CN113899472A - 一种高稳定的数字测温方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力系统检修技术领域，具体地说，涉及一种高稳定的数字测温方法与装置。包括设计传感器并安装、设计物联网数据网关、搭建上位计算机、读取数据并传输、设定工作温度阈值范围参数、监测软件对数据进行比对、异常告警、现场检修操作等步骤。本发明设计的方法可以实现电力设施温度远程自动检测，节省了大量的人力，有效减少人为原因带来的监测误差，达到提前感知设备温度状态，消除电力设备因发热导致的安全隐患，提高运维工作效率，杜绝人身触电伤害，保证电力系统的正常工作；其装置提高了监测效率和准确度，能及时发现电力系统因温度异常而产生的安全隐患，同时可以将日常运检工作向数字化转型，实现降本增效。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统检修技术领域，具体地说，涉及一种高稳定的数字测温方法与装置。
背景技术
目前在电力系统各电压等级上运行的导线及设备的温度检测工作，一直通过人工现场方式，巡检人员通常使用手持红外线测温仪对易发热点进行测温、工作效率低，浪费大量人力物力，不能动态自动测温，不能及时发现设备、线路运行隐患，而且对高压柜内的带电设备无法带电测试，不能及时发现、消除隐患。然而，现有技术中却没有可远程非现场且实时的数字测温方式及其装置，鉴于此，我们提出一种高稳定的数字测温方法与装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高稳定的数字测温方法与装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述技术问题的解决，本发明的目的之一在于，提供了一种高稳定的数字测温方法，包括如下步骤：
S1、设计制作由天线、耦合元件、芯片等电子元件组成的电子标签作为无源射频温度电子传感器，将传感器规则安装布设在电力电缆的各运行设备上并对应设备的身份编码；
S2、设计由物联网和射频识别技术的物联网数据网关；
S3、搭建上位计算机并研发数字测温监测软件；
S4、通过物联网数据网关读取各无源射频温度电子传感器的数据，将各运行设备的唯一身份电子识别码、实时温度等数据分别自动采集传输至上位计算机；
S5、有权限的工程师或管理员以合法身份通过上位计算机登录监测软件，根据各运行设备的常规运行温度，分别设定其正常工作温度阈值范围参数；
S6、监测软件接收各运行设备的实时温度并自动生成列表及折线图形，持续将实时温度与预设的正常工作温度阈值范围参数进行比对；
S7、当监测软件检测到某个运行设备的实时温度超过预设的阈值范围或异常温度持续一定时长时，及时向管理员发出提示或告警；
S8、工程师根据反馈的存在温度异常的运行设备的唯一身份电子识别码，追溯到该运行设备的具体位置，由检修人员前往现场对该设备进行检修操作。
作为本技术方案的进一步改进，所述S1中，将传感器规则安装布设在电力电缆的各运行设备上并对应设备的身份编码的具体方法包括如下步骤：
S1.1、制作若干无源射频温度电子传感器，经检测试运行后投入使用；
S1.2、通过耐高温绝缘胶分别将无源射频温度电子传感器粘贴固定在电力系统高、中、低设施及设备的易发热点上，包括但不限于电缆接头、配电柜、带电设备、运行设备等；
S1.3、针对安装部位不够平整的情况，可以取用耐高温的扎带对无源射频温度电子传感器进行加固；
S1.4、通过无源射频温度电子传感器上的射频芯片，识别获取其安装位置的设备的唯一身份电子识别码。
作为本技术方案的进一步改进，所述S2中，设计由物联网和射频识别技术的物联网数据网关的具体方法包括如下步骤：
S2.1、设计由通信模块、射频识别模块等单元组成的物联网数据网关，并增设射频天线辅助通信；
S2.2、通过物联网数据网关与无源射频温度电子传感器进行信息交互，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据；
S2.3、通过物联网数据网关与上位计算机通信连接，实现数据的传输。
作为本技术方案的进一步改进，所述S3中，搭建上位计算机并研发数字测温监测软件的具体方法包括如下步骤：
S3.1、搭建包括计算主机、显示器、输入输出设备、网络通信模块等设备的上位计算机；
S3.2、研发数字测温监测软件，软件应包括参数设置、数据处理、数据计算、报表图形、动态监测、异常告警等功能；
S3.3、在监测软件中载入人工智能技术和相关度计算算法，用于智能识别设备是否存在温度异常的情况并计算温度异常的偏差程度。
本发明的目的之二在于，提供了一种高稳定的数字测温装置，该装置用于支持上述所述的高稳定的数字测温方法的实施过程，包括若干无源射频温度电子传感器，若干所述无源射频温度电子传感器分别紧密抵接在电力电缆的各类运行设备表面上，所述无源射频温度电子传感器包括氮化硼基板，所述氮化硼基板顶面中间处设有射频芯片，所述射频芯片的中间设有测温芯片，所述无源射频温度电子传感器通过物联网数据网关与上位计算机无线连接，所述物联网数据网关外还通信连接有射频天线。
作为本技术方案的进一步改进，所述氮化硼基板的一端一体成型有感温接触固定区，所述感温接触固定区的底面设有耐高温绝缘胶，所述射频芯片电性焊接在所述氮化硼基板上，所述测温芯片电性焊接在所述氮化硼基板上。
作为本技术方案的进一步改进，所述射频芯片的两侧外相对立设有两块微波辅助天线，所述微波辅助天线电性焊接在所述氮化硼基板上。
作为本技术方案的进一步改进，所述物联网数据网关内规则布设有通信模块和射频识别模块。
作为本技术方案的进一步改进，所述射频芯片通过所述射频天线与所述射频识别模块无线通信连接。
作为本技术方案的进一步改进，所述上位计算机包括处理主机，所述处理主机通过VGA线信号连接有显示终端，所述处理主机通过信号线信号连接有若干输入/输出设备，所述处理主机通过网线或无线与所述通信模块通信连接。
本发明的目的之三在于，提供了一种高稳定的数字测温系统，该系统装载于所述处理主机内，包括但不限于参数设置模块、数据处理模块、数据计算模块、报表图形模块、动态监测模块、异常告警模块等。
本发明的目的之四在于，提供了一种高稳定的数字测温系统的运行装置，包括处理器、存储器以及存储在存储器中并在处理器上运行的计算机程序，处理器用于执行计算机程序时实现上述的高稳定的数字测温方法与装置的步骤。
本发明的目的之五在于，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的高稳定的数字测温方法与装置的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1.该高稳定的数字测温方法应用于电力系统高低压电网设施及设备中，可以进行温度自动检测，并利用物联网数据网关，采用无线方式实时采集设备温度数据，实现电力设施温度远程自动检测，达到运维人员无需在设备现场、非接触检测设备温度，节省了大量的人力，有效减少人为原因带来的监测误差，达到提前感知设备温度状态，消除电力设备因发热导致的安全隐患，提高运维工作效率，杜绝人身触电伤害，保证电力系统的正常工作；
2.该高稳定的数字测温装置中通过设计新型数字无源温度传感器，其直接接触发热源本身，不会因为其他结构造成监测误差，极大的提高了监测效率和准确度，其远程、自动化、非人工的测温方式，能及时发现电力系统高、中、低压设施因温度异常而产生的安全隐患，同时无人工现场干预的自动化安全高效的远程设备温度检测，可以将日常运检工作向数字化转型，实现降本增效。
附图说明
图1为本发明的整体方法流程框图；
图2为本发明的局部方法流程框图之一；
图3为本发明的局部方法流程框图之二；
图4为本发明的局部方法流程框图之三；
图5为本发明的整体结构示意图；
图6为本发明中无源射频温度电子传感器的结构示意图；
图7为本发明中物联网数据网关的结构示意图。
图中：
1、无源射频温度电子传感器；11、氮化硼基板；111、感温接触固定区；12、射频芯片；13、测温芯片；14、微波辅助天线；15、耐高温绝缘胶；
2、物联网数据网关；21、通信模块；22、射频识别模块；
3、上位计算机；31、处理主机；32、显示终端；33、输入/输出设备；
4、射频天线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中间”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，在本发明的描述中，“若干”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
实施例1
如图1-图4所示，本实施例提供了一种高稳定的数字测温方法，包括如下步骤：
S1、设计制作由天线、耦合元件、芯片等电子元件组成的电子标签作为无源射频温度电子传感器，将传感器规则安装布设在电力电缆的各运行设备上并对应设备的身份编码；
S2、设计由物联网和射频识别技术的物联网数据网关；
S3、搭建上位计算机并研发数字测温监测软件；
S4、通过物联网数据网关读取各无源射频温度电子传感器的数据，将各运行设备的唯一身份电子识别码、实时温度等数据分别自动采集传输至上位计算机；
S5、有权限的工程师或管理员以合法身份通过上位计算机登录监测软件，根据各运行设备的常规运行温度，分别设定其正常工作温度阈值范围参数；
S6、监测软件接收各运行设备的实时温度并自动生成列表及折线图形，持续将实时温度与预设的正常工作温度阈值范围参数进行比对；
S7、当监测软件检测到某个运行设备的实时温度超过预设的阈值范围或异常温度持续一定时长时，及时向管理员发出提示或告警；
S8、工程师根据反馈的存在温度异常的运行设备的唯一身份电子识别码，追溯到该运行设备的具体位置，由检修人员前往现场对该设备进行检修操作。
本实施例中，S1中，将传感器规则安装布设在电力电缆的各运行设备上并对应设备的身份编码的具体方法包括如下步骤：
S1.1、制作若干无源射频温度电子传感器，经检测试运行后投入使用；
S1.2、通过耐高温绝缘胶分别将无源射频温度电子传感器粘贴固定在电力系统高、中、低设施及设备的易发热点上，包括但不限于电缆接头、配电柜、带电设备、运行设备等；
S1.3、针对安装部位不够平整的情况，可以取用耐高温的扎带对无源射频温度电子传感器进行加固；
S1.4、通过无源射频温度电子传感器上的射频芯片，识别获取其安装位置的设备的唯一身份电子识别码。
本实施例中，S2中，设计由物联网和射频识别技术的物联网数据网关的具体方法包括如下步骤：
S2.1、设计由通信模块、射频识别模块等单元组成的物联网数据网关，并增设射频天线辅助通信；
S2.2、通过物联网数据网关与无源射频温度电子传感器进行信息交互，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据；
S2.3、通过物联网数据网关与上位计算机通信连接，实现数据的传输。
本实施例中，S3中，搭建上位计算机并研发数字测温监测软件的具体方法包括如下步骤：
S3.1、搭建包括计算主机、显示器、输入输出设备、网络通信模块等设备的上位计算机；
S3.2、研发数字测温监测软件，软件应包括参数设置、数据处理、数据计算、报表图形、动态监测、异常告警等功能；
S3.3、在监测软件中载入人工智能技术和相关度计算算法，用于智能识别设备是否存在温度异常的情况并计算温度异常的偏差程度。
实施例2
如图5-图7所示，本实施例提供了一种高稳定的数字测温装置，该装置用于支持上述的高稳定的数字测温方法的实施过程，包括若干无源射频温度电子传感器1，若干无源射频温度电子传感器1分别紧密抵接在电力电缆的各类运行设备表面上，无源射频温度电子传感器1包括氮化硼基板11，氮化硼基板11顶面中间处设有射频芯片12，射频芯片12的中间设有测温芯片13，无源射频温度电子传感器1通过物联网数据网关2与上位计算机3无线连接，物联网数据网关2外还通信连接有射频天线4。
本实施例中，氮化硼基板11的一端一体成型有感温接触固定区111，感温接触固定区111的底面设有耐高温绝缘胶15，通过耐高温绝缘胶15便于将无源射频温度电子传感器1粘贴固定在待测设备的表面上，使其不易松脱掉落，同时胶体耐高温、不易因设备发热导致胶体失效，胶体绝缘、可以避免带电设备漏电导致无源射频温度电子传感器1损坏。
具体地，通过耐高温绝缘胶15使测温芯片13直接接触发热源本身，不会因为其他结构造成监测误差，极大的提高了监测效率和准确度。
其中，氮化硼基板11采用氮化硼材料制成，其具有较高的电气绝缘性、导热性以及热稳定性，可满足-40～200℃的测温需求，因此可以应用在高温、高压电力设施的测温场景中。
进一步地，射频芯片12电性焊接在氮化硼基板11上，测温芯片13电性焊接在氮化硼基板11上，使射频芯片12、测温芯片13均结实稳固，不易松脱掉落。
进一步地，射频芯片12的两侧外相对立设有两块微波辅助天线14，微波辅助天线14电性焊接在氮化硼基板11上。
其中，微波辅助天线14可以制成特殊微带反射天线的结构，用以增强射频芯片12的无线电信号接收强度，从而可以提高信号接收强度至15％以上。
此外，值得说明的是，在具体使用过程中，为了保护无源射频温度电子传感器1的结构，可以在无源射频温度电子传感器1的顶面上设置可以开闭的盖板，用于保护各芯片元件，同时便于对各元件进行检查维护等处理。
本实施例中，物联网数据网关2内规则布设有通信模块21和射频识别模块22。
具体地，物联网数据网关2通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。
本实施例中，上位计算机3包括处理主机31，处理主机31通过VGA线信号连接有显示终端32，处理主机31通过信号线信号连接有若干输入/输出设备33，使上位计算机3具有全面的常规操作功能，便于用户使用。
进一步地，射频芯片12通过射频天线4与射频识别模块22无线通信连接，处理主机31通过网线或无线与通信模块21通信连接，通过物联网数据网关2与无源射频温度电子传感器1、上位计算机3的信息交互，完成数据的实时采集与传输。
具体地，数据通过无线网络传输到上位计算机3进行处理、分析，实现数字化管理。
本发明还提供了一种高稳定的数字测温系统，该系统装载于处理主机31内，包括但不限于参数设置模块、数据处理模块、数据计算模块、报表图形模块、动态监测模块、异常告警模块等。
本发明还提供了一种高稳定的数字测温装置，该装置包括处理器、存储器以及存储在存储器中并在处理器上运行的计算机程序。
处理器包括一个或一个以上处理核心，处理器通过总线与存储器相连，存储器用于存储程序指令，处理器执行存储器中的程序指令时实现上述的高稳定的数字测温方法与装置。
可选的，存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随时存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的高稳定的数字测温方法与装置的步骤。
可选的，本发明还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面高稳定的数字测温方法与装置的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储与计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种高稳定的数字测温方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、设计制作由天线、耦合元件、芯片等电子元件组成的电子标签作为无源射频温度电子传感器，将传感器规则安装布设在电力电缆的各运行设备上并对应设备的身份编码；
S2、设计由物联网和射频识别技术的物联网数据网关；
S3、搭建上位计算机并研发数字测温监测软件；
S4、通过物联网数据网关读取各无源射频温度电子传感器的数据，将各运行设备的唯一身份电子识别码、实时温度等数据分别自动采集传输至上位计算机；
S5、有权限的工程师或管理员以合法身份通过上位计算机登录监测软件，根据各运行设备的常规运行温度，分别设定其正常工作温度阈值范围参数；
S6、监测软件接收各运行设备的实时温度并自动生成列表及折线图形，持续将实时温度与预设的正常工作温度阈值范围参数进行比对；
S7、当监测软件检测到某个运行设备的实时温度超过预设的阈值范围或异常温度持续一定时长时，及时向管理员发出提示或告警；
S8、工程师根据反馈的存在温度异常的运行设备的唯一身份电子识别码，追溯到该运行设备的具体位置，由检修人员前往现场对该设备进行检修操作。
2.根据权利要求1所述的高稳定的数字测温方法，其特征在于：所述S1中，将传感器规则安装布设在电力电缆的各运行设备上并对应设备的身份编码的具体方法包括如下步骤：
S1.1、制作若干无源射频温度电子传感器，经检测试运行后投入使用；
S1.2、通过耐高温绝缘胶分别将无源射频温度电子传感器粘贴固定在电力系统高、中、低设施及设备的易发热点上，包括但不限于电缆接头、配电柜、带电设备、运行设备等；
S1.3、针对安装部位不够平整的情况，可以取用耐高温的扎带对无源射频温度电子传感器进行加固；
S1.4、通过无源射频温度电子传感器上的射频芯片，识别获取其安装位置的设备的唯一身份电子识别码。
3.根据权利要求2所述的高稳定的数字测温方法，其特征在于：所述S2中，设计由物联网和射频识别技术的物联网数据网关的具体方法包括如下步骤：
S2.1、设计由通信模块、射频识别模块等单元组成的物联网数据网关，并增设射频天线辅助通信；
S2.2、通过物联网数据网关与无源射频温度电子传感器进行信息交互，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据；
S2.3、通过物联网数据网关与上位计算机通信连接，实现数据的传输。
4.根据权利要求3所述的高稳定的数字测温方法，其特征在于：所述S3中，搭建上位计算机并研发数字测温监测软件的具体方法包括如下步骤：
S3.1、搭建包括计算主机、显示器、输入输出设备、网络通信模块等设备的上位计算机；
S3.2、研发数字测温监测软件，软件应包括参数设置、数据处理、数据计算、报表图形、动态监测、异常告警等功能；
S3.3、在监测软件中载入人工智能技术和相关度计算算法，用于智能识别设备是否存在温度异常的情况并计算温度异常的偏差程度。
5.一种高稳定的数字测温装置，该装置用于支持权利要求4所述的高稳定的数字测温方法的实施过程，其特征在于：包括若干无源射频温度电子传感器(1)，若干所述无源射频温度电子传感器(1)分别紧密抵接在电力电缆的各类运行设备表面上，所述无源射频温度电子传感器(1)包括氮化硼基板(11)，所述氮化硼基板(11)顶面中间处设有射频芯片(12)，所述射频芯片(12)的中间设有测温芯片(13)，所述无源射频温度电子传感器(1)通过物联网数据网关(2)与上位计算机(3)无线连接，所述物联网数据网关(2)外还通信连接有射频天线(4)。
6.根据权利要求5所述的高稳定的数字测温装置，其特征在于：所述氮化硼基板(11)的一端一体成型有感温接触固定区(111)，所述感温接触固定区(111)的底面设有耐高温绝缘胶(15)，所述射频芯片(12)电性焊接在所述氮化硼基板(11)上，所述测温芯片(13)电性焊接在所述氮化硼基板(11)上。
7.根据权利要求5所述的高稳定的数字测温装置，其特征在于：所述射频芯片(12)的两侧外相对立设有两块微波辅助天线(14)，所述微波辅助天线(14)电性焊接在所述氮化硼基板(11)上。
8.根据权利要求5所述的高稳定的数字测温装置，其特征在于：所述物联网数据网关(2)内规则布设有通信模块(21)和射频识别模块(22)。
9.根据权利要求8所述的高稳定的数字测温装置，其特征在于：所述射频芯片(12)通过所述射频天线(4)与所述射频识别模块(22)无线通信连接。
10.根据权利要求8所述的高稳定的数字测温装置，其特征在于：所述上位计算机(3)包括处理主机(31)，所述处理主机(31)通过VGA线信号连接有显示终端(32)，所述处理主机(31)通过信号线信号连接有若干输入/输出设备(33)，所述处理主机(31)通过网线或无线与所述通信模块(21)通信连接。
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