CN107941368A - 一种基于声表面波的电气设备检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于声表面波的电气设备检测装置，涉及一种电气设备检测装置。它解决了现有技术中远程电气设备难于测量的问题。本基于声表面波的电气设备检测装置，包括声表面波温度传感器、固定声表面波温度传感器的固定装置，声表面波温度传感器包括芯片、导热陶瓷电路板、螺旋天线，所述芯片设置在导热陶瓷电路板上，螺旋天线固定在导热陶瓷电路板上并与芯片上的天线连接端子连接，所述固定装置包括基座及外壳，声表面波温度传感器设置在基座上，基座上设置有外壳，声表面波温度传感器封闭在外壳内。本发明体积小、重量轻、无需外接电源、无线方式工作，具备防水和绝缘特性，适合于户外高电压环境测温。

Description

一种基于声表面波的电气设备检测装置

技术领域

本发明属于电气设备技术领域，特别是一种电气设备检测装置。

背景技术

电气设备复杂，一但发生故障通常部件均已损坏，难于提前预知。通常在发生故障前，发生故障的部位一般均会出现发热等现象，例如高架输电线上如果某个部位出现部分损坏通常电阻就会增大，从而温度升高，如果能够及时发现可避免过大的损失，但是由于输电线等电器设备结构复杂、分布广、人员不易接近等特点，使得检测极其不便。

传统的测温方法，如红外测温、有源传感器测温、光纤类测温等，在一定程度上做到了对设备温度的检测及监测，但都存在一些不足。红外测温只能是间接式测量被测物体温度，而且很多关键位置都不能检测到，并且红外测温对环境因素敏感，不太适合在室外实时监测设备关键点。有源类温度传感器，需要电池供电，电池的使用寿命受温度等外部环境影响较大，同时有源类传感器内部含有大量IC器件，大量的器件降低了有源温度传感器在室外运行的可靠性。

基于“声表面波”技术开发的传感器同时具有无源无线的特征且能工作于强磁、强辐射、强电等恶劣环境中。通过整合声表面波技术、智能识别技术、高速数据采集技术、智能控制技术、网络通信技术、计算机软件技术、MEMS技术研制变电站户外设备用声表面波智能在线测温系统，实时监测设备关键部位的温度，数据智能分析处理及自动预警等功能，可以有效解决传统测温存在的问题，提高企业综合管理成效。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种基于声表面波的电气设备检测装置，本基于声表面波的电气设备检测装置可以在远距离利用无源元件实时的对电气设备的温度进行方便的测量。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现： 一种基于声表面波的电气设备检测装置，包括声表面波温度传感器、固定声表面波温度传感器的固定装置，声表面波温度传感器包括芯片、导热陶瓷电路板、螺旋天线，所述芯片设置在导热陶瓷电路板上，螺旋天线固定在导热陶瓷电路板上并与芯片上的天线连接端子连接，所述固定装置包括基座及外壳，声表面波温度传感器设置在基座上，基座上设置有外壳，声表面波温度传感器封闭在外壳内。需要检测哪个部位的温度就将基座固定在哪个部位。通过在导热陶瓷电路板上装备声表温度传感器芯片，加盖密封盖后，使得本温度传感器除了具有无源和无线特性外，还具备防水，绝缘等特性。线路板上的天线捕捉电磁波为声表温度传感器提供能量，声表温度传感器把检测到的温度信息转换成电磁波后通过天线发出。

在上述的基于声表面波的电气设备检测装置中，所述声表面波温度传感器设置在线缆爬行器上，所述线缆爬行器包括可滑动的套在线缆上的两个套环，两个套环之间设置有双程形状记忆合金弹簧，两个套环的内腔壁周向设置具有弹性的卡爪，所述卡爪相对线缆长度方向倾斜设置，两个套环上的卡爪倾斜方向相同，声表面波温度传感器设置在线缆爬行器上的一个套环上。环境温度的波动例如昼夜温差的变化使得双程形状记忆合金弹簧发生伸缩变形，由于弹性卡爪的存在，卡爪原理相当于棘爪，使得线缆爬行器只能沿线缆一个方向耙行。线缆爬行器携带着传感器在线缆上移动从而实现对线缆不同部位的巡查，并且当某处的温度明显的较高时，高过双程形状记忆合金弹簧的临界转变温度时，双程形状记忆合金弹簧不会发生形变，从而使得线缆爬行器位置固定，从而使得声表面波温度传感器位置固定，保证不断的报告温度异常的位置，也便于查找故障位置。

在上述的基于声表面波的电气设备检测装置中，每个卡爪包括倾斜方向相反的对称的两个爪指，每个爪指均为双程形状记忆合金，对称的两个爪指的相变温度一个设置在低温另一个设置在高温，使得当高于或低于设定的低温或高温相变温度点时该爪指收缩或伸出，从而改变爪指相对套环径向的伸缩距离，从而在不同温度下控制不同倾斜方向的爪指与线缆接触，从而控制线缆爬行器的爬行方向，例如冬天和夏天的温度下爬行方向不同。

在上述的基于声表面波的电气设备检测装置中，所述线缆爬行器套在线缆上的套环为三个或三个以上套环，套环之间通过双程形状记忆合金弹簧连接，并且套环之间通过双程形状记忆合金弹簧的相变温度不同，以便增加双程形状记忆合金弹簧的变化范围，使得在多种不同的昼夜温差变化下均有弹簧能够变形从而驱动线缆爬行器移动。

在上述的基于声表面波的电气设备检测装置中，每个卡爪包括倾斜方向相反的对称的两个爪指，每个爪指根部与套环连接，调节螺栓通过螺纹配合在套环上，调节螺栓的端部对应爪指中部，调节螺栓在套环上转动时可在套环径向伸缩，调节螺栓的栓头实现对爪指的顶推使得爪指翘曲，调节螺栓未顶推时，爪指在自身的弹力下贴近套环臂，不起棘爪的作用，通过调节不同的调节螺栓使得不同倾斜方向的爪指伸缩起到棘爪的作用，从而控制线缆爬行器的移动方向。

在上述的基于声表面波的电气设备检测装置中，在套环上设置有滑动的套在线缆上的清理环，所述清理环内壁设置有与线缆表面接触的毛刷，以便在线缆爬行器移动时能够利用毛刷实现对线缆表面的清洁。

在上述的基于声表面波的电气设备检测装置中，所述清理环与套环之间设置有轴承，使得清理环可相对套环自由转动，以便实现更好的清洁效果。

在上述的基于声表面波的电气设备检测装置中，在清理环上设置有叶片，以便于利用风力实现清理环的更好的转动。

与现有技术相比，本基于声表面波的电气设备检测装置具有以下优点：

1、本发明声表温度传感器芯片用来感知被测物体的温度。整个声表面波温度传感器工作于无源无线的方式工作，捕捉特殊的频率的电磁波作为工作能量，同时返回携带温度信息的特殊电磁波。

2、本发明解决了传统的温度传感器不能同时拥有无源、无线的特性外、还具备了防水、绝缘的要求。

3、本发明体积小、重量轻、无需外接电源、无线方式工作，具备防水和绝缘特性，适合于户外高电压环境测温。

附图说明

图1是声表面波温度传感器的结构示意图；

图2是传感器的外壳示意图；

图3是实施例一的示意图；

图4是图3的侧视图；

图5是实施例二的示意图；

图6是线缆爬行器的一种爬行方向的示意图；

图7是线缆爬行器的另一种爬行方向的示意图；

图8是具有三个套环的线缆爬行器示意图；

图9是实施例三的示意图；

图10是实施例三的具有清理环的示意图。

图中，芯片1、导热陶瓷电路板2、螺旋天线3、基座4、外壳5、线缆6、套环7、双程形状记忆合金弹簧8、卡爪9、第一爪指91、第二爪指92、调节螺栓10、清理环11、毛刷12、叶片13。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1、2、3、4所示，一种基于声表面波的电气设备检测装置，包括声表面波温度传感器、固定声表面波温度传感器的固定装置，声表面波温度传感器包括芯片1、导热陶瓷电路板2、螺旋天线3，所述芯片设置在导热陶瓷电路板上，螺旋天线固定在导热陶瓷电路板上并与芯片上的天线连接端子连接，所述固定装置包括基座4及外壳5，声表面波温度传感器设置在基座上，基座上设置有外壳，声表面波温度传感器封闭在外壳内。需要检测哪个部位的温度就将基座固定在哪个部位。通过在导热陶瓷电路板上装备声表温度传感器芯片，加盖密封盖后，使得本温度传感器除了具有无源和无线特性外，还具备防水，绝缘等特性。线路板上的天线捕捉电磁波为声表温度传感器提供能量，声表温度传感器把检测到的温度信息转换成电磁波后通过天线发出。

所述声表面波温度传感器设置在线缆6爬行器上，所述线缆爬行器包括可滑动的套在线缆上的两个套环7，两个套环之间设置有双程形状记忆合金弹簧8，两个套环的内腔壁周向设置具有弹性的卡爪9，所述卡爪相对线缆长度方向倾斜设置，两个套环上的卡爪倾斜方向相同，声表面波温度传感器设置在线缆爬行器上的一个套环上。环境温度的波动例如昼夜温差的变化使得双程形状记忆合金弹簧发生伸缩变形，由于弹性卡爪的存在，卡爪原理相当于棘爪，使得线缆爬行器只能沿线缆一个方向耙行。线缆爬行器携带着传感器在线缆上移动从而实现对线缆不同部位的巡查，并且当某处的温度明显的较高时，高过双程形状记忆合金弹簧的临界转变温度时，双程形状记忆合金弹簧不会发生形变，从而使得线缆爬行器位置固定，从而使得声表面波温度传感器位置固定，保证不断的报告温度异常的位置，也便于查找故障位置。

实施例二

如图5、6、7、8所示，与实施例二不同的是，每个卡爪包括倾斜方向相反的对称的两个爪指，定义为第一爪指91、第二爪指92，每个爪指均为双程形状记忆合金，对称的两个爪指的相变温度一个设置在低温另一个设置在高温，使得当高于或低于设定的低温或高温相变温度点时该爪指收缩或伸出，从而改变爪指相对套环径向的伸缩距离，从而在不同温度下控制不同倾斜方向的爪指与线缆接触，从而控制线缆爬行器的爬行方向，例如冬天和夏天的温度爬行方向不同。

进一步，所述线缆爬行器套在线缆上的套环为三个或三个以上套环，套环之间通过双程形状记忆合金弹簧连接，并且套环之间通过双程形状记忆合金弹簧的相变温度不同，以便增加双程形状记忆合金弹簧的变化范围，使得在多种不同的昼夜温差变化下均有弹簧能够变形从而驱动线缆爬行器移动。

实施例三

如9、10图所示，与上述实施例不同的是，每个卡爪包括倾斜方向相反的对称的两个爪指，每个爪指根部与套环连接，调节螺栓10通过螺纹配合在套环上，调节螺栓的端部对应爪指中部，调节螺栓在套环上转动时可在套环径向伸缩，调节螺栓的栓头实现对爪指的顶推使得爪指翘曲，调节螺栓未顶推时，爪指在自身的弹力下贴近套环臂，不起棘爪的作用，通过调节不同的调节螺栓使得不同倾斜方向的爪指伸缩起到棘爪的作用，从而控制线缆爬行器的移动方向。

进一步，在套环上设置有滑动的套在线缆上的清理环11，所述清理环内壁设置有与线缆表面接触的毛刷12，以便在线缆爬行器移动时能够利用毛刷实现对线缆表面的清洁。

进一步，所述清理环与套环之间设置有轴承，使得清理环可相对套环自由转动，以便实现更好的清洁效果。在清理环上设置有叶片13，以便于利用风力实现清理环的更好的转动。

尽管本文较多地使用了一些术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种基于声表面波的电气设备检测装置，包括声表面波温度传感器、固定声表面波温度传感器的固定装置，其特征在于，声表面波温度传感器包括芯片、导热陶瓷电路板、螺旋天线，所述芯片设置在导热陶瓷电路板上，螺旋天线固定在导热陶瓷电路板上并与芯片上的天线连接端子连接，所述固定装置包括基座及外壳，声表面波温度传感器设置在基座上，基座上设置有外壳，声表面波温度传感器封闭在外壳内。

2.根据权利要求1所述的基于声表面波的电气设备检测装置，其特征在于，所述声表面波温度传感器设置在线缆爬行器上，所述线缆爬行器包括可滑动的套在线缆上的两个套环，两个套环之间设置有双程形状记忆合金弹簧，两个套环的内腔壁周向设置具有弹性的卡爪，所述卡爪相对线缆长度方向倾斜设置，两个套环上的卡爪倾斜方向相同，声表面波温度传感器设置在线缆爬行器上的一个套环上。

3.根据权利要求2所述的基于声表面波的电气设备检测装置，其特征在于，每个卡爪包括倾斜方向相反的对称的两个爪指，每个爪指均为双程形状记忆合金，对称的两个爪指的相变温度一个设置在低温另一个设置在高温。

4.根据权利要求2所述的基于声表面波的电气设备检测装置，其特征在于，所述线缆爬行器套在线缆上的套环为三个或三个以上套环，套环之间通过双程形状记忆合金弹簧连接，并且套环之间通过双程形状记忆合金弹簧的相变温度不同。

5.根据权利要求2所述的基于声表面波的电气设备检测装置，其特征在于，每个卡爪包括倾斜方向相反的对称的两个爪指，每个爪指根部与套环连接，调节螺栓通过螺纹配合在套环上，调节螺栓的端部对应爪指中部，调节螺栓在套环上转动时可在套环径向伸缩，调节螺栓的栓头实现对爪指的顶推使得爪指翘曲。