[0001] 本实用新型属于电机监测领域，涉及一种电机温度监测装置。

[0002] 电机是机械设备中一个大的类别，它覆盖着动力、电力、化工、冶金、矿山及机械制造等重要工程领域，如发电机、汽轮机、燃气轮机、风机、水泵、大功率调速型液力偶合器等。这类大型机械设备往往是工厂的关键设备。

[0003] 传统的电机一般包括电机转子、电机定子及电机本体，而在电机本体工作的过程中，电机会产生大量的热，导致电机内部温度较高，如果这些热量没有被及时的散发出去，将会影响整个电机的正常运行，而且其工况状态不仅影响该设备本身的运行，而且还会对后续生产造成影响，尤其电机长期处于高速运行状态时，由于各种随机因素的影响，难免会出现一些机械故障，尤其是当电机温度升高过快或者达到警戒值时，如果没有立刻采取相应措施，便会降低定子铁芯包裹的绝缘层的绝缘性能甚至造成绝缘击穿，导致恶性停电事故，现有的电机温度检测单纯地依赖人工定时测电机外壳获取温度数据，难以保证技术人员能够及时发现温度异常，不能实现智能化的实时监控。

[0004] 因此，实现电机温度的实时在线监测是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。实用新型内容

[0005] 基于此，为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种电机温度监测装置。

[0006] 为达到上述目的，本实用新型的解决方案是：

[0007] 一种电机温度监测装置，包括：

[0008] RFID无源测温标签、RFID信号接收天线、控制器和终端，所述RFID无源测温标签安装于电机外壳外侧，所述RFID信号接收天线与所述RFID无源测温标签间隔且相向设置，所述控制器与所述RFID信号接收天线电性连接，所述控制器与所述终端通信连接以将温度信号传输至终端进行监测和显示；其中，所述RFID信号接收天线通过无线射频信号收集信号覆盖范围内RFID无源测温标签采集的温度数据，并通过所述控制器将温度数据传输至终端进行监测和显示。

[0009] 在其中一个实施例中，所述控制器通过RS232/485串行通信线与所述RFID信号接收天线连接。

[0010] 在其中一个实施例中，所述终端与所述控制器通信，用于远程数据信息查看、管理。

[0011] 在其中一个实施例中，所述终端为智能手机、平板电脑或移动巡检设备。

[0012] 在其中一个实施例中，所述RFID无源测温标签从放置于电磁场或射频场中的所述RFID信号接收天线获取电能。

[0013] 在其中一个实施例中，所述RFID无源测温标签用于对电机外壳温度进行实时监测，所述RFID无源测温标签为860MHz～960MHz的超高频RFID标签芯片。

[0014] 在其中一个实施例中，所述RFID信号接收天线包括无线射频I/O模块及无线射频供电模块，分别用于对测温数据进行传输及对所述RFID无源测温标签进行充电。

[0015] 在其中一个实施例中，所述RFID信号接收天线为长方体盒状结构。

[0016] 在其中一个实施例中，所述RFID信号接收天线传输数据的一侧与所述RFID无源测温标签相向设置，所述RFID信号接收天线与所述RFID无源测温标签之间的距离在1.5m以内。

[0017] 由于采用上述方案，本实用新型的有益效果包括：RFID无源测温标签能够对电机进行无源测温，且测温灵敏准确，安装方便，适用范围非常广，所述RFID无源测温标签采集用电机待测点温度数据后，通过RFID信号接收天线读出存储在标签内的标签数据，再通过所述控制器直接输送信息至终端设备上，用户可以无需手动测量，就能持续地、方便地测量并记录温度数据，实现电机温度的实时在线监监测、高温预警、故障点定位等功能，并且通过查询历史温度数据为由温度引起的故障原因提供了直接依据。

[0022] 请参阅图1和图3，例如，一种电机温度监测装置10，包括RFID无源测温标签100、网络设备200和终端，RFID无源测温标签100以及温度数据接收方所在智能终端300之间通过网络设备200进行无线通信。

[0023] 网络设备200包括RFID信号接收天线210和控制器220，所述RFID无源测温标签100安装于电机外壳外侧，所述RFID信号接收天线210与所述RFID无源测温标签100间隔且相向设置，所述控制器220与所述RFID信号接收天线210电性连接，所述控制器220与所述终端300通信连接；其中，所述RFID无源测温标签安装于电机外壳外侧以对外壳温度进行实时监测，所述RFID信号接收天线通过无线射频信号收集信号覆盖范围内RFID无源测温标签采集的温度数据，所述RFID信号接收天线将接收的温度信号中继到所述控制器中，所述控制器将温度信息传输至所述终端以进行监测和显示。

[0024] 在具体使用时，开启RFID无源测温标签检测电机待测点的温度，所述RFID无源测温标签传输采集信号至所述RFID信号接收天线，所述RFID信号接收天线接收所述采集信号并将采集的温度数据传输至所述控制器，所述控制器将温度数据的信息传输至其自身的通信单元，所述通信单元无线输送信息至终端上，当打开终端上相应的应用程序，终端与该控制器进行无线通信，记录并显示该RFID无源测温标签测量所得的温度数据。终端可将记录下的温度数据以曲线、图示等直观的形式显示出来，方便用户查看。应当理解的是，终端上相应的应用程序是现有的显示程序。

[0025] 本实施例中，所述RFID无源测温标签从放置于电磁场或射频场中的所述RFID信号接收天线获取电能，部分存储于RFID无源测温标签的储能电容中，储能电容不断积累电能，所述RFID无源测温标签为860MHz～960MHz的超高频RFID标签芯片，不需电池，无线供电，无线读取，寿命长，免维护，非常适合在高压/高电流的危险环境中使用。RFID无源测温标签通过超高频天线提供能量，在一定距离内实现无源非接触通信。其中，RFID(Radio FrequencyIdentification)无线射频识别是一种无线通信技术，其无线通讯端由RFID信号接收天线和标签(集成了调制/解调器和温度传感器)组成。所述RFID信号接收天线持续发射特定频率的无线电波能量，标签进入电磁场后，所述RFID信号接收天线发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量再回发出ID、温度及校验等数据。所述RFID信号接收天线读取标签发送的信息后进行解码，完成无线通讯及数据交换。

[0026] 上述电机温度监测装置，所述RFID无源测温标签能够对电机进行无源测温，且测温灵敏准确，安装方便，适用范围非常广。所述RFID无源测温标签采集电机待测点温度数据后，再通过所述控制器直接输送信息至终端设备上，用户可以无需手动测量，就能持续地、方便地测量并记录温度数据，实现电机温度的实时在线监监测、高温预警、故障点定位等功能，并且可查询历史温度数据，为由温度引起的故障原因提供了直接依据。

[0027] 较佳地，所述控制器通过RS232/485串行通信线与所述RFID信号接收天线连接。控制器包括微处理器、与微处理器相互电连接的系统电源模块、外部通信模块及无线收发模块；所述控制器可以为信息采集器或上位机。

[0028] 较佳地，所述终端与所述控制器通信，用于远程数据信息查看、管理。所述终端为智能手机、平板电脑或移动巡检设备，工作人员通过智能手机或平板电脑可以实时获取电机温度数据及历史数据，当电机的监测温度大于45℃时，系统会发信息提醒相关人员。

[0029] 较佳地，所述RFID信号接收天线包括信号调理模块、无线射频I/O模块及无线射频供电模块，无线射频I/O模块用于对测温数据进行传输，无线射频供电模块对所述RFID无源测温标签进行充电，该无线射频I/O模块还通过I/O接口与存储器相连接，信号调理模块包括射频电路，射频电路采用CC1101射频集成芯片并包括了发射功放电路，射频电路中的发射功放电路进行放大再将数据发送出去。射频电路在433MHz～442MHz的频段内工作，发射功率为50MW，发射电流≤100mA,接收电流≤25mA，睡眠电流≤40uA；在3.0～3.6V工作电压下能够长时间正常稳定工作。

[0030] 较佳地，所述RFID信号接收天线传输数据的一侧与所述RFID无源测温标签相向设置，所述RFID信号接收天线与所述RFID无源测温标签之间的距离在1.5m以内。所述RFID信号接收天线为长方体盒状结构。

[0031] 较佳地，装置还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述控制器电性连接，当所述控制器实时监测到电机温度大于阈值时，如阈值为50℃，所述控制器控制所述蜂鸣器报警以提示工作人员设备有异常，便于及时进行检修、排除故障。

[0032] 以下结合附图所示实施例对本实用新型作进一步的说明。

[0033] 实施例1

[0034] 终端设备以手机为例，系统包括RFID无源测温标签、RFID信号接收天线、控制器和手机，所述RFID信号接收天线传输数据的一侧与所述无源射频识别测温标签相向设置，所述RFID信号接收天线与所述无源射频识别测温标签之间的距离在1.0m。所述RFID无源测温标签安装于电机外壳以对外壳温度进行实时监测，所述RFID信号接收天线与控制器是采用同轴电缆连接，控制器获取RFID无源测温标签ID以及测温数据，将资料存储在控制器内。

[0035] 系统工作时，RFID无源测温标签检测电机外壳的温度数据，并将温度数据传输给RFID信号接收天线，RFID信号接收天线将采集到的模拟量的温度数据转化为数字量的温度数据并将温度数传输给控制器，控制器具有通信模块，通信模块再将温度数据传输到手机APP中，工作人员可通过手机APP随时查看各个电机外壳的温度情况，同时，手机APP接收电机待测点的温度数据，会将温度特征值与预设特征值进行比较，若温度值超过预设值，则发出故障预警信号，以提醒现场工作人员注意。

[0036] 实施例2

[0037] 终端设备以计算机为例，系统包括RFID无源测温标签、RFID信号接收天线、控制器和计算机，所述RFID信号接收天线与所述无源射频识别测温标签相向设置，所述RFID信号接收天线与所述无源射频识别测温标签之间的距离在1.5m。所述RFID无源测温标签安装于电机外壳以对外壳温度进行实时监测，并将温度数据传输给RFID信号接收天线，RFID信号接收天线将接收到的温度数传输给控制器，控制器通过电缆与所述计算机电性连接以将温度数据传输到计算机中，计算机接收电机待测点的温度数据，将温度特征值与预设特征值进行比较，若温度值超过预设值，则发出故障预警信号，以提醒现场工作人员注意。

[0038] 应当理解的是，该计算机还可以作为服务器使用，将这些数据存储于服务器中建立温度信息库。工作人员可通过手机APP与该计算机通讯，随时查看各个电机外壳的温度情况，计算机可提前绑定负责人的电话号码，通过短信的方式发出故障预警信号，以提醒现场工作人员注意。

[0039] 在一个实施例中，智能终端300可以对温度数据进行分析、处理。如图2所示，提供了一种电机温度监测方法，以该方法应用于图1中的应用环境，以终端300为例进行说明，该方法可以包括以下步骤：

[0040] 步骤S1：实时获取电机外壳的温度数据，提取温度特征值；其中，电机外壳的温度数据通过RFID无源测温标签方式采集；

[0041] 本步骤中，实时接收设置于电机上的RFID无源测温标签的实测温度数据，对温度数据进行处理，得到由温度数据表征的特征参数，所述特征参数可以为温度值和升温速率，升温速率为温差时间序列，通过引入当前电机温度与上一时刻电机温度差参数来体现温差时间序列。RFID无源测温标签通过超高频天线提供能量，在一定距离内实现无源非接触通信。

[0042] 步骤S2：将所述温度特征值与预设特征值进行比较，若温度特征值超过预设特征值，则发出故障预警信号；

[0043] 具体的，将温度数据表征的特征参数与预设特征值进行比较，输出结果，根据结果输出故障预警信号，即温度特征值超过预设特征值，则发出故障预警信号。所述预设特征值包括温度阈值和速率阈值，将所述温度值与温度阈值进行比较，若所述温度值超过温度阈值，则发出故障预警信号；将所述升温速率与速率阈值进行比较，若所述升温速率超过速率阈值，则发出故障预警信号。

[0044] 步骤S3：若温度特征值小于预设特征值，则返回步骤S1。

[0045] 具体的，若温度数据表征的特征参数小于预设特征值，则返回步骤S1，继续采集电机当前的温度数据。如温度值小于温度阈值且升温速率小于速率阈值，则返回步骤S1。

[0046] 终端300可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备，便携式可穿戴设备可为头戴设备等；服务器可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。

[0047] 进一步地，在一些实施例中，步骤S1包括：实时采集电机的温度数据；将所述温度数据进行高斯滤波处理，得到滤波后的温度数据；通过算法提取所述滤波后温度数据的温度特征值。所述算法包括但不限于二分法算法时间序列分析或归一化加权平均算法，该算法为本领域的常规算法，本实用新型不对该算法进行改进。

[0048] 如图2所示，在一个实施例中，在步骤S2之前，还包括：

[0049] 步骤S11：获取电机运行的历史温度数据；其中，所述历史温度数据包括电机正常状态下的温度数据和异常状态下的温度数据；

[0050] 步骤S12：根据历史温度数据获取异常数据集；

[0051] 步骤S13：将所述异常数据集作为训练样本数据集，以训练待训练的初始升温异常模型，得到训练后的升温异常模型；

[0052] 步骤S14：根据所述历史温度数据和训练后的升温异常模型，确定电机的预设特征值。

[0053] 应当理解的是，预设特征值可以是预存在智能终端300里，也可以由用户输入并存储在智能终端300里，或者由用户操作后存储在智能终端300里，一个实施例是，用户可以通过智能终端300的输入模块将预设特征值到智能终端300里，例如，所述输入模块包括操作界面，智能终端300的输入模块可以是智能终端300的触控屏、按键和显示屏或其他可以供用户进行人机交互的界面，用户可以通过输入模块快速输入预设特征值。

[0054] 在一个实施例中，所述根据历史温度数据和升温异常模型，确定电机的预设特征值，包括：从所述升温异常模型获取异常温度变化规律；根据异常温度变化规律获取异常升温速率区间和异常温度区间，以此确定电机的温度异常预警规则；根据所述历史温度数据和温度异常预警规则，确定温度阈值和速率阈值，将温度阈值和速率阈值电机的预设特征值。应当理解的是，速率阈值大于电机正常温度数据的最大速率。

[0055] 基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的电机温度监测方法的系统。该系统所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个电机温度监测系统实施例中的具体限定可以参见上文中对于电机温度监测装置方法的限定，在此不再赘述。

[0056] 如图3所示，在一些实施例中，提供一种电机温度监测系统，系统包括：

[0057] 温度采集模块330，用于实时获取温度数据，提取温度特征值；

[0058] 温度比较模块320，与所述温度采集模块330电性连接，用于将所述温度特征值与预设特征值进行比较，输出比较结果；

[0059] 预警模块310，与所述温度比较模块320电性连接，用于当温度特征值超过预设特征值时，则发出故障预警信号，反之，输出状态正常信号。

[0060] 应当理解的是，该系统具有与控制器220的远程通信模块，控制器220可以为上位机，该通信模块包括WIFI、移动网络2G/3G/4G/5G中的一种或多种，例如，温度采集模块330通过5G移动网络接入到互联网，并通过互联网远程接入到控制器所在的无线网络中，温度采集模块330与控制器220进行远程通信，并输入控制指令，控制器220接收到控制指令后，响应该控制指令，向RFID信号接收天线发出控制指令，使得RFID信号接收天线根据控制指令反馈温度数据。

[0061] 具体的，终端设备以手机为例，系统工作时，RFID无源测温标签检测电机外壳的温度数据，并将温度数据传输给RFID信号接收天线，RFID信号接收天线将采集到的模拟量的温度数据转化为数字量的温度数据并将温度数传输给控制器，控制器具有通信模块，通信模块再将温度数据传输到手机APP中，工作人员可通过手机APP随时查看各个电机外壳的温度情况，同时，手机APP接收电机待测点的温度数据，会将温度特征值与预设特征值进行比较，若温度值超过预设值，则发出故障预警信号，以提醒现场工作人员注意。

[0062] 如图4所示，在一个实施例中，系统还包括扬声器311，所述扬声器311与所述预警模块310电性连接，通过扬声器311将超声波信号以高频声音发送出去，当所述预警模块实时监测到电机温度大于阈值时，如阈值为50℃，所述预警模块控制所述扬声器报警以提示工作人员电机设备有异常，便于及时或安排好检修时间。扬声器311为智能终端300的发声器件，应该理解的是，现有的智能手机，或者电脑都具有扬声器311，因此，在手机上实现发送超声波信号是极其方便，很大程度提高了设备的复用率，无需额外为超声波发送而单独生产设备，大大降低了系统的组建成本。

[0063] 在一个实施例中，所述温度采集模块330包括温度采集单元和温度特征单元，温度采集单元用于实时获取温度数据；温度特征单元用于将所述温度数据进行高斯滤波处理，得到滤波后的温度数据，通过算法提取所述滤波后温度数据的温度特征值。

[0064] 在一个实施例中，所述温度特征值包括温度值和升温速率，所述预设特征值包括温度阈值和速率阈值。

[0065] 在一个实施例中，系统还包括预设特征确定模块，所述预设特征确定模块包括：

[0066] 历史温度数据获取单元，用于获取电机运行的历史温度数据；其中，所述历史温度数据包括电机正常状态下的温度数据和异常状态下的温度数据；

[0067] 异常数据获取单元，用于根据历史温度数据获取异常数据集；

[0068] 升温异常模型构建单元，用于将所述异常数据集作为训练样本数据集，以训练待训练的初始升温异常模型，得到训练后的升温异常模型；

[0069] 预设特征值确定单元，用于根据所述历史温度数据和训练后的升温异常模型，确定电机的预设特征值。

[0070] 进一步地，所述预设特征值确定单元包括：

[0071] 温度异常规则获取子单元，用于从所述升温异常模型获取异常温度变化规律；

[0072] 异常预警规则获取子单元，用于根据异常温度变化规律获取异常升温速率区间和异常温度区间，以此确定电机的温度异常预警规则；

[0073] 阈值确定子单元，用于根据所述历史温度数据和温度异常预警规则，确定温度阈值和速率阈值，将温度阈值和速率阈值电机的预设特征值。

[0074] 上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。