CN204904119U - 一种基于单片机和颜色传感器的端子箱湿度监测控制*** - Google Patents
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Abstract
一种基于单片机和颜色传感器的端子箱湿度控制***，包括安装在端子箱上的呼吸器、除湿模块、温湿度采集模块、控制模块，所述呼吸器内部设有用于吸收水分的硅胶，呼吸器与除湿模块通过导管相连，所述呼吸器内设有颜色传感器，颜色传感器用于采集呼吸器中硅胶的颜色数据。所述除湿模块包括制冷部分和加热部分，制冷部分由半导体制冷片组成，加热部分由加热带组成。所述温湿度采集模块包括温度传感器、湿度传感器，用于温湿度数据的采集。所述控制模块分别连接温湿度采集模块、颜色传感器、半导体制冷片、加热带。本实用新型一种基于单片机和颜色传感器的端子箱湿度控制***，实现了端子箱内温湿度的自动控制，操作人员只需在操作台查看温湿度数据和报警信息，其余的控制由***自动完成。
Description
技术领域
本实用新型一种基于单片机和颜色传感器的端子箱湿度控制***，涉及变电站的端子箱防潮除湿领域。
背景技术
户外端子箱是将测控设备、保护设备和通信设备等二次设备连接起来的装置。端子箱内部环境状况对二次回路安全稳定运行非常重要。实际使用过程中，端子箱由于放置于户外，受外部环境影响很大。在空气较潮湿时，端子箱内部环境蒸汽很容易饱和，水蒸气在饱和时变成凝露附着在箱内的端子排或接点上，导致对地绝缘电阻下降，甚至会引起端子排或继电器接点短路，造成保护误动，对电网的安全运行造成威胁。为了防止端子箱内部过于潮湿，变电站通常会采用加热器，对端子箱内空气加热。这些加热器多半采用自动控制加热，但是存在一个问题，即在端子箱内部湿度降低以后，加热器依旧在工作，使得电缆过热从而加速老化。即便目前已有一些变电站采用自动湿度控制***，但是存在设备造价高，不易维护等问题。
发明内容
针对变电站端子箱存在的内部易潮湿问题，本实用新型提供一种基于单片机和颜色传感器的端子箱湿度控制***，该***旨在实现温度和湿度数据的采集、信号的处理、数据存储、对环境的湿度进行控制、对呼吸器的颜色进行监测与报警等功能。该***实现了端子箱内温湿度的自动控制，操作人员只需在操作台查看温湿度数据和报警信息，其余的控制由***自动完成，极大的减少了操作人员的工作量。
本实用新型所采用的技术方案是：
一种基于单片机和颜色传感器的端子箱湿度控制***，包括安装在端子箱上的呼吸器、除湿模块、温湿度采集模块、控制模块，所述呼吸器内部设有用于吸收水分的硅胶，呼吸器与除湿模块通过导管相连，所述呼吸器内设有颜色传感器，颜色传感器用于采集呼吸器中硅胶的颜色数据。所述除湿模块包括制冷部分和加热部分，制冷部分由半导体制冷片组成，加热部分由加热带组成。所述温湿度采集模块包括温度传感器、湿度传感器，用于温湿度数据的采集。所述控制模块分别连接温湿度采集模块、颜色传感器、半导体制冷片、加热带。
所述控制模块包括单片机、供电电源，单片机连接运算放大器，所述单片机连接有存储芯片、功率放大器、报警装置，所述单片机连接有时钟芯片；所述单片机通过功率放大器连接继电器，继电器分别连接半导体制冷片、加热带。
所述单片机、存储芯片、运算放大器、功率放大器、继电器、供电电源封装在一个密封盒内，所述密封盒上设置有接线端口，所述接线端口分别与温湿度采集模块、半导体制冷片、加热带相连。
所述温湿度采集模块包括两个温度传感器、两个湿度传感器，构成两对温湿度传感器，两对温湿度传感器分别放置在端子箱内的顶部和底部角落处。
所述颜色传感器为TCS2300D型颜色传感器。
所述单片机为MSP430F149单片机。
本实用新型一种基于单片机和颜色传感器的端子箱湿度控制***，其技术效果如下：
1）、采用温度和湿度传感器，按照端子箱内部温度梯度和湿度分布进行相应的布置，能够尽量真实地反映端子箱内的实际温湿度状况，便于操作人员实时查看端子箱内温湿度状况。
2）、采用半导体制冷片作为湿度调节的制冷部分，能较快响应控制命令，保证了对环境湿度快速及时地调节。
3）、采用颜色传感器对呼吸器的颜色进行监测，工作人员可在操作台对呼吸器的硅胶颜色状态进行查看，当需要更换硅胶时，该***会发送报警信号，从而大大减少了操作人员的工作量。
4）、选择MSP430F149单片机作为核心控制芯片来实现控制逻辑，处理能力强、可靠性高、结构简单。
5）、该***实现了端子箱内温湿度的自动控制，使得操作人员无需频繁对端子箱内的情况进行查看，在PC机上就能查看温湿度数据以及呼吸器中硅胶的颜色情况，在硅胶颜色变红后取出硅胶风干或对其进行更换。
附图说明
图1为本实用新型的湿度自动控制装置结构示意图；
图2为本实用新型的湿度自动控制流程图；
图3为本实用新型在端子箱布局示意图。
具体实施方式
如图1~3所示，一种基于单片机和颜色传感器的端子箱湿度控制***，包括安装在端子箱上的呼吸器3、除湿模块、温湿度采集模块1、控制模块。呼吸器3用于吸收端子箱内水分，所述呼吸器3内部设有用于吸收水分的硅胶，呼吸器3与除湿模块通过导管相连，所述呼吸器3内设有颜色传感器，颜色传感器用于采集呼吸器3中硅胶的颜色数据；
所述除湿模块包括制冷部分和加热部分，制冷部分由半导体制冷片2组成，加热部分由加热带6组成；
所述温湿度采集模块1包括温度传感器、湿度传感器，用于温湿度数据的采集；
所述控制模块分别连接温湿度采集模块1、颜色传感器、半导体制冷片2、加热带6。
所述控制模块用于接收温湿度采集模块1和颜色传感器输入的数据，将数据传送到终端PC机上，并发送控制命令，对继电器进行控制，从而控制除湿模块。
所述控制模块包括单片机、供电电源，单片机连接运算放大器，所述单片机连接有存储芯片、功率放大器、报警装置，所述单片机连接有时钟芯片；所述单片机通过功率放大器连接继电器，继电器分别连接半导体制冷片2、加热带6。存储芯片用于存储实时数据。
所述单片机、存储芯片、运算放大器、功率放大器、继电器、供电电源封装在一个密封盒4内，所述密封盒4上设置有接线端口，所述接线端口分别与温湿度采集模块1、半导体制冷片2、加热带6相连。
所述温湿度采集模块1包括两个温度传感器、两个湿度传感器，构成两对温湿度传感器，两对温湿度传感器分别放置在端子箱内的顶部和底部角落处。
所述颜色传感器为TCS2300D型颜色传感器。
所述单片机为MSP430F149单片机。
在湿度超过阈值时，启动半导体制冷片2进行制冷；当湿度在阈值范围内，比较端子箱内壁温度和空气温度，若内壁温度低于空气温度，则存在凝露的可能，启动加热带6进行加热。所述控制模块在监测到呼吸器3中的颜色接近90%变为红色的时候，启动报警装置，提示工作人员更换硅胶。
温湿度采集模块1采集的反映温度和湿度的模拟电压信号，经过A/D转换单元后，送入到单片机的控制电路进行数据处理，由单片机根据控制逻辑对继电器发送相应的控制命令，进行湿度调节，并将数据送入终端PC机实时显示，以便工作人员进行查看。在湿度超过阈值时，采用冷却措施，降低空气湿度，使空气产生凝露导出箱外；湿度在阈值范围内，监测端子箱内壁温度和空气温度差，若内壁温度低于空气温度，则存在凝露的可能，采用加热措施，使空气温度升高，提升空气露点温度，从而降低凝露产生的可能性。在呼吸器3中的硅胶颜色监测到超过90%时，启动报警从而提醒工作人员更换硅胶。按照以上控制逻辑，该***可以自动控制端子箱湿度，在工作台实时显示端子箱内温度和湿度的监测情况，在硅胶需要更换时提示告警，使得端子箱湿度控制更智能化。
如图1所示，温度、湿度、颜色传感器将数据输入到运算放大器，再输入到单片机，单片机将控制命令输出到报警装置和与功率放大器相连的除湿模块，控制报警和除湿操作，同时将数据存储在存储芯片里，将温湿度数据和颜色数据发送到终端PC机上进行实时显示。图2为湿度自动控制流程图，展示湿度控制的逻辑过程。图3为湿度控制装置在端子箱布局图，端子箱包括设置箱门上的把手5，采用两个温度传感器和两个湿度传感器，构成两对温湿度传感器，根据温度的梯度分布和湿度的不均匀分布特点，将两对传感器分别放置在端子箱内的顶部和底部角落处。将单片机、存储芯片、运算放大器、功率放大器、继电器和供电电源封装在一个密封盒4内部，密封盒4上设置接线端口，分别与温湿度传感器和加热带6、半导体制冷片2相连。加热带6安装位置尽量与端子箱内的线路隔开很远。半导体制冷片2与呼吸器3用导管相连，制冷凝结的水分流入呼吸器3中，被硅胶吸收。密封盒4上设置接线端口，通过线路分别与温湿度采集模块1、半导体制冷片2相连。半导体制冷片2放置于端子箱空间偏底部的正中间位置，半导体制冷片2通过导管与呼吸器3相连，呼吸器3放置在端子箱外侧。密封盒4放置于端子箱底部某处，只需保证与加热带6保持一定距离即可。由于端子箱的接线端子一般放置于箱体左右两侧和偏顶部，所以将加热带6放置于底部正中间。
Claims (6)
1.一种基于单片机和颜色传感器的端子箱湿度控制***，包括安装在端子箱上的呼吸器（3）、除湿模块、温湿度采集模块（1）、控制模块，其特征在于，所述呼吸器（3）内部设有用于吸收水分的硅胶，呼吸器（3）与除湿模块通过导管相连，所述呼吸器（3）内设有颜色传感器，颜色传感器用于采集呼吸器（3）中硅胶的颜色数据；所述除湿模块包括制冷部分和加热部分，制冷部分由半导体制冷片（2）组成，加热部分由加热带（6）组成；
所述温湿度采集模块（1）包括温度传感器、湿度传感器，用于温湿度数据的采集；所述控制模块分别连接温湿度采集模块（1）、颜色传感器、半导体制冷片（2）、加热带（6）。
2.根据权利要求1所述一种基于单片机和颜色传感器的端子箱湿度控制***，其特征在于，所述控制模块包括单片机、供电电源，单片机连接运算放大器，所述单片机连接有存储芯片、功率放大器、报警装置，所述单片机连接有时钟芯片；所述单片机通过功率放大器连接继电器，继电器分别连接半导体制冷片（2）、加热带（6）。
3.根据权利要求2所述一种基于单片机和颜色传感器的端子箱湿度控制***，其特征在于，所述单片机、存储芯片、运算放大器、功率放大器、继电器、供电电源封装在一个密封盒（4）内，所述密封盒（4）上设置有接线端口，所述接线端口分别与温湿度采集模块（1）、半导体制冷片（2）、加热带（6）相连。
4.根据权利要求1所述一种基于单片机和颜色传感器的端子箱湿度控制***，其特征在于，所述温湿度采集模块（1）包括两个温度传感器、两个湿度传感器，构成两对温湿度传感器，两对温湿度传感器分别放置在端子箱内的顶部和底部角落处。
5.根据权利要求1所述一种基于单片机和颜色传感器的端子箱湿度控制***，其特征在于，所述颜色传感器为TCS2300D型颜色传感器。
6.根据权利要求2所述一种基于单片机和颜色传感器的端子箱湿度控制***，其特征在于，所述单片机为MSP430F149单片机。
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