Прибор для измерения температуры поверхности, находящейся под электрическим напряжением
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована при создании и применении устройств и систем для измерения температуры поверхностей находящихся под электрическим напряжением. Решает задачу повышения надежности и точности измерения, упрощения процесса измерений, расширения диапазона измеряемых температур. Сущность полезной модели состоит в том, что для питания электронных схем цифрового датчика измеряемой температуры и излучающего светодиода оптического канала передачи информации в устройстве используются магнитосвязанные контура. Первый контур, расположенный вблизи поверхности температуру которой надо измерить, подключен к выпрямителю. Второй контур располагается вне зоны действия напряжения и подключен к генератору накачки. Посредством резонансной магнитной связи между контурами передается электроэнергия для питания датчика температуры и излучающего светодиода, а информация о температуре поверхности передается по оптическому каналу.
Полезная модель относится к области электротехники, в частности, к средствам контроля недопустимых превышений температуры контактных соединений токоведущих частей в высоковольтных устройствах.
Известно устройство для измерения температуры поверхности, находящейся под электрическим напряжением (патент РФ 
2337335, G01K 7/02, 04.04.2007 г.). В устройстве используется металлический корпус в виде подложки (пластины) с бортиками по периметру, имеющей квадратную форму и аналогичную по форме и виду фарфоровую крышку, между которыми уложены пластины из слюды. Между пластинами размещен термистор, выводы которого подключены к прибору регистрирующему температуру.
Недостатками приведенного выше устройства являются: возможность пробоя высокого напряжения по поверхности конструкции в измерительную цепь устройства, отсутствие непосредственного теплового контакта между поверхностью и датчиком, что приводит к большой инерционности (запаздыванию) измерений температуры.
Хорошо известен класс измерителей температуры пирометрического типа. Преимуществами пирометрических методов измерения температуры являются: высокое быстродействие, возможность измерения температуры элементов оборудования, находящихся под высоким напряжением, возможность измерения высоких температур, возможность работы в условиях повышенной радиации и температуры окружающей среды.
Основной недостаток пирометрических измерений температуры - это трудности полного учета связей между термодинамической температурой объекта и регистрируемой пирометром тепловой радиацией. При пирометрических измерениях температуры необходимо учитывать изменение излучательной способности поверхности в зависимости от длины волны в регистрируемом спектральном диапазоне и от температуры в диапазоне измерений, наличие поглощения излучения в среде между пирометром и объектом контроля, геометрические параметры поля зрения пирометра и его оптической системы, температуру окружающей среды и корпуса прибора.
Известно устройство для контроля температуры контактных соединений шин, в устройствах находящихся под высоким напряжением (патент РФ на полезную модель 84636, Н02Н 5/04, Н02В 1/20, 24.04.2009 г.). Устройство содержит цифровой датчик температуры, связанный с приемопередатчиком, источник питания электронных схем цифрового датчика температуры. Источник питания устройства выполнен в виде магнитопровода с обмоткой, установленного на шине.
Недостатком данного устройства является то, что источник питания электронных схем цифрового датчика контролируемой температуры и приемопередатчика выполнен в виде магнитопровода установленного на шине и снабженного обмоткой, что исключает возможность работы данного устройства при малом значении тока в шине или отсутствии тока, а также для шин с постоянным током.
Задача, на которую направлена полезная модель, является создание устройства, позволяющего измерять температуру поверхности, находящейся под электрическим напряжением, в местах недоступных для измерения другими устройствами, например шин и контактных соединений. Целью также является упрощение процесса измерений, повышение надежности и точности результатов и расширение диапазона измеряемых температур.
Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемой конструкции устройства используются резонансные магнитосвязанные контура, посредством которых передается электроэнергия для питания датчика температуры. Первый контур расположенный вблизи поверхности, находящейся под электрическим напряжением, температуру которой надо измерить, подключен к выпрямителю питания датчика температуры. Второй контур располагается вне зоны действия электрического напряжения и подключен к генератору накачки.
Работу устройства поясняет схема на фиг.1. Температурный датчик 1 находится в тепловом контакте с поверхностью 2, температуру которой надо измерить. В качестве датчика температуры может использоваться генератор на основе кварцевого термочувствительного резонатора или цифровые датчики температуры. На выходе датчика формируется сигнал, период следования которого несет информацию о значении температуры датчика. Напряжение с выхода датчика поступает на светодиод 3. Передача информации об измеренной температуре осуществляется по оптическому каналу связи. Прием оптических импульсов осуществляется фототранзистором 4. Сигналы с фототранзистора поступают в блок индикации 5. В блоке индикации измеряется период следования импульсов и пересчитывается в температуру по известной зависимости периода следования импульсов от температуры.
Для питания датчика температуры используется напряжение, наведенное в колебательном контуре 6. Для этого в цепь контура включен выпрямитель 7 и стабилизатор напряжения 8. Накачка энергии производится с помощью генератора 9 и контура 10. Настройка контуров на резонансную частоту обеспечивает эффективную передачу энергии для питания датчика температуры.
Размеры контуров и их взаимное расположение выбираются так, чтобы обеспечить, с одной стороны, электрическую изоляцию второго контура от высокого напряжения, а с другой - получить достаточный коэффициент связи между контурами, позволяющий обеспечить электропитание датчика температуры.
Работоспособность предлагаемого устройства для измерения температуры проверена в серии экспериментов.
Таким образом, устройство в техническом и функциональном отношении значительно упростилось относительно прототипа. Полезная модель позволяет получить большую надежность, расширить диапазон измеряемых температур, повысить точность измерений.
Устройство для измерения температуры поверхности, находящейся под электрическим напряжением, содержащее цифровой датчик измеряемой температуры, связанный с излучающим светодиодом оптического канала передачи информации, при этом для питания электронных схем цифрового датчика измеряемой температуры и излучающего светодиода используются резонансные магнитосвязанные контура, причем первый контур расположен вблизи поверхности, находящейся под электрическим напряжением, и соединен с выпрямителем и стабилизатором питания датчика температуры, а второй контур расположен вне зоны действия электрического напряжения и подключен к генератору накачки.
