CN105513293B - 一种无源温差报警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无源温差报警系统，所述无源温差报警系统包括有第一导热块、温差发电片、第二导热块及报警电路，所述第一导热块通过一温差发电片热端与所述温差发电片连接，所述第二导热块通过一温差发电片冷端与所述温差发电片连接，所述报警电路包括有升压模块及报警模块，所述温差发电片的电源输出端电连接所述升压模块，所述升压模块电连接所述报警模块。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种温差报警技术，尤其是指一种无源温差报警系统。
【背景技术】
随着科学技术的不断进步，温差发电机正逐渐拓宽其应用领域，不仅在军事和高科技方面，而且在民用方面也表现出良好的应用前景。随着能源与环境危机的日益逼近，科学家在利用低品位与废能源发电方面加大了研究力度，部分研究成果已进入产业化。
温度是一种最基本的环境参数，人们的生活与环境温度息息相关，尤其在工农业生产过程中需要实时测量温度、温差等，因此研究温差的测量方法和装置具有重要的意义。随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温度，如大气及空调房中温度的高低直接影响着人们的身体健康；在大规模集成电路生产线上，环境温度不适当会严重影响产品的质量。温差报警技术在生产过程中，在产品质量控制和监测，设备在线故障诊断和安全保护以及节约能源等方面发挥了重要作用。现有的国内对温差发电技术已有一些研究，且有相关商品问世，并且其主要是从能源角度进行研究，但未见有温差发电进行监测的报道。
【发明内容】
鉴于以上内容，有必要提供一种无源温差报警系统，利用温差发电技术，将工农业生产过程中的温差转化为电、光、声等监控信号，实现温度的无源监测；利用温差产生的电能无需外接电源功能即可实现驱动监测电路发出信号，考虑到局部温差放大技术、温差发电的效率与监测系统的能耗之间的关系，故采取在关键部位使用高导热率材料和特殊的结构外形，以利导热、散热，增大温差；选用高效率温差发电材料；研究开发低能耗监测电路，降低电路功率消耗，降低报警阈值，这种利用温差产生的电能驱动监测电路发出信号，只有温差达到一定程度时才会发出信号，且不需要外接电源进行供能。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种无源温差报警系统，所述无源温差报警系统包括有第一导热块、温差发电片、第二导热块及报警电路，所述第一导热块通过一温差发电片热端与所述温差发电片连接，所述第二导热块通过一温差发电片冷端与所述温差发电片连接，所述报警电路包括有升压模块及报警模块，所述温差发电片的电源输出端电连接所述升压模块，所述升压模块电连接所述报警模块。
优选地，所述升压模块包括有反转电源转换器、第一二极管及第二二极管，所述反转电源转换器的电源输入端电连接所述温差发电片的电源输出端及所述第一二极管的阳极，所述反转电源转换器的储能电容正极端通过一第一电容电连接所述第一二极管的阴极及所述第二二极管的阳极，所述第二二极管阴极通过一第二电容接地。
优选地，所述报警模块包括有第三电容、电阻组、第一三极管、第二三极管、第三三极管及扬声器，所述第三电容与所述电阻组并联，并且第一端电连接所述第二二极管的阴极，第二端接地；所述第一三极管的集电极电连接所述第二二极管的阴极，基极电连接所述电阻组，并且发射极接地；所述第二三极管的集电极电连接所述第二二极管的阴极，基极电连接所述电阻组，并且发射极接地；所述第三三极管的集电极电连接所述第二二极管的阴极，基极电连接所述电阻组，并且发射极接地。
优选地，所述电阻组包括有第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻，所述第一电阻的第一端电连接所述第二二极管的阴极，第二端电连接所述第二电阻的第一端；所述第二电路的第二端电连接所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端电连接所述第四电阻的第一端，所述电阻的第二端接地。
优选地，所述第一三极管的集电极电连接所述第二二极管的阴极，基极分别电连接所述第一电阻的第二端及所述第二电阻的第一端，发射极通过一第五电阻及一第一发光二极管接地。
优选地，所述第二三极管的集电极电连接所述第二二极管的阴极，基极分别电连接所述第二电阻的第二端及所述第三电阻的第一端，发射极通过一第六电阻及一第二发光二极管接地。
优选地，所述第三三极管的集电极电连接所述第二二极管的阴极，基极分别电连接所述第三电阻的第二端及所述第四电阻的第一端，发射极通过一第七电阻电连接所述扬声器的正极。
相对现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、本发明设计的系统利用温差产生的电能驱动报警电路发出信号，只有温差达到一定程度时才会发出报警信号，且不需要外接电源进行供能；
2、本发明利用温差发电技术，将工农业生产过程中的温差转化为电、光、声等监控信号，实现温度的无源监测；
3、将温差发电片的两条导电线连接到监测报警电路上，有利于电路控制和电源能量收集；
4、本发明所设置的报警电路可发出声光报警信号，可视性强，安全可靠。
【附图说明】
图1是本发明一较佳实施方式中无源温差报警系统的一结构示意图。
图2是图1中报警电路的一电路图。
主要元件符号说明
| 第一导热块1 | 温差发电片2 | 第二导热块3 |
| 报警电路6 | 升压模块7 | 报警模块8 |
| 温差发电片热端4 | 温差发电片冷端5 | 反转电源转换器71 |
| 电阻组81 | 扬声器82 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
下面将结合附图及具体实施例，对本发明提供的无源温差报警系统作进一步的详细说明。
请参阅图1及图2，本发明一较佳实施方式中，一种无源温差报警系统,包括一第一导热块1、一温差发电片2、一第二导热块3及一报警电路6。所述报警电路6包括有一升压模块7及报警模块8。在本实施方式中，所述报警电路6为低能耗监测电路，且能降低电路功率消耗，降低报警阈值。
所述第一导热块1通过一温差发电片热端4与温差发电片2连接，所述第二导热块3通过一温差发电片冷端5与所述温差发电片2连接，所述温差发电片2的电源输出端V电连接所述升压模块7，负极接地。在本实施方式中，所述第一导热块1和所述第二导热块3用高导热率材料制造，以利导热、散热，增大温差。所述温差发电片2用高效率温差发电材料制造，所述温差发电片热端4和温差发电片冷端5介质可以是固体、液体和气体。
所述升压模块7包括有一反转电源转换器71、一第一二极管D1及一第二二极管D2。所述反转电源转换器71的电源输入端V+电连接所述温差发电片2的电源输出端V及所述第一二极管D1的阳极，所述反转电源转换器71的接地端GND接地，并且储能电容正极端CPA+通过一第一电容C1电连接所述第一二极管D1的阴极及所述第二二极管D2的阳极，所述第二二极管D2的阴极通过一第二电容C2接地。在本实施方式中，所述反转电源转换器71的型号为ICL7660，所述第一二极管D1及所述第二二极管D2的型号均为IN5822。
所述报警模块8包括有一第三电容C3、一电阻组81、一第一三极管Q1、一第二三极管Q2、一第三三极管Q3及一扬声器82。所述第三电容C3与所述电阻组81并联，并且一端连接所述第二二极管D2的阴极，第二端接地；所述第一三极管Q1的集电极电连接所述第二二极管D2的阴极，基极电连接所述电阻组81，并且发射极接地；所述第二三极管Q2的集电极电连接所述第二二极管D2的阴极，基极电连接所述电阻组81，并且发射极接地；所述第三三极管Q3的集电极电连接所述第二二极管D2的阴极，基极电连接所述电阻组81，并且发射极电连接所述扬生器82的正极，所述扬声器82的负极接地。
所述电阻组81包括有一第一电阻R1、一第二电阻R2、一第三电阻R3及一第四电阻R4，所述第一电阻R1的第一端电连接所述第二二极管D2的阴极，第二端电连接所述第二电阻R2的第一端，所述第二电路R2的第二端电连接所述第三电阻R3的第一端，所述第三电阻R3的第二端电连接所述第四电阻R4的第一端，所述电阻R4的第二端接地。
所述第一三极管Q1的集电极电连接所述第二二极管D2的阴极，基极分别电连接所述第一电阻R1的第二端及所述第二电阻R2的第一端，发射极通过一第五电阻R5及一第一发光二极管D3接地；所述第二三极管Q2的集电极电连接所述第二二极管D2的阴极，基极分别电连接所述第二电阻R2的第二端及所述第三电阻R3的第一端，发射极通过一第六电阻R6及一第二发光二极管D4接地；所述第三三极管Q3的集电极电连接所述第二二极管D2的阴极，基极分别电连接所述第三电阻R3的第二端及所述第四电阻R4的第一端，发射极通过一第七电阻R7电连接所述扬声器82的正极，所述扬声器82的负极接地。
本发明工作原理如下：所述第一导热块1和第二导热块3产生温差时，所述温差发电片2两端的温度差达到预定值时，温差发电片2产生电压信号，使所述报警电路6正常工作，从而使所述第一发光二极管D3及所述第二发光二极管D4发光，并且所述扬声器82发出声音报警信号，另外，报警电路6不需要外接电源进行供能，达到利用温差发电技术实现温度的无源监测。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，如在本发明第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3的集电极上方加限流电阻等。凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (2)
1.一种无源温差报警系统，其特征在于：所述无源温差报警系统包括有第一导热块、温差发电片、第二导热块及报警电路，所述第一导热块通过一温差发电片热端与所述温差发电片连接，所述第二导热块通过一温差发电片冷端与所述温差发电片连接，所述报警电路包括有升压模块及报警模块，所述温差发电片的电源输出端电连接所述升压模块，所述升压模块电连接所述报警模块；
所述升压模块包括有反转电源转换器、第一二极管及第二二极管，所述反转电源转换器的电源输入端电连接所述温差发电片的电源输出端及所述第一二极管的阳极，所述反转电源转换器的储能电容正极端通过一第一电容电连接所述第一二极管的阴极及所述第二二极管的阳极，所述第二二极管阴极通过一第二电容接地；
所述报警模块包括有第三电容、电阻组、第一三极管、第二三极管、第三三极管及扬声器，所述第三电容与所述电阻组并联，并且第一端电连接所述第二二极管的阴极，第二端接地；所述第一三极管的集电极电连接所述第二二极管的阴极，基极电连接所述电阻组，并且发射极接地；所述第二三极管的集电极电连接所述第二二极管的阴极，基极电连接所述电阻组，并且发射极接地；所述第三三极管的集电极电连接所述第二二极管的阴极，基极电连接所述电阻组，并且发射极接地；
所述电阻组包括有第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻，所述第一电阻的第一端电连接所述第二二极管的阴极，第二端电连接所述第二电阻的第一端；所述第二电路的第二端电连接所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端电连接所述第四电阻的第一端，所述电阻的第二端接地；
所述第一三极管的集电极电连接所述第二二极管的阴极，基极分别电连接所述第一电阻的第二端及所述第二电阻的第一端，发射极通过一第五电阻及一第一发光二极管接地；
所述第二三极管的集电极电连接所述第二二极管的阴极，基极分别电连接所述第二电阻的第二端及所述第三电阻的第一端，发射极通过一第六电阻及一第二发光二极管接地。
2.如权利要求1所述的无源温差报警系统，其特征在于：所述第三三极管的集电极电连接所述第二二极管的阴极，基极分别电连接所述第三电阻的第二端及所述第四电阻的第一端，发射极通过一第七电阻电连接所述扬声器的正极。
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