基于聲表面波的感應(yīng)取能式溫度傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明具體為一種基于聲表面波的感應(yīng)取能式溫度傳感器，解決了現(xiàn)有的溫度監(jiān)測裝置不完善的問題。基于聲表面波的感應(yīng)取能式溫度傳感器，包括設(shè)于線路上的溫度采集端，溫度采集端具體為聲表面波溫度傳感器，溫度采集端連接到分析顯示端，分析顯示端連出有通信接口，溫度采集端、分析顯示端和通信接口均連接到供電裝置，供電裝置包括感應(yīng)取能裝置、整流穩(wěn)壓電路和蓄電池。本發(fā)明既保障了在線監(jiān)測裝置可持續(xù)穩(wěn)定的對主設(shè)備進行狀態(tài)監(jiān)測，同時也避免了因在線監(jiān)測裝置可靠性問題對主設(shè)備的運行維護產(chǎn)生不良影響，具有極高的安全性，非常適用于在高壓、強電磁環(huán)境中工作。
【專利說明】 基于聲表面波的感應(yīng)取能式溫度傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及變電站溫度參數(shù)傳感檢測設(shè)備，具體為一種基于聲表面波的感應(yīng)取能式溫度傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]溫度是表征電力一次設(shè)備運行正常的一個重要參數(shù)。尤其是一次設(shè)備的開斷接觸點，由于設(shè)備制造、受環(huán)境污染、觸點氧化、電弧沖擊等原因造成接觸電阻增大，在運行時往往不斷發(fā)熱，溫度不斷上升，給設(shè)備安全運行埋下隱患，如果不及時發(fā)現(xiàn)，容易導(dǎo)致起火或爆炸，造成大量財產(chǎn)損失。另外，隨著我國國民經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，電力需求也急劇增長，為了滿足用電需求，導(dǎo)致變電站的開關(guān)等高壓設(shè)備長期運行在極限狀態(tài)，過負(fù)荷運行也會導(dǎo)致一次設(shè)備的發(fā)熱及過熱，如:變電站開關(guān)、母線、接頭發(fā)熱等，這一現(xiàn)象在負(fù)荷增長較快的地區(qū)顯得尤為普遍。這些情況如不及時得到監(jiān)控，及時處理，都將發(fā)生不可預(yù)測的大事故。
[0003]雖然在線監(jiān)測裝置在電網(wǎng)內(nèi)應(yīng)用越來越多，但由于很多裝置在技術(shù)上并不十分成熟，其運行穩(wěn)定性較差，功能也有待完善，實際應(yīng)用情況表明，早期的監(jiān)測裝置多存在設(shè)計不合理、原理不準(zhǔn)確等問題，所以對于溫度傳感檢測，需要綜合考慮新工藝和新技術(shù)進行改進和完善，提高其穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，確保傳感器等重要部件的自身質(zhì)量和現(xiàn)場測量中的可靠性，才能提高在線監(jiān)測的效果。
[0004]與此同時，大量在線監(jiān)測的傳感裝置被分散應(yīng)用，其供電技術(shù)存在很大的局限性，若采用電池供電，則電池本身在高電壓和強電磁環(huán)境中存在安全隱患；在有限的電池電量供應(yīng)前提下，數(shù)據(jù)實時性較差；定期更換的維護成本巨大；若采用CT感應(yīng)取電，則感應(yīng)取電裝置體積較大，在狹小的空間內(nèi)安裝困難；安裝過程繁瑣，時間周期長；母線電流的實時變化造成供電系統(tǒng)出現(xiàn)沖擊而損壞，同時變電站復(fù)雜的電磁干擾也會直接導(dǎo)致電路工作異常，測溫裝置易損耗，安全性、可靠性較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的溫度監(jiān)測裝置不完善的問題，提供了一種基于聲表面波的感應(yīng)取能式溫度傳感器。
[0006]本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:基于聲表面波的感應(yīng)取能式溫度傳感器，包括設(shè)于線路上的溫度采集端，溫度采集端具體為聲表面波溫度傳感器，溫度采集端連接到分析顯示端，分析顯示端連出有通信接口，溫度采集端、分析顯示端和通信接口均連接到供電裝置，供電裝置包括感應(yīng)取能裝置、整流穩(wěn)壓電路和蓄電池。
[0007]感應(yīng)取能裝置為電場能集能裝置，是用平板電容器置于交變電場中，其兩端感應(yīng)出電流電壓，將電場能轉(zhuǎn)換為電能，向負(fù)載進行供電；整流穩(wěn)壓電路通過集成一個低損耗整流器和一個高效率降壓型轉(zhuǎn)換器，通過收集高壓設(shè)備耦合能量，然后將這種能量轉(zhuǎn)換成輸出，為傳感器、數(shù)據(jù)處理及通信接口提供能量；溫度采集端為聲表面波溫度傳感器，它負(fù)責(zé)接收探詢射頻信號，并轉(zhuǎn)化為聲表面波沿壓電基片傳播，受被測量(溫度)變化的影響聲表面波的諧振頻率會發(fā)生改變，從而返回帶溫度信息的傳感信號到溫度采集端的芯片；分析顯示端提供濾波、放大、下變頻、發(fā)送頻率控制等功能，將傳感器采集的信號轉(zhuǎn)換成可直接處理的數(shù)字信號；對外通信接口可以完成單臺設(shè)備內(nèi)部傳感器到后臺采集控制器的數(shù)據(jù)通信功能，實現(xiàn)電力設(shè)備在線監(jiān)測裝置高低電位之間的無線安全隔離。
[0008]聲表面波溫度傳感器采用無源無線的數(shù)據(jù)采集和傳輸方式，無需使用電池，也不需要在高低電位之間連接電纜，因此具有極高的安全性，非常適用于在高壓、強電磁環(huán)境中工作，傳感器的分析顯示端，負(fù)責(zé)統(tǒng)一進行溫度信息的采集、分析、存儲管理、溫度告警、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、參數(shù)設(shè)置及協(xié)議轉(zhuǎn)換，不僅能通過顯示視窗實時顯示溫度信息，還可以支持IEC61850等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，方便、直接地接入后臺監(jiān)控系統(tǒng)。
[0009]上述聲表面波溫度傳感器和感應(yīng)取能裝置為現(xiàn)有產(chǎn)品，其電路設(shè)計和控制方式為本領(lǐng)域技術(shù)人員容易實現(xiàn)的。
[0010]本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明利用聲表面波溫度傳感技術(shù)和感應(yīng)取能技術(shù)實現(xiàn)了無源無線溫度監(jiān)測，本發(fā)明無需使用任何電子元器件，避免了因電子元器件質(zhì)量及壽命導(dǎo)致裝置工作可靠性低的問題，其使用壽命可與被監(jiān)測設(shè)備同壽命。既保障了在線監(jiān)測裝置可持續(xù)穩(wěn)定的對主設(shè)備進行狀態(tài)監(jiān)測，同時也避免了因在線監(jiān)測裝置可靠性問題對主設(shè)備的運行維護產(chǎn)生不良影響，具有極高的安全性，非常適用于在高壓、強電磁環(huán)境中工作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1_溫度采集端，2-分析顯示端，3-通信接口，4-感應(yīng)取能裝置，5-整流穩(wěn)壓電路，6-蓄電池。

【具體實施方式】
[0012]基于聲表面波的感應(yīng)取能式溫度傳感器，包括設(shè)于線路上的溫度采集端1，溫度采集端I具體為聲表面波溫度傳感器，溫度采集端I連接到分析顯示端2，分析顯示端2連出有通信接口 3，溫度采集端1、分析顯示端2和通信接口 3均連接到供電裝置，供電裝置包括感應(yīng)取能裝置4、整流穩(wěn)壓電路5和蓄電池6。
[0013]聲表面波無源傳感技術(shù)，實現(xiàn)高壓隔離，安全性極高；無源溫度傳感器體積小，與采集器之間數(shù)據(jù)無線傳輸，安裝方便靈活，不受設(shè)備結(jié)構(gòu)和空間影響；傳感器無需使用電池，安裝成功后基本無需維護；測溫裝置不受灰塵、電磁場等環(huán)境因素影響，可長期穩(wěn)定工作；無線射頻信號具有一定的穿透繞射能力，可廣泛用于測量可視范圍內(nèi)及存在障礙物的各種物體溫度；無源的工作方式不受能量限制，可以較高的頻率進行溫度信息的采集，數(shù)據(jù)實時性高。
[0014]將感應(yīng)取能技術(shù)應(yīng)用于傳感裝置中，一方面，減少了供源的復(fù)雜度和困難度，能夠合理利用資源，另一方面，在感應(yīng)取能的供電單元中加入整流器、降壓器、蓄電池以及穩(wěn)壓電路，能夠有效避免輸電線路在大電流下取能單元吸取能量過剩而燒損電源電路，減小電源的發(fā)熱量，并將多余的吸取能量進行有效儲存，并能夠避免輸電線路電流為小電流或者斷電的情況下而導(dǎo)致監(jiān)測設(shè)備的供電不足，保證取能電源能夠向監(jiān)測設(shè)備輸出穩(wěn)定的直流電，保證監(jiān)測設(shè)備持久穩(wěn)定運行；并且能夠防止取能單元飽和，且使取能單元能夠發(fā)出瞬時大功率，增強取能電源帶負(fù)載能力以及適應(yīng)能力。
[0015]傳感裝置的能量采集設(shè)計、功率放大設(shè)計以及蓄電池充放電的控制設(shè)計；其中，由于裝置的能量采集是通過集成一個低損耗、整流器和一個高效率降壓型轉(zhuǎn)換器，，能量采集模塊為直接對電壓波形整流以及在一個外部存儲電容器中存儲所采集的能量而設(shè)計，同時通過一個內(nèi)部并聯(lián)穩(wěn)壓器消耗任何過多的功率。功率放大器前端是電壓放大器，OTL電路由前端輸入信號，后端為輸出信號。充放電控制采用由IGBT組成的電路來產(chǎn)生大功率正弦信號，該信號經(jīng)升壓變壓器升壓及高壓串聯(lián)諧振電路放大后，電壓等級可達高壓、超高壓、特高壓級別，頻率控制主要由三相不可控整流電路，H橋逆變電路，輸出濾波器，串聯(lián)諧振電路組成。
【權(quán)利要求】
1.一種基于聲表面波的感應(yīng)取能式溫度傳感器，其特征在于:包括設(shè)于線路上的溫度采集端(I )，溫度采集端(I)具體為聲表面波溫度傳感器，溫度采集端(I)連接到分析顯示端(2)，分析顯示端(2)連出有通信接口(3)，溫度采集端(I)、分析顯示端(2)和通信接口(3 )均連接到供電裝置，供電裝置包括感應(yīng)取能裝置(4 )、整流穩(wěn)壓電路(5 )和蓄電池(6 )。
【文檔編號】G01K11/22GK104266776SQ201410593023
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】齊有武, 翟益成, 薛振華 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山西省電力公司大同供電公司