在電能表接線端子上封裝光纖光柵感溫探針的裝置及其整體化溫度標定方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種在電能表接線端子上封裝光纖光柵感溫探針的裝置及其整體化溫度標定方法。該裝置的主體為一個由導(dǎo)熱材料制成的回型卡槽，該卡槽的一條邊貫通有適用于插入光纖光柵感溫探針的內(nèi)嵌式圓柱形孔槽?；匦涂ú鄣膬?nèi)孔形狀及尺寸與電能表接線端子相匹配。在回型卡槽內(nèi)側(cè)設(shè)計一個條形開口區(qū)域，以保證光纖光柵感溫探針與電能表接線端子能夠保持最大限度直接接觸。整個裝置結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)崟r準確感知觸頭實際溫度信息，且安裝方便。此外，與該封裝相對應(yīng)的整體化溫度標定方法為，利用恒溫水浴裝置對整體進行逐點溫度標定，從而獲得基于回型卡槽結(jié)構(gòu)的光纖光柵感溫探針整體封裝在不同溫度下光纖光柵中心波長偏移量與被測接線端子溫度變化的對應(yīng)關(guān)系。
【專利說明】在電能表接線端子上封裝光纖光柵感溫探針的裝置及其整體化溫度標定方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于電能表溫度監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種在電能表接線端子上封裝光纖光柵感溫探針的結(jié)構(gòu)及配套整體化溫度標定方法。
【背景技術(shù)】
[0003]在電能表設(shè)備領(lǐng)域，電能表接線端子是易出故障的薄弱環(huán)節(jié)。在長期使用后，由于這些部位接觸不良、插接偏心不正等原因，導(dǎo)致接觸電阻較大。在大電流情況下該處的發(fā)熱嚴重，其結(jié)果是接頭溫度異常。從而加劇接觸面氧化，使得接觸電阻進一步增大，形成惡性循環(huán)，從而損壞電能表接線端子。巡檢者常規(guī)的檢查辦法很難觀察到電能表觸頭的工作情況。
[0004]常規(guī)電能表測溫設(shè)備都是非接觸式測溫儀器，容易受電磁場和外部環(huán)境溫度因素的影響，從而導(dǎo)致測量溫度不準確、工作狀態(tài)不穩(wěn)定等缺點。相比傳統(tǒng)的非接觸式測溫傳感器，光纖光柵感溫探針器具有體積小、抗電磁干擾能力強等優(yōu)點，已經(jīng)成為目前電能表溫度監(jiān)測領(lǐng)域的研究熱點。
[0005]光纖光柵感溫探針器測量溫度時，不需供電，不受電磁干擾。光纖具有優(yōu)異的絕緣性能，可以直接安裝到 電能表接線端子上，實現(xiàn)準確的電能表觸頭的運行溫度在線測量，做到故障的早期預(yù)測和報警。當發(fā)生故障時，并按相應(yīng)預(yù)案采取安全處理措施。
[0006]電能表接線端子通常工作在通電和斷電兩種狀態(tài)下，電能表通斷過程伴隨著接線端子的垂直方向移動。光纖光柵感溫探針器在測量觸頭溫度時需要緊固于觸頭上，防止觸頭移動過程對溫度測量的影響。此外，電能表接線端子在通電狀態(tài)下，有強電流流過。因此，封裝設(shè)計要避免因自身短路造成觸頭損壞。為了使光纖光柵感溫探針器持續(xù)穩(wěn)定的測量電能表接線端子溫度，因此需要設(shè)計能夠緊固于觸頭、具有快速良好感溫效果且避免自身短路的電能表觸頭專用光纖光柵感溫探針封裝結(jié)構(gòu)。
[0007]此外，由于常規(guī)光纖光柵感溫探針器標定方法是直接將光纖光柵感溫探針本身置于恒溫箱內(nèi)進行溫度標定。而考慮到實際電能表接線端子溫度測量還需要配置專用的傳感封裝結(jié)構(gòu)，因此為有效保證測量精度必須針對電能表使用工況，設(shè)計新的溫度標定方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是設(shè)計一種能夠在電能表接線端子上緊固光纖光柵感溫探針的結(jié)構(gòu)及配套整體化溫度標定方法，該結(jié)構(gòu)簡單易行，使用方便，封裝后的光纖光柵感溫探針能夠準確的對接線端子溫度進行實時測量。
[0009]一種在電能表接線端子上封裝光纖光柵感溫探針的裝置，該裝置的主體為一個由導(dǎo)熱材料制成的回型卡槽，卡槽其中一條邊貫通有用于插入光纖光柵感溫探針的內(nèi)嵌式圓柱形孔槽，回型卡槽的內(nèi)孔形狀及尺寸與電能表接線端子相匹配。內(nèi)嵌式圓柱形孔槽用于固定、和保護光纖光柵感溫探針，其大小與光纖光柵感溫探針的尺寸有關(guān)，光纖光柵感溫探針緊固于孔槽內(nèi)，兩頭用導(dǎo)熱硅膠粘住。
[0010]為提高光纖光柵傳感器的感溫效果，在內(nèi)部貫通內(nèi)嵌式圓柱形孔槽的卡槽邊的內(nèi)側(cè)開有一個條形開口區(qū)域，該開口區(qū)域與內(nèi)嵌式圓柱形孔槽相通，其開口尺寸與電能表接線端子柱面寬度匹配。通過開口區(qū)域?qū)⒐饫w光柵感溫探針直接與電能表接線端子柱面接觸，從而縮短測溫系統(tǒng)的響應(yīng)時間并提高測量靈敏度。
[0011]為避免卡槽自身短路造成觸頭損壞，在回型卡槽的另一條邊上還設(shè)置有一個斷□。
[0012]所述回型卡槽最好采用的材料為紫銅?？梢詫㈦娔鼙斫泳€端子熱量快速傳遞至光柵溫度傳感探針。
[0013]一種在電能表接線端子上封裝光纖光柵感溫探針的裝置的整體化溫度標定方法，將包含光纖光柵感溫探針的回型卡槽封裝整體置于恒溫水浴裝置進行逐點溫度標定，以獲得回型卡槽結(jié)構(gòu)光纖光柵感溫探針整體封裝在不同溫度下光纖光柵中心波長偏移量與被測溫度變化的對應(yīng)關(guān)系。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點是:
首先，由于整個光纖溫度感溫探針封裝結(jié)構(gòu)體積小，且整個封裝材質(zhì)采用導(dǎo)熱性能優(yōu)良的紫銅，能夠在不影響電能表正常工作的情況下實現(xiàn)對電能表接線端子的實時溫度測量。其次，回型卡槽的設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，可以將光纖光柵感溫探針緊固于電能表接線端子上。同時回型卡槽的一邊設(shè)置有一個斷口，從而避免卡槽自身短路造成觸頭損壞。再次，長方形開口區(qū)域能夠有效提高光纖光柵感溫探針與電能表接線端子柱面的接觸效果，這種設(shè)計有助于提高整個測溫系統(tǒng)響應(yīng)速度和測量精度。最后，將光纖光柵感溫探針與整個回型卡槽封裝作為整體，浸入恒溫水浴裝置進行溫度標定。這種標定方法能夠避免由于僅對光纖光柵感溫探針標定而未考慮回型卡槽封裝熱耦合效應(yīng)所造成的溫度標定誤差，從而可以提高電能表接線端子感溫精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1基于回型卡槽結(jié)構(gòu)的光纖光柵測溫探針封裝形式。
[0016]圖2電能表接線端子結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3電能表接線端子與回型卡槽結(jié)構(gòu)光纖光柵感溫探針封裝結(jié)構(gòu)連接示意圖。
[0018]圖4采用溫控裝置對基于回型卡槽結(jié)構(gòu)的光纖光柵感溫探針封裝進行整體化溫度標定。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明:
參見圖1，一種基于回型卡槽結(jié)構(gòu)的電能表接線端子上封裝光纖光柵感溫探針的裝置，該裝置的主體為一個由導(dǎo)熱材料制成的回型卡槽2，卡槽2其中一條邊貫通有用于插入光纖光柵感溫探針的內(nèi)嵌式圓柱形孔槽，用于將整個光纖光柵感溫探針I(yè)固定于電能表觸頭且能夠有效快速傳導(dǎo)觸頭熱量，回型卡槽2的內(nèi)孔形狀及尺寸與電能表接線端子相對應(yīng)。在內(nèi)部貫通內(nèi)嵌式圓柱形孔槽3的卡槽邊的內(nèi)側(cè)開有一個條形開口區(qū)域，該開口區(qū)域與內(nèi)嵌式圓柱形孔槽3相通，其開口尺寸與電能表接線端子柱面寬度匹配。
[0020]光纖光柵感溫探針插入到內(nèi)嵌式圓柱形孔槽中，其兩端可用導(dǎo)熱硅膠固定，防止在實際溫度測量時光纖光柵感溫探針發(fā)生橫向移動。通過回型卡槽，將整個回型卡槽結(jié)構(gòu)光纖光柵探針封裝緊固于電能表接線端子中部如附圖2、3所示。在圖2中6為電能表接線端子中間部位，在實際測溫時光纖光柵探針直接測量該部位。在圖3中大電流7流過電能表接線端子8時，用回型卡槽結(jié)構(gòu)光纖光柵探針封裝9將整個光纖光柵探針緊固于接線端子上。整個回型卡槽結(jié)構(gòu)光纖光柵探針封裝采用紫銅材料。紫銅作為良好的導(dǎo)熱材料，可以縮短熱傳導(dǎo)時間。另外紫銅本身可以保護光纖光柵感溫探針不受外力損壞。在回型卡槽的一邊設(shè)計有一個斷口，防止紫銅作為導(dǎo)電材料可能引起的短路現(xiàn)象。
[0021]參見附圖4，其配套整體化溫度標定方法:
整體化溫度標定裝置如圖4所示:包括溫控儀10、水銀溫度計11、光纖光柵解調(diào)儀12、回型卡槽結(jié)構(gòu)光纖光柵探針整體封裝、溫控箱。具體實施方法為:將光纖光柵感溫探針緊固于探針封裝以后，通過回型卡槽將回型卡槽結(jié)構(gòu)光纖光柵探針整體封裝緊固于接線端子上。再將其侵入盛滿油的恒溫裝置，光纖光柵感溫探針的另一端接光纖光柵解調(diào)儀。通過溫控儀控制溫控箱中油溫，以5度為間隔，每個溫度點穩(wěn)定一定時間使其波長穩(wěn)定即可進入下一個點。并記錄此時的光纖光柵感溫探針中心波長偏移量，整個溫度標定的上限為120度。
[0022]以上所述，僅是本發(fā)明方法的實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案對以上實施例所做的任何簡單的修改、結(jié)構(gòu)的變化代替均仍屬于本發(fā)明技術(shù)系統(tǒng)的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種在電能表接線端子上封裝光纖光柵感溫探針的裝置，其特征在于，該裝置的主體為一個由導(dǎo)熱材料制成的回型卡槽(2)，卡槽(2)其中一條邊貫通有適用于插入光纖光柵感溫探針的內(nèi)嵌式圓柱形孔槽(3)，回型卡槽(2)的內(nèi)孔形狀及尺寸與電能表接線端子相匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在電能表接線端子上封裝光纖光柵感溫探針的裝置，其特征在于，在內(nèi)部貫通內(nèi)嵌式圓柱形孔槽(3)的卡槽邊的內(nèi)側(cè)開有一個條形開口區(qū)域，該開口區(qū)域與內(nèi)嵌式圓柱形孔槽(3)相通，其開口尺寸與電能表接線端子柱面寬度匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的在電能表接線端子上封裝光纖光柵感溫探針的裝置，其特征在于，在回型卡槽(2)的另一條邊上設(shè)有一個斷口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的在電能表接線端子上封裝光纖光柵感溫探針的裝置，其特征在于，所述回型卡槽(2)采用的材料為紫銅。
5.一種權(quán)利要求1至4任何一項所述在電能表接線端子上封裝光纖光柵感溫探針裝置的整體化溫度標定方法，其特征在于，將包含光纖光柵感溫探針的回型卡槽封裝整體置于恒溫水浴裝置中進行逐點溫度標定，以獲得回型卡槽結(jié)構(gòu)光纖光柵感溫探針整體封裝在不同溫度下光纖光柵中心波長偏移量與被測接線端子溫度變化的對應(yīng)關(guān)系。
【文檔編號】G01K15/00GK103913253SQ201410132773
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月3日
【發(fā)明者】曾捷, 曹海東, 王馨, 毛超群, 劉蘇州, 張先輝 申請人:南京航空航天大學(xué)