CN206862522U - 变电站一次设备用无源无线温度传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变电站一次设备用无源无线温度传感器，包括安装在一次设备上的无源无线谐振型声表面波温度传感器及信号接收器，无源无线谐振型声表面波温度传感器由声表面波温度传感器、阻抗匹配网络、天线组成，声表面波温度传感器由声表面波谐振器组成，声表面波谐振器包括叉指换能器及位于叉指换能器两侧的反射栅，位于叉指换能器两侧的反射栅构成了一个谐振腔；声表面波谐振器通过天线接受外部激励信号，叉指换能器将激励信号转换成声表面波，声表面波在谐振腔内形成驻波，在外部激励信号撤出后，声表面波谐振器将信号释放出去，信号接收器通过其天线接受该信号并进行解析，获得一次设备的温度值。本实用新型检测精度高。

Description

变电站一次设备用无源无线温度传感器

技术领域

本实用新型属于传感器领域，更具体地说，涉及一种变电站一次设备用无源无线温度传感器。

背景技术

对电力系统进行及时的设备巡检，直接影响到输变电系统正常运行，关系到配电、用电系统正常运作，乃至影响到整个电力系统，因此对变电站一次设备的温度进行实时监测是十分必要的。一般而言，每座变电站一次设备监测点均在500个以上，若按照规定的巡检周期人工巡检，其巡检量及记录数据量十分巨大，也不符合公司“大检修”体系的要求。就目前来讲，迫切需要寻找一种新技术和有效的方案，来解决以下几个方面存在的问题：(1)现有温度测量技术不能满足日常检要求；(2)人工巡检工作量大，记录方式容易出错，巡检人员管理不到位；(3)巡检人员、技术人员、管理人员缺乏全面地定位了解设备状况，难以制定最佳的检修方案。

随着温度检测技术的发展，一种无源无线温度检测传感器已经出现了。无源无线传感器是一种非接触自动识别技术，避免因接触而对一次设备产生干扰，影响一次设备的正常运行，很大程度上延长了使用寿命，从而节省了更换设备的成本；不需要给传感器提供供电电源，避免了更换电源带来的停电等损失，从而保证了变电站的顺利运行；传感器表面使用陶瓷材质，具有良好的防水、防尘、防污垢、防磁、防静电等特性，能够在温、湿度变化大、灰尘多等恶劣环境下工作；对温度检测具有高精度的特性，对于同一个温度传感器在周围布置对称的多个信号接收装置，接收装置的数量根据不同工况进行合理设置，在多个测量值中选取信号强度较高的数据作为当前测温点的温度值；同时该传感器不受尺寸大小和形状的限制，可以制作成小型化和多样化的形状，以配合应用于不同场合，不对设备产生损伤。最后将温度信号通过信号线传送到工控机，部署到服务器，实现了远程对信号进行实时监控，从而最大程度提高工作效率、最终保证输变电设备的高效率、低故障安全运行。当温度逼近危险域时，提前对一次设备进行检修，防止出现危险事故，造成不必要的经济损失。

发明内容

为克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种变电站一次设备用无源无线温度传感器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

设计一种变电站一次设备用无源无线温度传感器，包括安装在一次设备上的无源无线谐振型声表面波温度传感器及信号接收器，所述无源无线谐振型声表面波温度传感器由声表面波温度传感器、阻抗匹配网络、天线组成，所述声表面波温度传感器由声表面波谐振器组成，所述声表面波谐振器包括叉指换能器及位于所述叉指换能器两侧的反射栅，位于所述叉指换能器两侧的反射栅构成了一个谐振腔；所述声表面波谐振器通过天线接受外部激励信号，所述叉指换能器将激励信号转换成声表面波，声表面波在谐振腔内形成驻波，在外部激励信号撤出后，所述声表面波谐振器将信号释放出去，所述信号接收器通过其天线接受该信号并进行解析，获得一次设备的温度值。

在上述方案中，所述声表面波谐振器为仅包含一个叉指换能器的单端口声表面波谐振器或包含两个叉指换能器的双端口声表面波谐振器。

在上述方案中，对于同一个一次设备的不同测温点，所述声表面波谐振器采用不同频率的多种石英声表面波谐振器。

实施本实用新型变电站一次设备用无源无线温度传感器，具有以下有益效果：

本实用新型能够精确测量变电站一次设备关键点的温度并传递信息，避免了因为磁场的变化对一次设备的正常运行产生的影响；可以实时监测一次设备温度，不仅极大的减少了工作量，而且更大程度上为变电站的正常运行提供了保障。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是一种变电站一次设备用无源无线温度传感器的结构示意图。

图中：无源无线谐振型声表面波温度传感器1(其中：声表面波温度传感器1.1、叉指换能器1.11、反射栅1.12、阻抗匹配网络1.2、天线1.3)，信号接收器2。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型提供一种变电站一次设备用无源无线温度传感器，包括安装在一次设备上的无源无线谐振型声表面波温度传感器1及信号接收器2。

无源无线谐振型声表面波温度传感器1由声表面波温度传感器1.1、阻抗匹配网络1.2、天线1.3组成，声表面波温度传感器1.1由声表面波谐振器组成，声表面波谐振器包括叉指换能器1.11及位于叉指换能器1.11两侧的反射栅1.12，位于叉指换能器1.11两侧的反射栅1.12构成了一个谐振腔。声表面波谐振器的工作原理是：外部激励信号加载在叉指换能器1.11上，叉指换能器1.11将电信号转换为声表面波，声表面波沿压电晶体表面向两边传播，经过两侧的反射栅1.12反射叠加，由叉指换能器1.11输出。优选地，声表面波谐振器为仅包含一个叉指换能器1.11的单端口声表面波谐振器或包含两个叉指换能器1.11的双端口声表面波谐振器。对于同一个一次设备的不同测温点，声表面波谐振器采用不同频率的多种石英声表面波谐振器，这样容易辨别每个点对应的温度值，防止混淆无源无线传感器。

信号接收器2的若干个天线放在无源无线谐振型声表面波温度传感器1的周围，一般天线为2个，可以根据具体情况进行增减，为了更好的采集到无线信号，信号接收器2的天线会对称放在无源无线谐振型声表面波温度传感器1的两侧，同时还会检测到每个天线收到同一无源无线谐振型声表面波温度传感器1的信号强度，然后把信号强度较高的温度值取值为该点的测量温度值。然后将多台一次设备的信号接收器2进行级联，便于信号传输，最后将数据储存到计算机，方便远程监测一次设备的实时温度变化，为一次设备的稳定运行提高了保障。

本实用新型的工作原理如下：声表面波谐振器通过天线1.3接受外部激励信号，叉指换能器1.11将激励信号转换成声表面波，声表面波在谐振腔内形成驻波，在外部激励信号撤出后，声表面波谐振器将信号释放出去。信号接收器2通过其天线接受该信号并进行解析，获得一次设备的温度值，还原出一次设备的温度值。在每台一次设备中安装多个无源无线传感器，每个无源无线传感器对应不同的传输频率，接收器根据频率来分辨不同的无源无线传感器，来确定每一个监测点对应的温度值，然后将所有的接收器进行级联，最后将所有点的温度信息传送至工控机，并将其保存。

谐振频率完全取决于叉指换能器1.11的叉指间距和波传播速度；在声表面波谐振器的压电基片的表面温度发生变化时，会引起声表面波传播速度和反射栅1.12的间距变化，从而引起谐振器谐的振频率变化，因此，随着温度的变化，信号也会随之变化。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (3)

1.一种变电站一次设备用无源无线温度传感器，包括安装在一次设备上的无源无线谐振型声表面波温度传感器(1)及信号接收器(2)，其特征在于，所述无源无线谐振型声表面波温度传感器(1)由声表面波温度传感器(1.1)、阻抗匹配网络(1.2)、天线(1.3)组成，所述声表面波温度传感器(1.1)由声表面波谐振器组成，所述声表面波谐振器包括叉指换能器(1.11)及位于所述叉指换能器(1.11)两侧的反射栅(1.12)，位于所述叉指换能器(1.11)两侧的反射栅(1.12)构成了一个谐振腔；所述声表面波谐振器通过天线(1.3)接受外部激励信号，所述叉指换能器(1.11)将激励信号转换成声表面波，声表面波在谐振腔内形成驻波，在外部激励信号撤出后，所述声表面波谐振器将信号释放出去，所述信号接收器(2)通过其天线接受该信号并进行解析，获得一次设备的温度值。

2.根据权利要求1所述的变电站一次设备用无源无线温度传感器，其特征在于，所述声表面波谐振器为仅包含一个叉指换能器(1.11)的单端口声表面波谐振器或包含两个叉指换能器(1.11)的双端口声表面波谐振器。

3.根据权利要求1所述的变电站一次设备用无源无线温度传感器，其特征在于，对于同一个一次设备的不同测温点，所述声表面波谐振器采用不同频率的多种石英声表面波谐振器。