無源無線測溫系統在線校準、告警方法
【專利摘要】本發明涉及無源無線測溫系統在線校準、告警方法，校準方法使用高精度測溫儀器測量傳感器測點溫度值作為標稱值，根據校準標稱值計算出精確補償值進行校準；本發明的在線校準方法，將各聲表面波諧振傳感器的精確補償值存于溫度管理裝置中，可以一次在線校準單個或多個傳感器，且校準方法簡單、易行，可根據精確補償值來優化頻率和溫度的線性關系，提高測量精度；告警方法通過縱向判斷測點溫度與閾值溫度大小和橫向對比相序之間溫度差異，對測點溫度進行不同類型和不同級別的告警，能及時了解測點處的運行狀態，對提高電網可靠性和自動化程度具有非常重要的現實意義。
【專利說明】無源無線測溫系統在線校準、告警方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電力系統溫度監測【技術領域】，涉及一種無源無線測溫系統在線校準、
告警方法。
【背景技術】 [0002]隨著智能電網建設和配網自動化建設，對高壓電力設備運行狀態監測已受到廣泛關注。溫度是高壓電力設備運行狀態的重要標識，特別是母線連接點、高壓設備開關觸點和電纜接頭處等電氣連接部位容易高溫過熱，導致設備的絕緣強度降低，使用壽命縮短，甚至引起電網故障或人員傷亡，因此對高壓設備電氣連接點溫度監測和對異常運行告警非常必要。現有測溫技術主要有紅外線測溫、蠟片測溫、有源無線測溫和光纖測溫等，紅外和蠟片測溫不能實時監測溫度，有源無線測溫能實時監測溫度但存在供電隱患，光纖測溫易產生“爬電”且受安裝空間限制。因此無源無線測溫技術成為高壓電力設備溫度監測的主要手段。但是，現有的無源無線溫度監測系統對于傳感器的校準算法復雜且精度不高，無法對傳
感器在線校準，影響傳感器測量精度，也不能對測點溫度進行準確可靠的分類型、分級別告
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目O
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種無源無線測溫系統在線校準方法，以實現聲表面波諧振傳感器的在線校準，為提高傳感器測量精度提供技術支持。
[0004]本發明的另一目的是提供一種能夠對測點溫度進行分級別告警的無源無線測溫系統在線告警方法。
[0005]為實現上述目的，本發明的無源無線測溫系統在線校準方法包括如下步驟:
[0006]( I)溫度管理裝置采用分時復用方式通過射頻天線發射電磁波序列至N個聲表面波諧振傳感器，各聲表面波諧振傳感器接收電磁波并將帶有溫度信息的聲表面波轉化為電磁波發射至射頻天線，溫度管理裝置識別射頻天線接收到的第i個聲表面波諧振傳感器的諧振頻率Xi，其中N > I為自然數，I ^ i
[0007](2)使用高精度測溫儀器分別探測N個聲表面波諧振傳感器測點處的溫度值，得到各測點處的溫度值Ti;
[0008](3)根據公式Tfl^axi+bi計算得到各聲表面波諧振傳感器的精確補償值進行校準，其中Ttl是標稱溫度，T0是實時溫度，a為表面波諧振傳感器頻率系數，Xi為第i個傳感器頻率，4為第i個傳感器的精確補償值；
[0009]所述步驟(1)中所有電磁波的信號強度均不低于15dB。
[0010]本發明的無源無線測溫系統在線告警方法包括以下步驟:
[0011](I)校準
[0012](11)溫度管理裝置采用分時復用方式通過射頻天線發射電磁波序列至N個聲表面波諧振傳感器，各聲表面波諧振傳感器接收電磁波并將帶有溫度信息的聲表面波轉化為電磁波發射至射頻天線，溫度管理裝置識別射頻天線接收到的第i個聲表面波諧振傳感器的諧振頻率Xi，其中N > I為自然數，I ^ i ^N;
[0013](12)使用高精度測溫儀器分別探測N個聲表面波諧振傳感器測點處的溫度值，得到各測點處的溫度值Ti;
[0014](13)根據公式Tfl^axi+bi計算得到各聲表面波諧振傳感器的精確補償值進行校準，其中Ttl是標稱溫度，T0是實時溫度，a為表面波諧振傳感器頻率系數，Xi為第i個傳感器頻率，4為第i個傳感器的精確補償值；
[0015](2)測溫
[0016]測溫管理裝置通過接收各聲表面波諧振傳感器返回的電磁波探知測點溫度3，并
進行精確補償后得到溫度f;
[0017](3)告警
[0018](31)縱向比對:將單測點溫度Tf與閾值溫度進行比對，若是小于閾值溫度，則該單測點溫度正常，若是大于閾值溫度，則該單測點溫度異常，轉入步驟(32)繼續進行判斷；
[0019](32)橫向比對:將溫度異常的測點溫度與對應的另外兩相溫度平均值做差得到差值，該差值與相序閾值溫度進行比對，若差值小于相序閾值溫度，則發出單測點溫度異常告警，若差值大于相序閾值 溫度，則發出相序溫度異常告警。
[0020]所述步驟(11)中所有電磁波的信號強度均不低于15dB。
[0021 ] 根據嚴重程度對告警進行分級，分為正常、告警和嚴重。
[0022]所述步驟(31)、(32)中閾值溫度均設有越/復閾值死區或延時。
[0023]本發明的無源無線測溫系統在線校準方法，將各聲表面波諧振傳感器的精確補償值存于溫度管理裝置中，可以一次在線校準單個或多個傳感器，且校準方法簡單、易行，可根據精確補償值來優化頻率和溫度的線性關系，提高傳感器測量精度，優化測溫系統性能。
[0024]本發明的無源無線測溫系統在線告警方法，通過縱向判斷測點溫度與閾值溫度大小和橫向對比相序之間溫度差異，對測點溫度進行不同類型和不同級別的告警，告警類型為單測點或相序溫度差異告警，告警級別為正常、告警和嚴重；利用本方法能及時了解測點處的運行狀態，對提高電網可靠性和自動化程度具有非常重要的現實意義。閾值溫度均設有越/復閾值死區或延時，避免測點溫度在閾值附近頻繁告警。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1是無源無線測溫系統框圖；
[0026]圖2是在線校準方法實施例的流程圖；
[0027]圖3是告警方法實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0028]如圖1所示，無源無線測溫系統主要包括聲表面波諧振傳感器2、射頻天線I和測溫管理裝置三部分。測溫管理裝置采用時分復用方式通過射頻天線發射電磁波序列至聲表面波諧振傳感器，傳感器接收電磁波并將帶有溫度信息的聲表面波轉化為電磁波發射至射頻天線；由于頻率和溫度具有一定線性關系，測溫管理裝置識別頻率后即可獲知測點溫度。無源指聲表面波諧振傳感器無需提供電源，無線指天線和傳感器的信息交換媒介是電磁波無需電線。
[0029]雖然聲表面波諧振傳感器的頻率和溫度具有一定線性關系，但由于傳感器壓電晶體材料特殊性，其頻率和溫度的線性度不是特別良好，可通過在線校準方法對傳感器做精確補償，進一步優化頻率和溫度的線性度。校準方法流程如圖2所示，首先，使用高精度測溫儀測量傳感器測點溫度值作為校準標稱值；其次，根據校準標稱值計算出精確補償值并保存于測溫管理裝置軟件，至此校準完成。校準過程中電磁波信號強度不低于15dB，否則，校準失敗；在線校準可以一次校準一個或多個傳感器；精確補償值在整個溫度測量范圍均有效，校準實例如表1。
[0030]表1
[0031]
【權利要求】
1.無源無線測溫系統在線校準方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: (1)溫度管理裝置采用分時復用方式通過射頻天線發射電磁波序列至N個聲表面波諧振傳感器，各聲表面波諧振傳感器接收電磁波并將帶有溫度信息的聲表面波轉化為電磁波發射至射頻天線，溫度管理裝置識別射頻天線接收到的第i個聲表面波諧振傳感器的諧振頻率Xi，其中N≥I為自然數，I≤i≤N; (2)使用高精度測溫儀器分別探測N個聲表面波諧振傳感器測點處的溫度值，得到各測點處的溫度值Ti ； (3)根據公式Tfl^axi+bi計算得到各聲表面波諧振傳感器的精確補償值進行校準，其中Ttl是標稱溫度，T0是實時溫度，a為表面波諧振傳感器頻率系數，Xi為第i個傳感器頻率，匕為第i個傳感器的精確補償值。
2.根據權利要求1所述的無源無線測溫系統在線校準方法，其特征在于:所述步驟(1)中所有電磁波的信號強度均不低于15dB。
3.無源無線測溫系統在線告警方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)校準 (11)溫度管理裝置采用分時復用方式通過射頻天線發射電磁波序列至N個聲表面波諧振傳感器，各聲表面波諧振傳感器接收電磁波并將帶有溫度信息的聲表面波轉化為電磁波發射至射頻天線，溫度管理裝置識別射頻天線接收到的第i個聲表面波諧振傳感器的諧振頻率Xi，其中N≥I為自然數，I≤i≤N; (12)使用高精度測溫儀器分別探測N個聲表面波諧振傳感器測點處的溫度值，得到各測點處的溫度值Ti ； (13)根據公式Tfl^axi+bi計算得到各聲表面波諧振傳感器的精確補償值進行校準，其中Ttl是標稱溫度，T0是實時溫度，a為表面波諧振傳感器頻率系數，Xi為第i個傳感器頻率，匕為第i個傳感器的精確補償值； (2)測溫 測溫管理裝置通過接收各聲表面波諧振傳感器返回的電磁波探知測點溫度<，并進行精確補償后得到溫度/ (3)告警 (31)縱向比對:將單測點溫度T；2與閾值溫度進行比對，若是小于閾值溫度，則該單測點溫度正常，若是大于閾值溫度，則該單測點溫度異常，轉入步驟(32)繼續進行判斷； (32)橫向比對:將溫度異常的測點溫度與對應的另外兩相溫度平均值做差得到差值，該差值與相序閾值溫度進行比對，若差值小于相序閾值溫度，則發出單測點溫度異常告警，若差值大于相序閾值溫度，則發出相序溫度異常告警。
4.根據權利要求3所述的無源無線測溫系統在線告警方法，其特征在于:所述步驟(11)中所有電磁波的信號強度均不低于15dB。
5.根據權利要求3所述的無源無線測溫系統在線告警方法，其特征在于:根據嚴重程度對告警進行分級，分為正常、告警和嚴重。
6.根據權利要求3-5中任一項所述的無源無線測溫系統在線告警方法，其特征在于:所述步驟(31)、(32)中閾值溫度均設有越/復閾值死區或延時。
【文檔編號】G01K1/02GK103604531SQ201310628687
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月30日 優先權日:2013年11月30日
【發明者】霍富強, 雷振鋒, 路進升, 丁驍, 董永超, 陳娜娜 申請人:國家電網公司, 許繼集團有限公司
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