CN116539183A - 无线温度传感器和无线温度传感器的控制方法 - Google Patents
无线温度传感器和无线温度传感器的控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本申请提供了一种无线温度传感器和无线温度传感器的控制方法,该无线温度传感器包括壳体,具有容纳腔;铁氧体薄膜,铁氧体薄膜设置在容纳腔内,其中,铁氧体薄膜的磁导率随着待测对象的温度的变化而变化;设置有谐振回路的电路板,设置在容纳腔内且位于铁氧体薄膜的一侧,铁氧体薄膜与电路板之间的距离在预设范围内。本申请采用铁氧体薄膜本身具有的磁导率随温度变化的特性,根据铁氧体薄膜的磁导率变化影响谐振回路各参数的变化,通过采集谐振回路各参数的变化可以推算出导体连接管的温度,在准确测量电缆接头内部温度的同时实现电磁隔离,解决了现有的温度传感器无法及时准确的测量电缆接头内部的温度,且稳定性较差、成本高、寿命短的问题。
Description
技术领域
本申请涉及测温领域,具体而言,涉及一种无线温度传感器、无线温度传感器的控制方法和温度监测系统。
背景技术
伴随着电力物联网的发展,各种电气设备不断升级,其工作的电压和电流都在不断增大,设备发热现象也不断显著,而温度是电力设备是否处于正常工作状态下的重要表征,通过对电力设备关键部位工作温度的实时监测来判断电力设备是否运行在正常状态下,可以及时掌握其运行状态,进而判断整个系统的运作状态,避免更危险的事故发生。对于高压电缆,接头处又是关键的发热和故障隐患点,故对电缆中间接头处的温度实时监测是很必要的。
传统的测温光纤仅布置在电缆表皮或屏蔽层外,不能直接接触导体,不能直接监测电缆接头导体线芯的运行温度状态,只能监测电缆表面或绝缘层外的温度情况,无法及时准确的测量电缆接头内部的温度。并且电缆接头的内部空间极其狭小,密封,还具有较强的电磁干扰,而现有的温度传感器不仅尺寸过大,并且稳定性较差、寿命短。
目前用于监测电缆接头温度的方法还有分布式光纤测温、热电偶测温等。其中,布式光纤测温利用光在光导纤维中传输时产生的自发拉曼(Raman)散射和光时域反射(OTDR)原理来获取空间温度分布信息:如果在光纤中注入一定能量和宽度的激光脉冲,激光在光纤中向前传播时将自发产生拉曼散射光波,拉曼散射光波的强度受所在光纤散射点的温度影响而有所改变,通过获取沿光纤散射回来的背向拉曼光波,可以解调出光纤散射点的温度变化。分布式光纤测温系统结构由测温光纤光分析仪组成。利用拉曼散射和光时域反射。拉曼散射技术实现温度测量,光时域反射实现温度定位,光纤测温系统能够实现连续测量光纤沿线的温度情况,测距离在可达30公里,空问定位精度达到米的数量级,能够进行不简断的自动测量,特别适宜于需要长距离、大范围多点测量的应用场合。当向光纤中注入光脉冲,会发生拉曼散射,一部分是背向散射,一部分前向散射光。光纤上都会有不用的散射点。根据背向散射信号的时间和强度可以分析出具体的温度和温度位置。
其中,分布式光纤系统具有如下特点:
1)系统产品使用的光纤或光缆感温,具有在高电压、强腐蚀、核辐射和强电磁干扰等恶劣环境下工作,传感光缆坚固耐用,易于组网等优点。
2)一根光纤能够提供上万个测量点的信息,安装快捷简便且成本低廉。
3)光纤具有耐高温(能够承受超过700℃的高温)、抗腐蚀、抗电磁、无静电、无辐射干扰的特质和长寿命的特质,适用于各种复杂恶劣环境。
4)系统提供多分区、实时监测和报警功能。自动数据和报警传输。
另外,热电偶是一种感温元件,是一次仪表,它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,再通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应。塞贝克效应原理测温度的原理是将不同材料的导体A、B接成闭合回路,接触测温点的一段称测量端,一端称参比端。若测量端和参比端所处温度t和t0不同,则在回路的A、B之间就产生一热电势EAB(t,t0),这种现象称为塞贝克效应即热电效应。EAB大小随导体A、B的材料和两端温度t和t0而变,这种回路称为原型热电偶。在实际应用中,将A、B的一端焊接在一起作为热电偶的测量端放到被测温度t处。而将参比端分开,用导线接入显示仪表,并保持参比端接点温度t0稳定。显示仪表所测电势只随被测温度t而变化。两种不同成份的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成回路,当接合点的温度不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的,其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端),另一端叫做冷端(也称为补偿端);冷端与显示仪表或配套仪表连接,显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。
虽然已有的温度传感器器件可以完成对温度的监测问题,但是由于不考虑传感器的无线无源的设计以及测温精度等问题,因而在很多特定的环境和场景下温度传感器都不能实时准确的测温以及长时间工作,从而导致测量的温度不及时、不精确、设备使用不长久以及维修拆卸不便利。
其中,分布式光纤在电缆测温的应用场景中最大的局限在于其只能测量电缆外部的温度,这导致两个严重的问题:
1)其测温点是电缆外侧,对其内部的温度需要通过算法反推,结果的精确度受环境等外界因素影响很大,很难准确反映电缆内部温度;
2)因为其测温点是电缆外侧,所以无法及时反映电缆内部的异常情况,这对于预警和故障处理造成了严重的延时。
另外,热电偶测温也有如下缺点:
1)信号调理复杂:将热电偶电压转换成可用的温度读数必需进行大量的信号调理。一直以来,信号调理耗费大量设计时间,处理不当就会引入误差,导致精度降低。
2)精度低:除了由于金属特性导致的热电偶内部固有不精确性外,热电偶测量精度只能达到参考接合点温度的测量精度,一般在1℃和2℃内。
3)易受腐蚀:因为热电偶由两种不同的金属所组成,在一些工况下,随时间而腐蚀可能会降低精度。因此,它们可能需要保护;且保养维护必不可少。
4)抗噪性差:当测量毫伏级信号变化时,杂散电场和磁场产生的噪声可能会引起问题。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种无线温度传感器、无线温度传感器的控制方法和温度监测系统,以至少解决现有的温度传感器无法及时准确的测量电缆接头内部的温度,且稳定性较差、成本高、寿命短的问题。
为了实现上述目的,根据本申请的一个方面,提供了一种无线温度传感器,所述无线温度传感器包括:壳体,具有容纳腔;铁氧体薄膜,所述铁氧体薄膜设置在所述容纳腔内,其中,所述铁氧体薄膜的磁导率随着待测对象的温度的变化而变化;设置有谐振回路的电路板,设置在所述容纳腔内且位于所述铁氧体薄膜的一侧,所述铁氧体薄膜与所述谐振回路的电路板之间的距离在预设范围内。
可选地,所述壳体包括柔性绝缘聚合物,所述铁氧体薄膜包括镍锌铁氧体。
可选地,所述铁氧体薄膜包括在温度处于10℃-100℃的范围内的情况下,磁导率的变化率大于或者等于-0.2%/℃的铁氧体材料。
可选地,所述电路板包括:介质层;第一金属板,所述第一金属板设置在所述介质层的部分第一表面上,其中,所述第一表面和所述铁氧体薄膜正对设置且为所述介质层靠近所述铁氧体薄膜的一侧表面;第一感应线圈,所述第一感应线圈设置在所述介质层的部分第一表面上,且所述第一感应线圈的一端与所述第一金属板连接;第二金属板,所述第二金属板设置在所述介质层的部分第二表面上,所述第二表面为所述介质层的与所述第一表面相对的表面;第二感应线圈,所述第二感应线圈设置在所述介质层的部分第二表面上,且所述第二感应线圈的一端与所述第二金属板连接,所述第二感应线圈的绕线方向与所述第一感应线圈的绕线方向相反。
可选地,所述第一感应线圈和所述第二感应线圈的形状为平面螺旋状,所述第一金属板位于所述第一感应线圈的中心位置,所述第二金属板位于所述第二感应线圈的中心位置。
根据本申请的另一方面,提供了一种任意一种所述的无线温度传感器的控制方法,包括:获取谐振回路的实时相关参数,所述实时相关参数包括至少以下之一:所述谐振回路的实时谐振频率、所述谐振回路的实时信号幅度、所述谐振回路的谐振品质因数;根据所述实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度,其中,所述导体连接管的温度与所述谐振回路的相关参数之间存在映射关系。
可选地,所述实时相关参数为一个,根据所述实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度,包括:获取第一映射关系,所述第一映射关系为历史相关参数与所述谐振回路的历史电感值之间的映射关系;获取第二映射关系,所述第二映射关系为所述谐振回路的历史电感值与所述导体连接管的历史温度之间的映射关系;根据所述实时相关参数和所述第一映射关系,确定所述谐振回路的实时电感值;根据所述谐振回路的实时电感值和所述第二映射关系,确定所述导体连接管的实时温度。
可选地,所述实时相关参数为多个,所述实时相关参数仅包括所述谐振回路的实时谐振频率,或者,包括所述谐振回路的实时谐振频率和所述谐振回路的实时信号幅度、所述谐振回路的谐振品质因数中的至少之一,根据所述实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度的过程中,所述方法还包括如下至少之一:在所述实时相关参数包括所述谐振回路的实时谐振频率和所述谐振回路的实时信号幅度的情况下,确定所述实时谐振频率和所述实时信号幅度的权重分别为第一权重因子和第二权重因子,其中,所述第一权重因子大于所述第二权重因子;在所述实时相关参数包括所述谐振回路的实时谐振频率和所述谐振回路的谐振品质因数的情况下,确定所述实时谐振频率和所述实时信号幅度的权重分别为第三权重因子和第四权重因子,其中,所述第三权重因子大于所述第四权重因子;在所述实时相关参数包括所述谐振回路的实时谐振频率、所述谐振回路的实时信号幅度和所述谐振回路的谐振品质因数的情况下,确定所述实时谐振频率、所述实时信号幅度和所述谐振回路的谐振品质因数权重分别为第五权重因子、第六权重因子和第七权重因子,其中,所述第五权重因子大于所述第七权重因子,所述第七权重因子大于所述第六权重因子,所述相关参数的权重因子为所述相关参数对所述谐振回路的电感值的影响程度。
可选地,在确定所述相关参数的权重因子之后,所述方法还包括:根据所述实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度,包括:获取各所述相关参数的权重因子,所述相关参数的权重因子为所述相关参数对所述谐振回路的电感值的影响程度;获取第三映射关系,所述第三映射关系为多个历史相关参数与所述谐振回路的历史电感值之间的映射关系;根据多个所述实时相关参数和所述第三映射关系,确定各所述相关参数对应的所述谐振回路的中间电感值;根据各所述权重因子以及对应的各个所述中间电感值,计算所述谐振回路的实时电感值为各所述权重因子与对应的所述中间电感值的乘积之和;根据所述谐振回路的实时电感值和第二映射关系,确定所述导体连接管的实时温度,所述第二映射关系为所述谐振回路的历史电感值与所述导体连接管的历史温度之间的映射关系。
根据本申请的另一方面,提供了一种温度监测系统,包括:控制器,用于执行任意一种所述的无线温度传感器的控制方法;无线温度传感器,所述无线温度传感器为任意一种所述的无线温度传感器,所述无线温度传感器安装在电缆接头内部。
应用本申请的技术方案,上述无线温度传感器,包括壳体,具有容纳腔;铁氧体薄膜,铁氧体薄膜设置在容纳腔内,其中,铁氧体薄膜的磁导率随着待测对象的温度的变化而变化;设置有谐振回路的电路板,设置在容纳腔内且位于铁氧体薄膜的一侧,铁氧体薄膜与谐振回路的电路板之间的距离在预设范围内。本申请采用铁氧体薄膜本身具有的磁导率随温度变化的特性,根据铁氧体薄膜的磁导率变化影响谐振回路各参数的变化,通过采集谐振回路各参数的变化可以推算出导体连接管的温度,在准确测量电缆接头内部温度的同时实现电磁隔离,解决了现有的温度传感器无法及时准确的测量电缆接头内部的温度,且稳定性较差、成本高、寿命短的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本申请的实施例提供的一种无线温度传感器的结构示意图;
图2示出了根据本申请的实施例提供的一种电路板的结构的俯视图图;
图3示出了根据本申请的实施例提供的一种电路板的结构的截面示意图;
图4示出了根据本申请的实施例中提供的一种执行无线温度传感器的控制方法的控制器的硬件结构框图;
图5示出了根据本申请的实施例提供的一种无线温度传感器的控制方法的流程示意图;
图6示出了根据本申请的实施例提供的一种温度监测系统的示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
100、壳体;102、处理器;104、存储器;106、传输设备;108、输入输出设备;110、铁氧体薄膜;120、电路板;121、介质层;122、第一金属板;123、第一感应线圈;124、第二金属板;125、第二感应线圈。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
正如背景技术中所介绍的,现有技术中的分布式光纤等外部测温方式无法及时准确的测量电缆接头内部的温度,为解决现有的温度传感器无法及时准确的测量电缆接头内部的温度,且稳定性较差、寿命短的问题,本申请的实施例提供了一种无线温度传感器、无线温度传感器的控制方法和温度监测系统。
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。
根据本申请一种典型的实施例,如图1所示,提供一种无线温度传感器,上述无线温度传感器包括:壳体100,具有容纳腔;铁氧体薄膜110,上述铁氧体薄膜110设置在上述容纳腔内,其中,上述铁氧体薄膜110的磁导率随着待测对象的温度的变化而变化;设置有谐振回路的电路板120,设置在上述容纳腔内且位于上述铁氧体薄膜110的一侧,上述铁氧体薄膜110与上述谐振回路的电路板120之间的距离在预设范围内。
具体地,壳体实际为一个保护层结构,材质可以为柔性绝缘聚合物,确保能够绝缘,且有足够的柔性,能够置于电缆接头内部。
其中,这里选择的铁氧体材料需要以下特征:(1)其磁导率随温度的变化在需要的工作温度范围内(10-100℃)最好是单调变化,且其温度变化率越大越好;(2)具有一定的柔性,方便贴附于带电导体表面。
另外,谐振回路为电容-电感的组成的LC谐振回路。其中,谐振回路与铁氧体薄膜都置于保护层内,相互不接触。其距离保持0.2-2mm,即需要相近的距离确保温度对铁氧体磁导率的作用能够影响到LC谐振回路的电感值。
本申请的上述无线温度传感器,包括壳体,具有容纳腔;铁氧体薄膜,铁氧体薄膜设置在容纳腔内,其中,铁氧体薄膜的磁导率随着待测对象的温度的变化而变化;设置有谐振回路的电路板,设置在容纳腔内且位于铁氧体薄膜的一侧,铁氧体薄膜与谐振回路的电路板之间的距离在预设范围内。本申请采用铁氧体薄膜本身具有的磁导率随温度变化的特性,根据铁氧体薄膜的磁导率变化影响谐振回路各参数的变化,通过采集谐振回路各参数的变化可以推算出导体连接管的温度,在准确测量电缆接头内部温度的同时实现电磁隔离,解决了现有的温度传感器无法及时准确的测量电缆接头内部的温度,且稳定性较差、成本高、寿命短的问题。
一种可选的实施例中,上述壳体包括柔性绝缘聚合物,上述铁氧体薄膜包括镍锌铁氧体。
具体地,镍锌铁氧体为高频软磁铁氧体,具有尖晶石结构。相对初始磁导率15~70。居里点350~450℃(确保在该传感器使用范围内0-100℃内不会发生磁性转变)。电阻率5×104Ω·cm。在该传感器使用温度范围内0-100℃,其磁导率具有单调减小的变化,变化率为-0.2%/℃,本技术方案利用了铁氧体磁导率的温度变化关系,实现了对LC谐振回路中电感的影响,从而改变了LC谐振回路的谐振值,通过外置读取线圈感应LC谐振回路的变化,从而实现对电缆接头内部温度的感应。
另外,壳体可以作为一种保护层,其材料可以采用柔性绝缘聚合物可以确保能够绝缘,且有足够的柔性,能够置于电缆接头内部,使得无线温度传感器可以直接测量接触电缆内部导体温度,并且保证了电缆接头内部完整的密封性和优异的复合界面电气性能,电缆中间接头内部结构紧凑,而铁氧体薄膜可以有效提高期间灵敏度、增加传感精确度,同时可以避免导电材料的干扰。在电缆系统运行的全寿命周期内均可正常工作,寿命长,减少更换次数。
作为一种可选的方案,上述铁氧体薄膜包括在温度处于10℃-100℃的范围内的情况下,磁导率的变化率大于或者等于-0.2%/℃的铁氧体材料。
具体地,壳体用于绕设在上述导体连接管的外部,其中,上述谐振回路位于上述铁氧体薄膜远离上述导体连接管的一侧。将铁氧体薄膜所在的一侧紧贴导体连接管,可以使得导体连接管的温度发生变化时铁氧体薄膜可以迅速感知,使得测量结果更加准确。
示例性地,如图1至图3所示,上述电路板120包括:介质层121;第一金属板122,上述第一金属板122设置在上述介质层121的部分第一表面上,其中,上述第一表面和上述铁氧体薄膜正对设置且为上述介质层121靠近上述铁氧体薄膜的一侧表面;第一感应线圈123,上述第一感应线圈123设置在上述介质层121的部分第一表面上,且上述第一感应线圈123的一端与上述第一金属板122连接;第二金属板124,上述第二金属板124设置在上述介质层121的部分第二表面上,上述第二表面为上述介质层121的与上述第一表面相对的表面;第二感应线圈125,上述第二感应线圈125设置在上述介质层121的部分第二表面上,且上述第二感应线圈125的一端与上述第二金属板124连接,上述第二感应线圈125的绕线方向与上述第一感应线圈123的绕线方向相反。
具体地,第一金属板和第二金属板位于介质层的中心处,电容为叉指电容或者平板电容结构均可,电感为螺旋线圈结构,在采用叉指电容的情况下,谐振回路为单层结构,介质层中心处的金属板为叉指电容。其中,如果介质板的介电常数的温度系数过大,可能会由于温度产生电容的变化,这样会对导体连接管的温度监测结果产生影响,为了保证电容不会随温度改变,一般要求介质板的介电常数的温度系数接近于0。
其中,两个金属板为两个电极板,两个金属板相对应设置,线圈绕线相反,确保磁场不会相互抵消。
在一种实例中,如图3所示,上述第一感应线圈123和上述第二感应线圈125的形状为平面螺旋状,上述第一金属板122位于上述第一感应线圈123的中心位置,上述第二金属板124位于上述第二感应线圈125的中心位置。
本申请实施例中所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在移动终端上为例,图4是本发明实施例的一种无线温度传感器的控制方法的移动终端的硬件结构框图。如图4所示,移动终端可以包括一个或多个(图4中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器104,其中,上述移动终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解,图4所示的结构仅为示意,其并不对上述移动终端的结构造成限定。例如,移动终端还可包括比图4中所示更多或者更少的组件,或者具有与图4所示不同的配置。
存储器104可用于存储计算机程序,例如,应用软件的软件程序以及模块,如本发明实施例中的无线温度传感器的控制方法对应的计算机程序,处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序,从而执行各种功能应用以及数据处理,即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器,还可包括非易失性存储器,如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中,存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至移动终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括移动终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中,传输设备106包括一个网络适配器(Network InterfaceController,简称为NIC),其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中,传输设备106可以为射频(Radio Frequency,简称为RF)模块,其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
根据本申请一种典型的实施例,如图5所示,提供了一种上述的无线温度传感器的控制方法,包括:
步骤S201,获取谐振回路的实时相关参数,上述实时相关参数包括至少以下之一:上述谐振回路的实时谐振频率、上述谐振回路的实时信号幅度、上述谐振回路的谐振品质因数;
具体地,谐振回路的实时相关参数为谐振回路的相关特性,谐振回路的实时相关参数随谐振回路的电感值的变化而变化,通过互感耦合的原理无线发送该实时相关参数至读出端,实现无源无线检测。
步骤S202,根据上述实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度,其中,上述导体连接管的温度与上述谐振回路的相关参数之间存在映射关系。
具体地,铁氧体薄膜具有超高磁导率与低磁通电阻的特点,其可以影响电感线圈的电感值,而在不同的温度下,其对电感线圈的影响不同,相当于通过温度的影响改变电感值L,从而进一步的影响谐振电路的谐振特性,通过对谐振电路的谐振特性的识别,则可以反推温度的变化,从而实现对温度的感知。
本申请的无线温度传感器的控制方法,首先获取谐振回路的实时相关参数,实时相关参数包括至少以下之一:上述谐振回路的实时谐振频率、上述谐振回路的实时信号幅度、上述谐振回路的谐振品质因数;之后根据实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度,其中,导体连接管的温度与谐振回路的相关参数之间存在映射关系。本方法采用铁氧体薄膜本身具有的磁导率随温度变化的特性,根据铁氧体薄膜的磁导率变化影响谐振回路各参数的变化,通过采集谐振回路各参数的变化可以推算出导体连接管的温度,在准确测量电缆接头内部温度的同时实现电磁隔离,解决了现有的温度传感器无法及时准确的测量电缆接头内部的温度,且稳定性较差、成本高、寿命短的问题。
在一个可选的实施例中,上述实时相关参数为一个,步骤S202的具体实施步骤如下:
步骤S2021,获取第一映射关系,上述第一映射关系为历史相关参数与上述谐振回路的历史电感值之间的映射关系;
步骤S2022,获取第二映射关系,上述第二映射关系为上述谐振回路的历史电感值与上述导体连接管的历史温度之间的映射关系;
步骤S2023,根据上述实时相关参数和上述第一映射关系,确定上述谐振回路的实时电感值;
步骤S2024,根据上述谐振回路的实时电感值和上述第二映射关系,确定上述导体连接管的实时温度。
该实施例适用于密封、狭小的带电场景,从而可以实现对一些测温难度大,但是又特别重要的高压环境的温度测试。电力企业应用无线测温系统后,可以避免无法及时发现温度异常而存在的安全隐患,为社会安全用电做出重要贡献,同时减少了维护设备的工作量,不仅提高了社会效益,还可以节约人物资源。
并且,实时相关参数一般采用谐振频率,在导体连接管的温度升高的情况下,铁氧体薄膜的磁导率会降低,谐振回路的电感就会降低,导致谐振频率增大。因此,只需检测谐振频率,就可以推算出导体连接管当时的温度,不仅计算简单,而且成本较低。
一些实施方式中,上述实时相关参数仅包括上述谐振回路的实时谐振频率,或者,包括上述谐振回路的实时谐振频率和上述谐振回路的实时信号幅度、上述谐振回路的谐振品质因数中的至少之一,根据上述实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度的过程中,上述方法还包括如下至少之一:
在上述实时相关参数包括上述谐振回路的实时谐振频率和上述谐振回路的实时信号幅度的情况下,确定上述实时谐振频率和上述实时信号幅度的权重分别为第一权重因子和第二权重因子,其中,上述第一权重因子大于上述第二权重因子;
具体地,第一权重因子可以设置为90%,第二权重因子可以设置为10%;
在上述实时相关参数包括上述谐振回路的实时谐振频率和上述谐振回路的谐振品质因数的情况下,确定上述实时谐振频率和上述实时信号幅度的权重分别为第三权重因子和第四权重因子,其中,上述第三权重因子大于上述第四权重因子;
具体地,第三权重因子可以设置为75%,第四权重因子可以设置为25%;可见谐振回路的谐振品质因数对谐振回路的电感值的影响程度高于谐振回路的实时信号幅度对谐振回路的电感值的影响程度;
在上述实时相关参数包括上述谐振回路的实时谐振频率、上述谐振回路的实时信号幅度和上述谐振回路的谐振品质因数的情况下,确定上述实时谐振频率、上述实时信号幅度和上述谐振回路的谐振品质因数权重分别为第五权重因子、第六权重因子和第七权重因子,其中,上述第五权重因子大于上述第七权重因子,上述第七权重因子大于上述第六权重因子,上述相关参数的权重因子为上述相关参数对上述谐振回路的电感值的影响程度。
即谐振回路的实时谐振频率是最为重要的参数。如上设置的原理为:根据谐振频率公式,f=1/2π(LC)-1,当L电感值因温度发生变化后,谐振频率的变化是最直接,且灵敏的,但是根据电感耦合的无线感应方式,其数据准确程度会因读取方式产生误差,如寄生电容、读取位置等,所以为提高数据读取的准确度,会引入其他相关参数,如信号幅度、谐振品质因数,但需要保证谐振频率作为主要判断的参数。
一种方案中,上述实时相关参数为多个,根据上述实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度,包括:获取各上述相关参数的权重因子,上述相关参数的权重因子为上述相关参数对上述谐振回路的电感值的影响程度;获取第三映射关系,上述第三映射关系为多个历史相关参数与上述谐振回路的历史电感值之间的映射关系;根据多个上述实时相关参数和上述第三映射关系,确定各上述相关参数对应的上述谐振回路的中间电感值;根据各上述权重因子以及对应的各个上述中间电感值,计算上述谐振回路的实时电感值为各上述权重因子与对应的上述中间电感值的乘积之和;根据上述谐振回路的实时电感值和第二映射关系,确定上述导体连接管的实时温度,上述第二映射关系为上述谐振回路的历史电感值与上述导体连接管的历史温度之间的映射关系。
综合多个实时参数以对导体连接管的温度进行监测,可以更准确的得到导体连接管的温度。并且综合多个实时参数并不局限于上述方法,还可以根据实际情况通过其他的映射关系或者实验数据得到导体连接管的温度。
需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
根据本申请一种典型的实施例,如图6所示,提供了一种温度监测系统,包括:控制器,用于执行任意一种上述的无线温度传感器的控制方法;无线温度传感器,上述无线温度传感器为任意一种上述的无线温度传感器,上述无线温度传感器安装在电缆接头内部。
作为一种可选的方案,如图6所示,上述温度监测系统还包括读取线圈,上述读取线圈绕设在上述无线温度传感器的远离上述电缆接头内部的导体连接管的一侧,上述读取线圈用于获取上述谐振回路的相关参数。
其中,该温度监测系统还包括控制电路以及交互式上位机软件,控制电路通过外置读取线圈向传感器发射扫频信号,利用电磁谐振回路的特征频率与温度的对应关系,直接读取电缆接头内部导体温度,辅以定位模块,实现对电缆接头位置的准确定位,便于后续的检修,简单高效。同时控制电路读取模块将控制电路的温度信息送到交互式上位机软件,实现对控制电路性能状态的实时监测,保证整个测温系统运行的安全性与稳定性。
本申请的温度监测系统,包括:控制器,用于执行任意一种上述的无线温度传感器的控制方法;无线温度传感器,上述无线温度传感器为任意一种上述的无线温度传感器,上述无线温度传感器安装在电缆接头内部。该温度监测系统采用铁氧体薄膜本身具有的磁导率随温度变化的特性,根据铁氧体薄膜的磁导率变化影响谐振回路各参数的变化,通过采集谐振回路各参数的变化可以推算出导体连接管的温度,在准确测量电缆接头内部温度的同时实现电磁隔离,解决了现有的温度传感器无法及时准确的测量电缆接头内部的温度,且稳定性较差、成本高、寿命短的问题。
根据本申请一种典型的实施例,提供了一种上述的无线温度传感器的控制装置,包括获取单元,获取单元用于获取谐振回路的实时相关参数,上述实时相关参数包括至少以下之一:上述谐振回路的实时谐振频率、上述谐振回路的实时信号幅度、上述谐振回路的实时相位、上述谐振回路的实时带宽;确定单元,确定单元用于根据上述实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度,其中,上述导体连接管的温度与上述谐振回路的相关参数之间存在映射关系。
本申请的无线温度传感器的控制装置,包括获取单元,获取单元用于获取谐振回路的实时相关参数,上述实时相关参数包括至少以下之一:上述谐振回路的实时谐振频率、上述谐振回路的实时信号幅度、上述谐振回路的实时相位、上述谐振回路的实时带宽;确定单元,确定单元用于根据上述实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度,其中,上述导体连接管的温度与上述谐振回路的相关参数之间存在映射关系。本装置采用铁氧体薄膜本身具有的磁导率随温度变化的特性,根据铁氧体薄膜的磁导率变化影响谐振回路各参数的变化,通过采集谐振回路各参数的变化可以推算出导体连接管的温度,在准确测量电缆接头内部温度的同时实现电磁隔离,解决了现有的温度传感器无法及时准确的测量电缆接头内部的温度,且稳定性较差、成本高、寿命短的问题。
示例性的,上述实时相关参数为一个,确定单元包括第一获取模块、第二获取模块、第一确定模块和第二确定模块,第一获取模块用于获取第一映射关系,上述第一映射关系为历史相关参数与上述谐振回路的历史电感值之间的映射关系;第二获取模块用于获取第二映射关系,上述第二映射关系为上述谐振回路的历史电感值与上述导体连接管的历史温度之间的映射关系;第一确定模块用于根据上述实时相关参数和上述第一映射关系,确定上述谐振回路的实时电感值;第二确定模块用于根据上述谐振回路的实时电感值和上述第二映射关系,确定上述导体连接管的实时温度。减少了维护设备的工作量,不仅提高了社会效益,还可以节约人物资源。
作为一种可选的方案,确定单元还包括第五确定模块、第六确定模块和第七确定模块。
其中,第五确定模块用于在上述实时相关参数包括上述谐振回路的实时谐振频率和上述谐振回路的实时信号幅度的情况下,确定上述实时谐振频率和上述实时信号幅度的权重分别为第一权重因子和第二权重因子,其中,上述第一权重因子大于上述第二权重因子;
其中,第六确定模块用于在上述实时相关参数包括上述谐振回路的实时谐振频率和上述谐振回路的谐振品质因数的情况下,确定上述实时谐振频率和上述实时信号幅度的权重分别为第三权重因子和第四权重因子,其中,上述第三权重因子大于上述第四权重因子;
其中,第七确定模块用于在上述实时相关参数包括上述谐振回路的实时谐振频率、上述谐振回路的实时信号幅度和上述谐振回路的谐振品质因数的情况下,确定上述实时谐振频率、上述实时信号幅度和上述谐振回路的谐振品质因数权重分别为第五权重因子、第六权重因子和第七权重因子,其中,上述第五权重因子大于上述第七权重因子,上述第七权重因子大于上述第六权重因子,上述相关参数的权重因子为上述相关参数对上述谐振回路的电感值的影响程度。
作为一种可选的方案,上述实时相关参数为多个,确定单元还包括第三获取模块、第四获取模块、第三确定模块、计算模块和第四确定模块,第三获取模块用于获取各上述相关参数的权重因子,上述相关参数的权重因子为上述相关参数对上述谐振回路的电感值的影响程度;第四获取模块用于获取第三映射关系,上述第三映射关系为多个历史相关参数与上述谐振回路的历史电感值之间的映射关系;第三确定模块用于根据多个上述实时相关参数和上述第三映射关系,确定各上述相关参数对应的上述谐振回路的中间电感值;计算模块用于根据各上述权重因子以及对应的各个上述中间电感值,计算上述谐振回路的实时电感值为各上述权重因子与对应的上述中间电感值的乘积之和;第四确定模块用于根据上述谐振回路的实时电感值和第二映射关系,确定上述导体连接管的实时温度,上述第二映射关系为上述谐振回路的历史电感值与上述导体连接管的历史温度之间的映射关系。可以更准确的得到导体连接管的温度。
上述无线温度传感器的控制装置包括处理器和存储器,上述获取单元等均作为程序单元存储在存储器中,由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。上述模块均位于同一处理器中;或者,上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
处理器中包含内核,由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上,通过调整内核参数来解决现有的温度传感器无法及时准确的测量电缆接头内部的温度,且稳定性较差、成本高、寿命短的问题。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM),存储器包括至少一个存储芯片。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,上述计算机可读存储介质包括存储的程序,其中,在上述程序运行时控制上述计算机可读存储介质所在设备执行上述无线温度传感器的控制方法。
具体地,无线温度传感器的控制方法包括:
步骤S201,获取谐振回路的实时相关参数,上述实时相关参数包括至少以下之一:上述谐振回路的实时谐振频率、上述谐振回路的实时信号幅度、上述谐振回路的实时相位、上述谐振回路的实时带宽;
具体地,谐振回路的实时相关参数为谐振回路的相关特性,谐振回路的实时相关参数随谐振回路的电感值的变化而变化,通过互感耦合的原理无线发送该实时相关参数至读出端,实现无源无线检测。
步骤S202,根据上述实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度,其中,上述导体连接管的温度与上述谐振回路的相关参数之间存在映射关系。
具体地,铁氧体薄膜具有超高磁导率与低磁通电阻的特点,其可以影响电感线圈的电感值,而在不同的温度下,其对电感线圈的影响不同,相当于通过温度的影响改变电感值L,从而进一步的影响谐振电路的谐振特性,通过对谐振电路的谐振特性的识别,则可以反推温度的变化,从而实现对温度的感知。
可选地,上述实时相关参数为一个,根据上述实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度,包括:获取第一映射关系,上述第一映射关系为历史相关参数与上述谐振回路的历史电感值之间的映射关系;获取第二映射关系,上述第二映射关系为上述谐振回路的历史电感值与上述导体连接管的历史温度之间的映射关系;根据上述实时相关参数和上述第一映射关系,确定上述谐振回路的实时电感值;根据上述谐振回路的实时电感值和上述第二映射关系,确定上述导体连接管的实时温度。
可选地,上述实时相关参数为多个,根据上述实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度,包括:获取各上述相关参数的权重因子,上述相关参数的权重因子为上述相关参数对上述谐振回路的电感值的影响程度;获取第三映射关系,上述第三映射关系为多个历史相关参数与上述谐振回路的历史电感值之间的映射关系;根据多个上述实时相关参数和上述第三映射关系,确定各上述相关参数对应的上述谐振回路的中间电感值;根据各上述权重因子以及对应的各个上述中间电感值,计算上述谐振回路的实时电感值为各上述权重因子与对应的上述中间电感值的乘积之和;根据上述谐振回路的实时电感值和第二映射关系,确定上述导体连接管的实时温度,上述第二映射关系为上述谐振回路的历史电感值与上述导体连接管的历史温度之间的映射关系。
本发明实施例提供了一种处理器,上述处理器用于运行程序,其中,上述程序运行时执行上述无线温度传感器的控制方法。
具体地,无线温度传感器的控制方法包括:
步骤S201,获取谐振回路的实时相关参数,上述实时相关参数包括至少以下之一:上述谐振回路的实时谐振频率、上述谐振回路的实时信号幅度、上述谐振回路的实时相位、上述谐振回路的实时带宽;
具体地,谐振回路的实时相关参数为谐振回路的相关特性,谐振回路的实时相关参数随谐振回路的电感值的变化而变化,通过互感耦合的原理无线发送该实时相关参数至读出端,实现无源无线检测。
步骤S202,根据上述实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度,其中,上述导体连接管的温度与上述谐振回路的相关参数之间存在映射关系。
具体地,铁氧体薄膜具有超高磁导率与低磁通电阻的特点,其可以影响电感线圈的电感值,而在不同的温度下,其对电感线圈的影响不同,相当于通过温度的影响改变电感值L,从而进一步的影响谐振电路的谐振特性,通过对谐振电路的谐振特性的识别,则可以反推温度的变化,从而实现对温度的感知。
可选地,上述实时相关参数为一个,根据上述实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度,包括:获取第一映射关系,上述第一映射关系为历史相关参数与上述谐振回路的历史电感值之间的映射关系;获取第二映射关系,上述第二映射关系为上述谐振回路的历史电感值与上述导体连接管的历史温度之间的映射关系;根据上述实时相关参数和上述第一映射关系,确定上述谐振回路的实时电感值;根据上述谐振回路的实时电感值和上述第二映射关系,确定上述导体连接管的实时温度。
可选地,上述实时相关参数为多个,根据上述实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度,包括:获取各上述相关参数的权重因子,上述相关参数的权重因子为上述相关参数对上述谐振回路的电感值的影响程度;获取第三映射关系,上述第三映射关系为多个历史相关参数与上述谐振回路的历史电感值之间的映射关系;根据多个上述实时相关参数和上述第三映射关系,确定各上述相关参数对应的上述谐振回路的中间电感值;根据各上述权重因子以及对应的各个上述中间电感值,计算上述谐振回路的实时电感值为各上述权重因子与对应的上述中间电感值的乘积之和;根据上述谐振回路的实时电感值和第二映射关系,确定上述导体连接管的实时温度,上述第二映射关系为上述谐振回路的历史电感值与上述导体连接管的历史温度之间的映射关系。
本发明实施例提供了一种设备,设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序,处理器执行程序时实现至少以下步骤:
步骤S201,获取谐振回路的实时相关参数,上述实时相关参数包括至少以下之一:上述谐振回路的实时谐振频率、上述谐振回路的实时信号幅度、上述谐振回路的实时相位、上述谐振回路的实时带宽;
步骤S202,根据上述实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度,其中,上述导体连接管的温度与上述谐振回路的相关参数之间存在映射关系。
本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。
可选地,上述实时相关参数为一个,根据上述实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度,包括:获取第一映射关系,上述第一映射关系为历史相关参数与上述谐振回路的历史电感值之间的映射关系;获取第二映射关系,上述第二映射关系为上述谐振回路的历史电感值与上述导体连接管的历史温度之间的映射关系;根据上述实时相关参数和上述第一映射关系,确定上述谐振回路的实时电感值;根据上述谐振回路的实时电感值和上述第二映射关系,确定上述导体连接管的实时温度。
可选地,上述实时相关参数为多个,根据上述实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度,包括:获取各上述相关参数的权重因子,上述相关参数的权重因子为上述相关参数对上述谐振回路的电感值的影响程度;获取第三映射关系,上述第三映射关系为多个历史相关参数与上述谐振回路的历史电感值之间的映射关系;根据多个上述实时相关参数和上述第三映射关系,确定各上述相关参数对应的上述谐振回路的中间电感值;根据各上述权重因子以及对应的各个上述中间电感值,计算上述谐振回路的实时电感值为各上述权重因子与对应的上述中间电感值的乘积之和;根据上述谐振回路的实时电感值和第二映射关系,确定上述导体连接管的实时温度,上述第二映射关系为上述谐振回路的历史电感值与上述导体连接管的历史温度之间的映射关系。
本申请还提供了一种计算机程序产品,当在数据处理设备上执行时,适于执行初始化有至少如下方法步骤的程序:
步骤S201,获取谐振回路的实时相关参数,上述实时相关参数包括至少以下之一:上述谐振回路的实时谐振频率、上述谐振回路的实时信号幅度、上述谐振回路的实时相位、上述谐振回路的实时带宽;
步骤S202,根据上述实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度,其中,上述导体连接管的温度与上述谐振回路的相关参数之间存在映射关系。
可选地,上述实时相关参数为一个,根据上述实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度,包括:获取第一映射关系,上述第一映射关系为历史相关参数与上述谐振回路的历史电感值之间的映射关系;获取第二映射关系,上述第二映射关系为上述谐振回路的历史电感值与上述导体连接管的历史温度之间的映射关系;根据上述实时相关参数和上述第一映射关系,确定上述谐振回路的实时电感值;根据上述谐振回路的实时电感值和上述第二映射关系,确定上述导体连接管的实时温度。
可选地,上述实时相关参数为多个,根据上述实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度,包括:获取各上述相关参数的权重因子,上述相关参数的权重因子为上述相关参数对上述谐振回路的电感值的影响程度;获取第三映射关系,上述第三映射关系为多个历史相关参数与上述谐振回路的历史电感值之间的映射关系;根据多个上述实时相关参数和上述第三映射关系,确定各上述相关参数对应的上述谐振回路的中间电感值;根据各上述权重因子以及对应的各个上述中间电感值,计算上述谐振回路的实时电感值为各上述权重因子与对应的上述中间电感值的乘积之和;根据上述谐振回路的实时电感值和第二映射关系,确定上述导体连接管的实时温度,上述第二映射关系为上述谐振回路的历史电感值与上述导体连接管的历史温度之间的映射关系。
显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,并且在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
从以上的描述中,可以看出,本申请上述的实施例实现了如下技术效果:
1)、本申请的上述无线温度传感器,包括壳体,具有容纳腔;铁氧体薄膜,铁氧体薄膜设置在容纳腔内,其中,铁氧体薄膜的磁导率随着待测对象的温度的变化而变化;设置有谐振回路的电路板,设置在容纳腔内且位于铁氧体薄膜的一侧,铁氧体薄膜与谐振回路的电路板之间的距离在预设范围内。本申请采用铁氧体薄膜本身具有的磁导率随温度变化的特性,根据铁氧体薄膜的磁导率变化影响谐振回路各参数的变化,通过采集谐振回路各参数的变化可以推算出导体连接管的温度,在准确测量电缆接头内部温度的同时实现电磁隔离,解决了现有的温度传感器无法及时准确的测量电缆接头内部的温度,且稳定性较差、成本高、寿命短的问题。
2)、本申请的无线温度传感器的控制方法,首先获取谐振回路的实时相关参数,实时相关参数包括至少以下之一:谐振回路的实时谐振频率、谐振回路的实时信号幅度、谐振回路的实时相位、谐振回路的实时带宽;之后根据实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度,其中,导体连接管的温度与谐振回路的相关参数之间存在映射关系。本方法采用铁氧体薄膜本身具有的磁导率随温度变化的特性,根据铁氧体薄膜的磁导率变化影响谐振回路各参数的变化,通过采集谐振回路各参数的变化可以推算出导体连接管的温度,在准确测量电缆接头内部温度的同时实现电磁隔离,解决了现有的温度传感器无法及时准确的测量电缆接头内部的温度,且稳定性较差、成本高、寿命短的问题。
3)、本申请的温度监测系统,包括:控制器,用于执行任意一种上述的无线温度传感器的控制方法;无线温度传感器,上述无线温度传感器为任意一种上述的无线温度传感器,上述无线温度传感器安装在电缆接头内部。该温度监测系统采用铁氧体薄膜本身具有的磁导率随温度变化的特性,根据铁氧体薄膜的磁导率变化影响谐振回路各参数的变化,通过采集谐振回路各参数的变化可以推算出导体连接管的温度,在准确测量电缆接头内部温度的同时实现电磁隔离,解决了现有的温度传感器无法及时准确的测量电缆接头内部的温度,且稳定性较差、成本高、寿命短的问题。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种无线温度传感器,其特征在于,所述无线温度传感器包括:
壳体,具有容纳腔;
铁氧体薄膜,所述铁氧体薄膜设置在所述容纳腔内,其中,所述铁氧体薄膜的磁导率随着待测对象的温度的变化而变化;
设置有谐振回路的电路板,设置在所述容纳腔内且位于所述铁氧体薄膜的一侧,所述铁氧体薄膜与所述谐振回路的电路板之间的距离在预设范围内。
2.根据权利要求1所述的无线温度传感器,其特征在于,所述壳体包括柔性绝缘聚合物,所述铁氧体薄膜包括镍锌铁氧体。
3.根据权利要求1所述的无线温度传感器,其特征在于,所述铁氧体薄膜包括在温度处于10℃-100℃的范围内的情况下,磁导率的变化率大于或者等于-0.2%/℃的铁氧体材料。
4.根据权利要求1所述的无线温度传感器,其特征在于,所述电路板包括:
介质层;
第一金属板,所述第一金属板设置在所述介质层的部分第一表面上,其中,所述第一表面和所述铁氧体薄膜正对设置且为所述介质层靠近所述铁氧体薄膜的一侧表面;
第一感应线圈,所述第一感应线圈设置在所述介质层的部分第一表面上,且所述第一感应线圈的一端与所述第一金属板连接;
第二金属板,所述第二金属板设置在所述介质层的部分第二表面上,所述第二表面为所述介质层的与所述第一表面相对的表面;
第二感应线圈,所述第二感应线圈设置在所述介质层的部分第二表面上,且所述第二感应线圈的一端与所述第二金属板连接,所述第二感应线圈的绕线方向与所述第一感应线圈的绕线方向相反。
5.根据权利要求4所述的无线温度传感器,其特征在于,所述第一感应线圈和所述第二感应线圈的形状为平面螺旋状,所述第一金属板位于所述第一感应线圈的中心位置,所述第二金属板位于所述第二感应线圈的中心位置。
6.一种权利要求1至5中任一项所述的无线温度传感器的控制方法,其特征在于,包括:
获取谐振回路的实时相关参数,所述实时相关参数包括至少以下之一:所述谐振回路的实时谐振频率、所述谐振回路的实时信号幅度、所述谐振回路的谐振品质因数;
根据所述实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度,其中,所述导体连接管的温度与所述谐振回路的相关参数之间存在映射关系。
7.根据权利要求6所述的控制方法,其特征在于,所述实时相关参数为一个,根据所述实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度,包括:
获取第一映射关系,所述第一映射关系为历史相关参数与所述谐振回路的历史电感值之间的映射关系;
获取第二映射关系,所述第二映射关系为所述谐振回路的历史电感值与所述导体连接管的历史温度之间的映射关系;
根据所述实时相关参数和所述第一映射关系,确定所述谐振回路的实时电感值;
根据所述谐振回路的实时电感值和所述第二映射关系,确定所述导体连接管的实时温度。
8.根据权利要求6所述的控制方法,其特征在于,所述实时相关参数为多个,所述实时相关参数仅包括所述谐振回路的实时谐振频率,或者,包括所述谐振回路的实时谐振频率和所述谐振回路的实时信号幅度、所述谐振回路的谐振品质因数中的至少之一,根据所述实时相关参数,确定电缆接头内部的导体连接管的温度的过程中,所述方法还包括如下至少之一:
在所述实时相关参数包括所述谐振回路的实时谐振频率和所述谐振回路的实时信号幅度的情况下,确定所述实时谐振频率和所述实时信号幅度的权重分别为第一权重因子和第二权重因子,其中,所述第一权重因子大于所述第二权重因子;
在所述实时相关参数包括所述谐振回路的实时谐振频率和所述谐振回路的谐振品质因数的情况下,确定所述实时谐振频率和所述实时信号幅度的权重分别为第三权重因子和第四权重因子,其中,所述第三权重因子大于所述第四权重因子;
在所述实时相关参数包括所述谐振回路的实时谐振频率、所述谐振回路的实时信号幅度和所述谐振回路的谐振品质因数的情况下,确定所述实时谐振频率、所述实时信号幅度和所述谐振回路的谐振品质因数权重分别为第五权重因子、第六权重因子和第七权重因子,其中,所述第五权重因子大于所述第七权重因子,所述第七权重因子大于所述第六权重因子,所述相关参数的权重因子为所述相关参数对所述谐振回路的电感值的影响程度。
9.根据权利要求8所述的控制方法,其特征在于,在确定所述相关参数的权重因子之后,所述方法还包括:
获取第三映射关系,所述第三映射关系为多个历史相关参数与所述谐振回路的历史电感值之间的映射关系;
根据多个所述实时相关参数和所述第三映射关系,确定各所述相关参数对应的所述谐振回路的中间电感值;
根据各所述权重因子以及对应的各个所述中间电感值,计算所述谐振回路的实时电感值为各所述权重因子与对应的所述中间电感值的乘积之和;
根据所述谐振回路的实时电感值和第二映射关系,确定所述导体连接管的实时温度,所述第二映射关系为所述谐振回路的历史电感值与所述导体连接管的历史温度之间的映射关系。
10.一种温度监测系统,其特征在于,包括:
控制器,用于执行权利要求6至9中任意一项所述的无线温度传感器的控制方法;
无线温度传感器,所述无线温度传感器为权利要求1至5中任一项所述的无线温度传感器,所述无线温度传感器安装在电缆接头内部。
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---|---|---|---|
CN202310508181.8A CN116539183A (zh) | 2023-05-06 | 2023-05-06 | 无线温度传感器和无线温度传感器的控制方法 |
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Family Applications (1)
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2023
- 2023-05-06 CN CN202310508181.8A patent/CN116539183A/zh active Pending
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