CN210720231U - 基于无源传感器的湿度检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于无源传感器的湿度检测系统，包括中间接头防水保护盒、无源湿度传感器和RFID接收机，中间接头防水保护盒包括均为中空的半圆柱型且可对接的上、下壳体，壳体内设有防火内衬，壳体两端设有缩颈部，缩颈部中间设有通孔，上壳体和下壳体对接后通过紧固箍进行固定，上壳体内还设有中空的电磁屏蔽套管，电磁屏蔽套管包括由外到内依次层叠的柔性屏蔽层、刚性屏蔽层和绝缘层，电磁屏蔽套管两端与上壳体两端的缩颈部相连通，无源湿度传感器安装于中间接头防水保护盒内部，RFID接收机通过无线电向无源湿度传感器提供电能并接收湿度检测信号。巡检人员通过所述系统能够监测电缆进水情况，及时发现并解决电缆故障，提高电缆的运行可靠性。

Description

基于无源传感器的湿度检测系统

技术领域

本实用新型涉及电缆检测技术领域，尤其涉及一种基于无源传感器的湿度检测系统。

背景技术

与架空线路相比，电力电缆由于敷设在地下、绝缘层级多，状态可观性较差，产品质量和安装工艺不当遗留的内部隐患难以被及时发现和排查，常见的内部隐患包括进水受潮、附件杂质混入、本体机械应力内伤、金属屏蔽层崩裂、外护套划伤、附件安装尺寸错误、附件界面抱紧力不足、封铅不良等。这些隐患积累和发展到一定程度后容易导致电缆故障，主要表征是击穿，特殊情况下还会导致燃烧和爆炸，尤其是电缆附件所在部位。从电缆内部隐患后果来看，影响最广泛的是电缆进水。具有潜伏性隐患的电缆，在局部放电或过电压等原因的激发下，很容易迅速发展为缺陷并扩大导致故障，而且故障经常在同一条线路上反复发生，导致绝大部分电缆无法达到其设计使用寿命。目前，供电企业多采取被动防护的措施解决电缆隐患问题，如安装接头防水壳、防火/防爆封堵等、极端情况下还需要人员蹲守看护，缺乏源头性、系统性的技术解决手段，及时发现和处置隐患的能力不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于无源传感器的湿度检测系统，以解决现有技术中无法及时、方便地发现地下电力电缆进水情况的问题。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种基于无源传感器的湿度检测系统，所述系统包括中间接头防水保护盒、无源湿度传感器以及RFID接收机，所述中间接头防水保护盒包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体均为中空的半圆柱型且可对接，上壳体和下壳体内设有防火内衬，上壳体和下壳体的两端均设有缩颈部，所述缩颈部中间设有用于穿过电缆的通孔，所述上壳体和下壳体对接后通过紧固箍进行固定，所述上壳体内还设有一中空的电磁屏蔽套管，所述电磁屏蔽套管包括由外到内依次层叠的柔性屏蔽层、刚性屏蔽层和绝缘层，电磁屏蔽套管的两端与上壳体两端的缩颈部相连通，所述无源湿度传感器固定安装于所述中间接头防水保护盒内部，所述RFID接收机通过无线电向所述无源湿度传感器提供电能并接收湿度检测信号。

进一步的，所述上壳体和下壳体对接的接合处设置有密封条。

进一步的，所述RFID接收机包括手持型RFID接收机和接收机天线，所述手持型RFID接收机包括DAC芯片、ADC芯片和FPGA芯片，所述DAC芯片、ADC芯片分别通过射频电路与所述接收机天线电连接，所述FPGA芯片与ADC芯片电连接。

进一步的，所述无源湿度传感器包括湿度传感器和信号收发组件，所述信号收发组件包括传感器天线、匹配网络电路、整流电路、稳压电路、上电复位电路、接口电路以及调制电路，所述传感器天线、匹配网络电路、整流电路、稳压电路、上电复位电路、调制电路、接口电路、湿度传感器依次电连接。

进一步的，所述湿度传感器为HTS221湿度传感器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的一种基于无源传感器的湿度检测系统，通过中间接头防水保护盒连接各段电缆，所述中间接头防水保护盒密封性能好，可以有效防止电缆进水受潮，并且设有防火内衬，能够防止电缆起火烧毁保护盒，中间接头防水保护盒内设有无源湿度传感器，用于检测湿度，通过RFID接收机可以通过无线电方式向无源湿度传感器供电并获取湿度检测信号，使用方便，巡检人员通过所述系统能够实时监测电缆进水情况，从而及时发现并解决电缆故障，提高电缆的运行可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例提供的中间接头防水保护盒整体结构示意图。

图2是本实用新型一实施例提供的电磁屏蔽套管横截面示意图。

图3是本实用新型一实施例提供的RFID接收机整体结构示意图。

图4是本实用新型一实施例提供的无源湿度传感器整体结构示意图。

图中，1是上壳体，2是下壳体，3是缩颈部，31是通孔，4是紧固槽，5是紧固箍，6是无源湿度传感器，7是电磁屏蔽套管，21是接收机天线，22是DAC芯片，23是ADC芯片，24是FPGA芯片，61是湿度传感器，62是传感器天线，63是匹配网络电路，64是整流电路，65是稳压电路，66是上电复位电路，67是接口电路，68是调制电路，71是柔性屏蔽层，72是刚性屏蔽层，73是绝缘层。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所列举实施例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

本实用新型提供一种基于无源传感器的湿度检测系统，所述系统包括中间接头防水保护盒、无源湿度传感器6以及RFID接收机。

图1是本实用新型一实施例提供的中间接头防水保护盒整体结构示意图。

如图1所示，所述中间接头防水保护盒包括上壳体1和下壳体2，所述上壳体1和下壳体2均为中空的半圆柱型，并且可以相互对接，上壳体1和下壳体2内沿长度方向设有凹槽7，凹槽7内均设置有防火内衬，所述防火内衬与凹槽的内壁贴合设置。另外上壳体1和下壳体2的两端均设有缩颈部3，所述缩颈部3的中间设有用于穿过电缆的通孔31，所述通孔31的内部为切槽状，并沿圆周方向设置有圆形密封环，以保证所述中间接头防水保护盒的密封性。所述上壳体1和下壳体2的外表面还设有若干环绕壳体的紧固槽4，上壳体1和下壳体2对接后通过设置于紧固槽4内的紧固箍5进行固定。电缆接头分别通过所述中间接头防水保护盒两端的通孔31进入盒内并进行对接，中间接头防水保护盒可以保护电缆接头不会进水受潮，延长其工作寿命，降低故障发生率。

一些实施方式中，所述上壳体1和下壳体2对接的接合处可以设置密封条以加强所述中间防水保护盒的密封防水性能。

另外，所述上壳体1内还设有一中空的电磁屏蔽套管7，如图2所示，所述电磁屏蔽套管7包括由外至内依次层叠的柔性屏蔽层71、刚性屏蔽层72和绝缘层73，电磁屏蔽套管7的两端分别与上壳体1两端的缩颈部3相连通，电缆接头通过通孔31穿入所述电磁屏蔽套管7并对接，所述电磁屏蔽套管7可以有效防止电缆产生的电磁场对所述无源湿度传感器的正常工作造成影响，提高其抗干扰能力。

一些实施方式中，所述柔性屏蔽层71可以由铜丝与铝丝交错编制制成；所述刚性屏蔽层72可以是铝铜合金制成的圆管。

另外，所述上壳体1和下壳体2可以采用SMC复合材料，所述防火内衬可以采用防火复合材料，以防止电缆由于故障起火时烧毁所述中间接头防水保护盒。

所述无源湿度传感器固定安装于所述中间接头防水保护盒内部，用于检测中间接头防水保护盒内部湿度，以便于判断盒内的电缆接头是否进水。

图3为本实用新型一实施例提供的无源湿度传感器整体结构示意图。

如图3所示，所述无源湿度传感器6包括湿度传感器61和信号收发组件，其中，所述信号收发组件包括传感器天线62、匹配网络电路63、整流电路64、稳压电路65、上电复位电路66、接口电路67以及调制电路68，所述传感器天线62、匹配网络电路63、整流电路64、稳压电路65、上电复位电路66、调制电路68、接口电路67、湿度传感器61依次电连接。无源湿度传感器通过传感器天线62接收所述RFID接收机发送的无线信号，所述无线信号首先经过匹配网络电路63调整达到最佳接收状态，以降低无线信号的传输损耗与失真，随后经过所述整流电路64和稳压电路65，转换为上电复位电路66和接口电路67正常工作所需的稳定直流电压信号，从而实现电能由RFID接收机到无源湿度传感器的无线传输。所述上电复位电路66用于为接口电路67提供复位信号。所述湿度传感器61产生的湿度检测信号经过所述接口电路67转换为数字信号，所述数字信号再经调制电路68转换为高频或超高频调制信号，经过所述传感器天线62发送回RFID接收机，从而实现湿度检测。

对于本领域技术人员而言，上述电路以及通过无线射频信号实现电能传输的供电方式均属于常用的电路以及供电方法，因此在此不再对其原理进行详细描述。

一些实施方式中，所述湿度传感器可以采用HTS221湿度传感器。

图2是本实用新型一实施例提供的RFID接收机整体结构示意图。

如图2所示，所述RFID接收机包括手持型RFID接收机和接收机天线21，其中，所述手持型RFID接收机包括DAC芯片22、ADC芯片23和FPGA芯片24，所述DAC芯片22、ADC芯片23分别通过射频电路与所述接收机天线21电连接，所述FPGA芯片24与ADC芯片23电连接。所述DAC芯片22即D/A转换集成芯片，ADC芯片23为A/D转换集成芯片，所述手持型RFID接收机通过DAC芯片22产生模拟基带信号，发送至射频电路进行调制、放大，通过接收机天线21发送至所述无源湿度传感器。所述无源湿度传感器返回的湿度检测信号由接收机天线21接收后，经过射频电路进行下变频处理后由ADC芯片23转换为数字信号，发送至所述FPGA芯片24进行运算和解码处理。一些实施方式中，所述射频电路可以采用零中频接收技术，使得RFID接收机的信号发射部分和接收部分能够共用频率源。对于本领域技术人员而言，上述射频电路、零中频接收技术以及DAC芯片、ADC芯片和FPGA芯片均属于公知技术和常见的电子元器件，在此不再对其原理进行详细描述。

通过本实用新型提供的基于无源传感器的湿度检测系统，一方面所述中间接头防水保护盒可以为电缆接头提供稳定的密封工作环境，防止其进水受潮，通过所述中间接头防水保护盒将多段电缆连接后，可以在中间接头防水保护盒内的不同位置安装多个无源湿度传感器，形成传感器检测阵列，并且所述无源湿度传感器不需要连接电源，降低了维护难度，巡检人员可以通过所述RFID接收机向无源湿度传感器提供电能并获取湿度检测信号，根据湿度检测信号判断相应的电缆线路是否进水，准确判断进水点的位置并及时排查，提高电缆的运行可靠性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于无源传感器的湿度检测系统，其特征在于，所述系统包括中间接头防水保护盒、无源湿度传感器以及RFID接收机，所述中间接头防水保护盒包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体均为中空的半圆柱型且可对接，上壳体和下壳体内设有防火内衬，上壳体和下壳体的两端均设有缩颈部，所述缩颈部中间设有用于穿过电缆的通孔，所述上壳体和下壳体对接后通过紧固箍进行固定，所述上壳体内还设有一中空的电磁屏蔽套管，所述电磁屏蔽套管包括由外到内依次层叠的柔性屏蔽层、刚性屏蔽层和绝缘层，电磁屏蔽套管的两端与上壳体两端的缩颈部相连通，所述无源湿度传感器固定安装于所述中间接头防水保护盒内部，所述RFID接收机通过无线电向所述无源湿度传感器提供电能并接收湿度检测信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于无源传感器的湿度检测系统，其特征在于，所述上壳体和下壳体对接的接合处设置有密封条。

3.根据权利要求1所述的一种基于无源传感器的湿度检测系统，其特征在于，所述RFID接收机包括手持型RFID接收机和接收机天线，所述手持型RFID接收机包括DAC芯片、ADC芯片和FPGA芯片，所述DAC芯片、ADC芯片分别通过射频电路与所述接收机天线电连接，所述FPGA芯片与ADC芯片电连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于无源传感器的湿度检测系统，其特征在于，所述无源湿度传感器包括湿度传感器和信号收发组件，所述信号收发组件包括传感器天线、匹配网络电路、整流电路、稳压电路、上电复位电路、接口电路以及调制电路，所述传感器天线、匹配网络电路、整流电路、稳压电路、上电复位电路、调制电路、接口电路、湿度传感器依次电连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于无源传感器的湿度检测系统，其特征在于，所述湿度传感器为HTS221湿度传感器。

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