否大于预定阈值；若是温度值大于预定阈值，则可以通过蜂鸣器输出警告信号；若是小于或等于预定阈值，则将所述温度值发送到显示模块，显示模块可以通过数字显示或是温度曲线显示等方式显示端子的温度值。当超过第一预置时间段后，若在第二预置时间段内接收到预置触发信号，则继续保持所述光电转换模块的启动，直到再次接收到所述预置触发信号；若在所述第二预置时间段内未接收到所述预置触发信号，则停止所述光电转换模块的启动。解决了现有技术中测量终端端子温度的成本较高，容易受到外部环境影响，难以保证测温结果准确度的技术问题，提高了端子温度测量的准确度。
请参阅图2的一种电能表的结构示意图，至少包括底壳和端子座，还可以包括上述任一种终端端子温度监测***，在所述端子座上设置端子后，通过聚光片汇聚所述端子发出的红外辐射到光敏电阻上，例如L进线端子和L出线端子通过聚光片汇集红外辐射到光敏电阻1上，经信号处理模块检测光敏电阻1的电压变化值，进而确定光敏电阻1所对应的实际温度值，经对外接口模块连接到显示模块进行显示。
详细的电路实现图可参见图3，图3为本发明一种实施例中的终端端子温度监测***的电路图。其中，第一部分为光电转换模块的实际电路图；第二部分为信号处理模块的实际电路图；第三部分为对外接口模块的实际电路图；按照各自对应的引脚依次连接第一部分、第二部分、第三部分以及显示模块，同时在第三部分提供电源输入，以提供第二部分与显示模块的电源供应。将上述电路装载在PCB板并固定在电能表的底壳内的适当位置，施以触发信号，即可以通过上述终端端子温度监测***监测电能表的端子温度。
在本发明的实施例中，可以提供一种电能表，通过在所述电能表的端子座上设置端子，在底壳中以螺纹柱或其他固定方式固定设置上述终端端子温度监测***。当所述电能表接收到预置触发信号后，在第一预置时间段内启动光电转换模块，通过聚光片接收到端子的第一红外信号，经聚光片进行汇聚后生成第二红外信号并发送到光敏电阻，当光敏电阻接收到第二红外信号后，光敏电阻的阻值开始改变，导致光敏电阻的电压值也发生改变；此时电压测量子模块检测光敏电阻的电压值并发送到信号处理子模块；待信号处理子模块接收到电压值后计算电压平均值，确定电压平均值对应的温度值；并经温度校准单元根据端子的发射率对温度值进行校准后发送中央处理模块，中央处理模块判断温度值是否大于预定阈值；若是温度值大于预定阈值，则可以通过蜂鸣器输出警告信号；若是小于或等于预定阈值，则将所述温度值发送到显示模块，显示模块可以通过数字显示或是温度曲线显示等方式显示端子的温度值。当超过第一预置时间段后，若在第二预置时间段内接收到预置触发信号，则继续保持所述光电转换模块的启动，直到再次接收到所述预置触发信号；若在所述第二预置时间段内未接收到所述预置触发信号，则停止所述光电转换模块的启动。解决了现有技术中测量终端端子温度的成本较高，容易受到外部环境影响，难以保证测温结果准确度的技术问题，提高了端子温度测量的准确度。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述装置实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)使用本发明各个实施例所述装置的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种终端端子温度监测***，应用于电能表，其特征在于，所述***包括依次连接的光电转换模块、信号处理模块和显示模块；
所述光电转换模块，用于接收终端端子发出的第一红外信号，转换所述终端端子的第一红外信号为电压信号，发送所述电压信号；
所述信号处理模块，用于根据接收的所述电压信号和预置的电压温度对应关系，确定所述终端端子的实际温度值；
所述显示模块，用于显示所述终端端子的实际温度值。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述光电转换模块包括多个聚光片、多个光敏电阻和电压测量子模块；
所述聚光片，用于汇集所述终端端子发出的第一红外信号，获得第二红外信号；
所述光敏电阻，用于接收所述第二红外信号；
所述电压测量子模块，用于测量所述光敏电阻的电压值作为所述电压信号，发送所述电压信号。
3.根据权利要求1或2所述的***，其特征在于，所述信号处理模块包括信号转换子模块和温度校准子模块；
所述信号转换子模块，用于接收所述电压信号，计算所述电压信号的平均值，根据所述电压信号的平均值和所述预置的电压温度对应关系，确定第一温度值；
所述温度校准子模块，用于接收第一温度值，获取所述终端端子的发射率，根据所述终端端子的发射率校准所述第一温度值，确定所述终端端子的实际温度值。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括对外接口模块与中央处理模块；
所述对外接口模块，用于发送所述实际温度值到所述中央处理模块；
所述中央处理模块，用于接收所述实际温度值，判断所述实际温度值是否大于预定阈值。
5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述中央处理模块，还用于当所述实际温度值大于预定阈值时，输出警告信号。
6.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述中央处理模块，还用于当所述实际温度值小于或等于预定阈值时，发送所述实际温度值到所述显示模块。
7.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述对外接口模块，还用于为所述信号处理模块和所述中央处理模块提供电能。
8.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述显示模块显示所述终端端子的实际温度值的方式包括数字显示，和/或，温度曲线显示。
9.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括触发模块；
所述触发模块用于，当接收到预置触发信号时，在第一预置时间段内启动所述光电转换模块；
当超过所述第一预置时间段后，在第二预置时间段内判断是否接收到所述预置触发信号；
若在所述第二预置时间段内接收到所述预置触发信号，则继续保持所述光电转换模块的启动，直到再次接收到所述预置触发信号；
若在所述第二预置时间段内未接收到所述预置触发信号，则停止所述光电转换模块的启动。
10.一种电能表，包括底壳和端子座，其特征在于，还包括权利要求1-9任一项所述的终端端子温度监测***。
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