CN206905931U - 无源无线温度在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种无源无线温度在线监测装置，其特征在于包括：声表面波传感器模块，与所述声表面波传感器模块相连接的收发天线控制模块，与所述收发天线控制模块相连接的信号接收模块，与所述收发天线控制模块相连接的问询信号发射模块，分别与所述收发天线控制模块、信号接收模块、问询信号发射模块相连接的信号处理与控制模块，与所述信号处理与控制模块相连接的通讯模块。该无源无线温度在线监测装置中采用声表面波传感器模块克服了各种复杂场合测温限制，能够实时准确的实现温度数据的测量，并通过信号处理与控制模块实现温度数据的计算的问询。同时通过通讯模块可与站端管理服务器实现通信，构成分层分布式实时在线监测系统的节点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力开关柜、母排接头温度在线监测设备，具体涉及一种无源无线温度在线监测装置。
背景技术
高压开关柜是发电厂、变电中重要的电力设备。在运行过程中，由于使用年限的增加或者安装制造等问题会导致接触不良而使接触电阻增大，接触点温度升高，如果不能及时发现和处理会导致严重事故。目前常用的温度检测方法有以下四种：示温度记录标签纸、红外线测温、光纤测温、有源无线测温。
示温度记录标签纸由于采用温敏变色标签，不能反映实时温度值且需要人工定期巡查；红外线测温采用红外辐射波来确定温度，由于开关柜等结构复杂使用场合，红外光容易被遮挡，不能准确监测测量点温度；光纤测温则容易折断，耐温差，安装复杂，长期运行容易产生爬电现象；有源无线测温则存在温度探头和发射电路都需要供电，电池寿命短更换困难，互感器取电和安装困难等问题。
基于上述四种测温方法存在各种问题和缺陷，都不是理想的温度监测方法。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种监测方便，测量数据精确、应用范围广的无源无线温度在线监测装置。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种无源无线温度在线监测装置，其特征在于包括：
声表面波传感器模块，设置在高压开关柜中，用于测量温度；
收发天线控制模块，与所述声表面波传感器模块相连接，用于实现天线对信号收发状态的切换；
信号接收模块，与所述收发天线控制模块相连接，用于接收所述收发天线控制模块传送的温度信号并进行矢量分解处理；
问询信号发射模块，与所述收发天线控制模块相连接，用于向所述收发天线控制模块发送声表面波传感器激励信号；
信号处理与控制模块，分别与所述收发天线控制模块、信号接收模块、问询信号发射模块相连接，用于对信号接收模块进行数据处理以获取温度数据并相发送控制信号，同时实现问询信号发射模块中问询信号的脉冲发送形式和收发天线控制模块收发状态的转换控制；
通讯模块，与所述信号处理与控制模块相连接，用于实现与站端管理服务器的通讯连接。
作为改进，所述问询信号发射模块包括直接数字式频率合成器、与所述直接数字式频率合成器相连接的锁相回路、与所述锁相回路相连接的射频驱动放大单元、与所述射频驱动放大单元相连接的射频开关，所述直接数字式频率合成器与所述信号处理与控制模块相连接，所述射频开关与所述收发天线控制模块相连接。
再改进，所述信号接收模块包括相互连接的低噪音放大器和正交分解器，所述正交分解器与所述直接数字式频率合成器相连接，所述低噪音放大器与所述收发天线控制模块相连接，所述正交分解器与所述信号处理与控制模块相连接。
优选地，所述声表面波传感器模块包括多个分别设置在高压开关柜的静触头连接板上且具有不同本振频率的SAW传感器。
简单地，所述收发天线控制模块包括相互连接的双掷单刀射频开关芯片和法向螺旋天线。
优选地，所述信号处理与控制模块包括DSP处理单元和静态存储器。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：该无源无线温度在线监测装置中采用声表面波传感器模块克服了各种复杂场合测温限制，能够实时准确的实现温度数据的测量，并通过信号处理与控制模块实现温度数据的计算的问询。同时通过通讯模块可与站端管理服务器实现通信，构成分层分布式实时在线监测系统的节点。
附图说明
图1为本实用新型实施例中无源无线温度在线监测装置的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1所示，本实施例中的无源无线温度在线监测装置，包括声表面波传感器模块1、收发天线控制模块2、信号接收模块3、问询信号发射模块4、信号处理与控制模块5、通讯模块6。
声表面波传感器模块1设置在高压开关柜中，用于测量温度。该声表面波传感器模块1包括多个分别设置在高压开关柜的静触头连接板上且具有不同本振频率的SAW传感器11，一共6个，其25℃下本振频率分别不同。收发天线控制模块2向声表面波传感器模块1传送不同频率段的激励信号在6个传感器中谐振，频率最接近的反射信号能量最大。
收发天线控制模块2分别与声表面波传感器模块1、信号接收模块3、问询信号发射模块4、信号处理与控制模块5相连接，用于实现天线对信号收发状态的切换。本实施例中收发天线控制模块2由相互连接的单刀双掷射频开关PAS芯片和法向螺旋天线组成。其中单刀双掷射频开关PAS芯片接收信号处理与控制模块5的控制，实现装置信号收发状态切换。
问询信号发射模块4用于向收发天线控制模块2发送声表面波传感模块1激励信号。该问询信号发射模块4包括直接数字式频率合成器DDS、与直接数字式频率合成器DDS相连接的锁相回路PLL、与锁相回路PLL相连接的射频驱动放大单元PA、与射频驱动放大单元PA相连接的射频开关PAS，直接数字式频率合成器DDS与信号处理与控制模块5相连接，射频开关PAS与收发天线控制模块2相连接。本实施例中直接数字式频率合成器DDS采用型号为AD9958BCPZ的DDS芯片，具有带通滤波的双通道数字频率输出。锁相回路PLL采用型号为ADF4360-7BCPZ的芯片，负责合成输出SAW传感器11激励源。射频驱动放大单元PA采用型号为ADL5324ARHZ-R7的芯片，负责发射信号功率放大。射频开关PAS采用型号为ADG901BRMZ的芯片，负责激励信号脉冲形式输出。
信号接收模块3用于接收收发天线控制模块2传送的温度信号并进行矢量分解处理。该信号接收模块3包括相互连接的低噪音放大器LNA和正交分解器31，所述正交分解器31与所述直接数字式频率合成器DDS相连接。本实施例中低噪音放大器LNA采用型号为ADL5523ACP-R7的LNA芯片，正交分解器31采用型号为AD8348ARU的正交分解芯片。
信号处理与控制模块5，分别与收发天线控制模块2、信号接收模块3、问询信号发射模块4相连接，用于对信号接收模块3进行数据处理以获取温度数据并相发送控制信号，同时实现问询信号发射模块4种问询信号的脉冲发送形式和收发天线控制模块2收发状态的转换控制。该信号处理与控制模块5由DSP处理单元51和静态存储器52构成，其中DSP处理单元51采用型号为TMS320F28335PGFA的DSP芯片，静态存储器52采用型号为IS61LV51216-10TLI的RAM芯片。DSP芯片使用其内部自带的A/D模块对信号接收模块3输出模拟信号进行采样、分析和计算。DSP芯片自带的A/D模块具有4通道，2个采用保持器，可同时采样信号接收模块3输出两路正交分解I/Q信号。DSP芯片还同时负责控制问询信号发射模块4中的射频开关PASADG90和收发天线控制模块2的射频开关PASADG918，实现问询信号的脉冲发送形式和装置收发状态的转换。
通讯模块6，与信号处理与控制模块5相连接，用于实现与站端管理服务器的通讯连接。
工作时，站端管理服务器可以通过通讯模块6向DSP芯片中发送SAW传感器11激励信号，SAW传感器11激励信号由直接数字式频率合成器DDS经过数字形式合成正弦信号，在直接数字式频率合成器DDS内部经过DAC和带通滤波后双路输出，一路作为锁相环频率合成器PLL参考源合成更高频率信号，另一路作为信号接收模块3正交分解器31的参考源。问询信号发射模块4这一路输出再经过射频开关PAS，由收发天线控制模块2中的天线输出作为声表面波传感器模块1激励信号。此时收发天线控制模块2处于信号发送状态。
当声表面波传感器模块1中的传感器获取温度信号后，则信号处理与控制模块5控制收发天线控制模块2切换至信号接收状态。信号接收模块3接收来自收发天线控制模块2传送的温度信号，经低噪声放大器LNA芯片滤波放大以后，输出到正交分解芯片进行下频处理，分解出来的I/Q信号送入信号处理与控制模块5的DSP芯片A/D模块进行数模转换、计算等处理，获取可以读取的温度数据。
Claims (6)
1.一种无源无线温度在线监测装置，其特征在于包括：
声表面波传感器模块，设置在高压开关柜中，用于测量温度；
收发天线控制模块，与所述声表面波传感器模块相连接，用于实现天线对信号收发状态的切换；
信号接收模块，与所述收发天线控制模块相连接，用于接收所述收发天线控制模块传送的温度信号并进行矢量分解处理；
问询信号发射模块，与所述收发天线控制模块相连接，用于向所述收发天线控制模块发送声表面波传感器激励信号；
信号处理与控制模块，分别与所述收发天线控制模块、信号接收模块、问询信号发射模块相连接，用于对信号接收模块进行数据处理以获取温度数据并相发送控制信号，同时实现问询信号发射模块中问询信号的脉冲发送形式和收发天线控制模块收发状态的转换控制；
通讯模块，与所述信号处理与控制模块相连接，用于实现与站端管理服务器的通讯连接。
2.根据权利要求1所述的无源无线温度在线监测装置，其特征在于：所述问询信号发射模块包括直接数字式频率合成器、与所述直接数字式频率合成器相连接的锁相回路、与所述锁相回路相连接的射频驱动放大单元、与所述射频驱动放大单元相连接的射频开关，所述直接数字式频率合成器与所述信号处理与控制模块相连接，所述射频开关与所述收发天线控制模块相连接。
3.根据权利要求2所述的无源无线温度在线监测装置，其特征在于：所述信号接收模块包括相互连接的低噪音放大器和正交分解器，所述正交分解器与所述直接数字式频率合成器相连接，所述低噪音放大器与所述收发天线控制模块相连接，所述正交分解器与所述信号处理与控制模块相连接。
4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的无源无线温度在线监测装置，其特征在于：所述声表面波传感器模块包括多个分别设置在高压开关柜的静触头连接板上且具有不同本振频率的SAW传感器。
5.根据权利要求1至3任一权利要求所述的无源无线温度在线监测装置，其特征在于：所述收发天线控制模块包括相互连接的双掷单刀射频开关芯片和法向螺旋天线。
6.根据权利要求1至3任一权利要求所述的无源无线温度在线监测装置，其特征在于：所述信号处理与控制模块包括DSP处理单元和静态存储器。
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| CN201720714515.7U CN206905931U (zh) | 2017-06-19 | 2017-06-19 | 无源无线温度在线监测装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110736557A (zh) * | 2019-10-24 | 2020-01-31 | 深圳市三和电力科技有限公司 | 一种用于无源无线温度传输测量系统的数据采集器 |
| CN113155306A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-07-23 | 国网吉林省电力有限公司长春供电公司 | 高压电力电缆接头内置式无源无线感温传感器 |
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