CN104965542A - 含有管理器的无源无线测温装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于电力系统高压连接点温度测量的含有管理器的无源无线测温装置。含有管理器的无源无线测温装置通过一个管理器控制多个无源无线温度测量系统，使每个温度测量系统中的分析器按照一定时序利用天线发射具有一定频率的射频信号。该射频信号通过无线方式向天线周围传输，被安装在电力系统高压连接点的新型无源无线温度传感器接收。新型无源无线温度传感器将带有温度信息的射频信号，通过无线方式回传，被天线接收，分析器通过对射频信号的放大和滤波，分析回传射频信号的频率。监测终端或后台通过管理器获得温度测量数据。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于电力系统高压连接点温度测量的含有管理器的无源无线测温装置。
背景技术
在国家智能电网建设中，对于输配电系统中电信号、热信号的检测管理和预警一直以来都受到足够的重视。相比热信号，电信号的检测国内外已有很多厂家提出了经济合理的解决方案。热信号的检测比电信号的检测相对落后。目前市场上主要采用红外测温、光纤测温、有源无线测温等解决方案，但是这些方案各自存在缺陷：红外测温不能在线测量，需要巡检；光纤测温布线困难，长时间工作后有爬电风险；有源无线测温需要在高压接触点使用电池，更换麻烦，存在使用风险。目前一种基于声表面波(SAW：Surface AcousticWave)技术的无源无线温度测量系统被应用于电力系统高压连接点的温度测量。使用该无源无线测温方案可以克服红外测温、光纤测温、有源无线测温的缺点。无源无线温度测量系统中的天线与新型无源无线温度传感器之间采用射频信号通讯，实现无线传输。新型无源无线温度传感器利用接触晶体的物理特性测量温度，无需供电。只要通过分析器分析新型无源无线温度传感器返回的带有温度信息的射频频率，就可以得到接触点的温度。在多个无源无线温度测量系统同时工作时，必须考虑这些系统的工作时序问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明目的是提供一种适用于电力系统高压连接点温度测量的含有管理器的无源无线测温装置。该装置中的管理器能够快速同时控制最多64套无源无线温度测量系统中的分析器，使其按照一定时序工作，并能将所有控制的分析器测量得到的多点温度测量数据暂存在管理器上，实现将所有测量点温度数据与监控终端或后台的通讯，对电气系统的安全运行提供指导。
本发明是通过以下技术方案实现的，一种含有管理器的无源无线测温装置，其特征在于：由一套管理器和多套无源无线温度测量系统构成，每套无源无线温度测量系统包含独立的分析器、独立的天线、多个新型无源无线温度传感器；新型无源无线温度传感器被安装在高压连接点上，采用接触式测温；管理器控制多套无源无线温度测量系统中的分析器按照一定的时序通过天线与新型无源无线温度传感器进行射频通讯；管理器控制某一分析器通过天线向某一新型无源无线温度传感器发送射频信息，新型无源无线温度传感器将带有接触点温度信息的射频信号发回给天线，分析器通过天线获得带有温度信息的射频信号，经过分析获得高压连接点的温度，再通过总线传送到管理器上；监控终端通过管理器获得温度测量数据并显示。
分析器通过对射频信号的放大和滤波，分析回传射频信号的频率；分析器根据新型无源无线温度传感器已有的回传频率与温度的特性关系得到高压连接点的温度，并将温度转换成数字信号，统一回传给管理器。含有管理器的无源无线测温装置中所使用的管理器采用最新设计的时序管理系统，可以实现对最多64套无源无线温度测量系统进行控制管理和数据获取。
本发明利用管理器控制无源无线温度测量系统中的分析器通过天线发射一定频率的射频信号，射频信号被新型无源无线温度传感器的螺旋天线接收，通过沉积在温度传感器晶体表面的叉指换能器将射频信号转换成声表面波；声表面波沿着晶体表面传播，在叉指换能器的两侧设置反射栅，声表面波在反射栅之间形成谐振，谐振的频率与晶体的温度有一定的特性关系；通过沉积在晶体表面的叉指换能器再将带有温度信息的谐振射频信号反射回天线，通过管理器控制的分析器分析返回的射频信号，得到中心频率，根据已经知道的射频频率与温度的关系，得到新型无源无线温度传感器安装点的温度。
有益效果：本发明的含有管理器的无源无线测温装置能够在煤炭、石油、钢铁、发电等领域输配电系统中使用，用于高电压、高电流等特殊工况下的温度测量。该装置中的新型无源无线温度传感器，可以直接安装在高压电气连接点上，无需供电，无线通信，免维护，实现高低压侧绝对分离。含有管理器的无源无线测温装置能够实现高压电气连接点的温度在线测量，具有测量速度快(10秒以内)，测量精度高，安全可靠，免维护的特点，并且能够通过一套管理器同时控制最多64套无源无线温度测量系统，实现多个工作点的同时管理。
附图说明
图1为应用于高压连接点温度测量的含有管理器的无源无线测温装置结构框图。
图中，1为监测终端；2为管理器；3为分析器；4为天线；5为新型无源无线温度传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步说明：
本发明利用管理器控制无源无线测温系统中的分析器通过天线发射一定频率的射频信号，射频信号被新型无源无线温度传感器的螺旋天线接收，通过沉积在温度传感器晶体表面的叉指换能器将射频信号转换成声表面波。声表面波沿着晶体表面传播，在叉指换能器的两侧设置反射栅，声表面波在反射栅之间形成谐振，谐振的频率与晶体的温度有一定的特性关系。通过沉积在晶体表面的叉指换能器再将带有温度信息的谐振射频信号反射回天线，通过管理器控制的分析器分析返回的射频信号，得到中心频率，根据已经知道的射频频率与温度的关系，可以得到新型无源无线温度传感器安装点的温度。
本实施例的一种含有管理器的无源无线测温装置，分为管理器和无源无线温度测量系统两个部分，其中管理器是控制系统，无源无线温度测量系统是测量和分析系统。每套装置中含有一套管理器和多套无源无线温度测量系统。其中管理器负责控制与之相连的所有无源无线测温系统的工作时序，并且将所有与之相连的无源无线测温系统中的测量点温度读取暂存于管理器上，监控终端或后台通过管理器获取所有测量点的温度信息。每个无源无线测温系统包含独立的分析器、天线、多个新型无源无线温度传感器，其中新型无源无线温度传感器直接安装在需要测温的高压连接点上，采用接触式测温，分析器负责控制天发射射频信号和获取射频信号，并对获取的射频信号进行分析得到高压连接点的测量温度。
本发明可以通过管理器快速同时控制最多64套无源无线温度测量系统，使其按照一定时序工作，并能将所有控制的无源无线测温系统测量得到的多点温度测量数据暂存在管理器上，实现将所有测量点的温度数据与监控终端或后台的通讯，对电气系统的安全运行提供指导。
如图1所示，管理器2单独成为含有管理器的无源无线测温装置中的管理控制系统。图中一组分析器3、天线4、新型无源无线温度传感器5构成无源无线温度测量系统。管理器2通过485或CAN总线方式与无源无线温度测量系统中的分析器3相连，控制多路分析器3，使其按照管理器设定的时序进行工作。分析器3通过屏蔽电缆与天线4相连。分析器3在发送区间，控制天线4发送射频信号，在接收区间，通过天线4接收射频信号。图中新型无源无线温度传感器5通过无线方式实现与天线4的射频通讯，天线4不仅能将一定频率的射频信号发送给新型无源无线温度传感器5，而且能够接收来自新型无源无线温度传感器5返回的射频信号。分析器4在接收区间接收射频信号后对其进行滤波和放大，通过分析返回射频信号的频率得到新型无源无线温度传感器5接触点的温度。分析器3将获得的温度数据送到管理器2的存储器中。监控终端1与管理器2通过485或CAN总线方式相连，用于获取所有新型无源无线温度传感器5的温度，并将温度显示于监控终端1上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明精神和原则之内的，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种含有管理器的无源无线测温装置，其特征在于：由一套管理器和多套无源无线温度测量系统构成，每套无源无线温度测量系统包含独立的分析器、独立的天线、多个新型无源无线温度传感器；新型无源无线温度传感器被安装在高压连接点上，采用接触式测温；管理器控制多套无源无线温度测量系统中的分析器按照一定的时序通过天线与新型无源无线温度传感器进行射频通讯；管理器控制某一分析器通过天线向某一新型无源无线温度传感器发送射频信息，新型无源无线温度传感器将带有接触点温度信息的射频信号发回给天线，分析器通过天线获得带有温度信息的射频信号，经过分析获得高压连接点的温度，再通过总线传送到管理器上；监控终端通过管理器获得温度测量数据并显示。
2.根据权利要求1中所述的含有管理器的无源无线测温装置，其特征在于：只有一台管理器，但是有多套相互独立的无源无线温度测量系统；每套无源无线温度测量系统中有独立的分析器、天线、多个新型无源无线温度传感器。
3.根据权利要求1中所述的含有管理器的无源无线测温装置，其特征在于：管理器通过485或者CAN总线方式控制多套无源无线温度测量系统按照一定时序工作。
4.根据权利要求1中所述的含有管理器的无源无线测温装置，其特征在于：将各独立的无源无线温度测量系统中新型无源无线温度传感器的温度通过485或CAN总线上传到管理器，管理器将所有数据临时保存。
5.根据权利要求1中所述的含有管理器的无源无线测温装置，其特征在于：通过485或CAN总线方式将所有新型无源无线温度传感器的温度统一上传到监控终端，统一管理，统一显示。
6.根据权利要求1中所述的含有管理器的无源无线测温装置，其特征在于：分析器通过对射频信号的放大和滤波，分析回传射频信号的频率；分析器根据新型无源无线温度传感器已有的回传频率与温度的特性关系得到高压连接点的温度，并将温度转换成数字信号，统一回传给管理器。
7.根据权利要求1中所述的含有管理器的无源无线测温装置，其特征在于：管理器控制无源无线温度测量系统中的分析器通过天线发射一定频率的射频信号，射频信号被新型无源无线温度传感器的螺旋天线接收，通过沉积在温度传感器晶体表面的叉指换能器将射频信号转换成声表面波；声表面波沿着晶体表面传播，在叉指换能器的两侧设置反射栅，声表面波在反射栅之间形成谐振，谐振的频率与晶体的温度有一定的特性关系；通过沉积在晶体表面的叉指换能器再将带有温度信息的谐振射频信号反射回天线，通过管理器控制的分析器分析返回的射频信号，得到中心频率，根据已经知道的射频频率与温度的关系，得到新型无源无线温度传感器安装点的温度。
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