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一種變電站一次設(shè)備無源溫度測量傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種變電站一次設(shè)備無源溫度測量傳感器，包括射頻接收電路、溫度傳感電路、數(shù)字邏輯電路和存儲器；射頻接收電路包括耦合元件、整流電路、穩(wěn)壓電路和調(diào)制解調(diào)電路；溫度傳感電路包括電容測溫電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器；數(shù)字邏輯電路包括雙向信號電連接邏輯控制器和編解碼器。射頻接收電路僅響應(yīng)與耦合元件固有頻率相同或接近的激勵信號、利用聲表面波耦合元件的頻率選擇性感知被測設(shè)備的溫度；電容測溫電路根據(jù)電容電橋原理對電容-溫度特性進行測量、再將電容量和溫度的關(guān)系進行對應(yīng)、輸出與溫度相對應(yīng)的信。本實用新型采用無源溫度測量技術(shù)、抗干擾性和適用性強、集成度高，實施方便，成本低廉。
【專利說明】一種變電站一次設(shè)備無源溫度測量傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及變電站一次設(shè)備溫度檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種適用于變電站一次設(shè)備溫度測量的無源溫度測量傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]每座變電站一次設(shè)備溫度監(jiān)測點均在500個以上，若按照規(guī)定的巡檢周期人工巡檢，其巡檢量及記錄數(shù)據(jù)量十分巨大，現(xiàn)有的溫度測量技術(shù)不能滿足日常巡檢要求。目前變電站一次設(shè)備的溫度測量方法主要有試溫蠟片法、示溫記錄標(biāo)簽法、紅外測溫法或遠(yuǎn)紅外攝像機測溫、光纖測溫法等。試溫蠟片法在被監(jiān)測點的溫度超過試溫片的融點后，試溫片容易融化滴落，更換成本高；示溫記錄標(biāo)簽法具有超溫后變色的顏色記錄功能，但也需要人工定期巡查，工作量大；紅外測溫法由于紅外設(shè)備容易受太陽光線影響造成溫度測量誤差，測量環(huán)境要求高，設(shè)備昂貴；光纖測溫法采用分布式光纖傳感器傳送信號，光纖易彎易折，不能受到環(huán)境污染，否則影響絕緣。還有一些測溫技術(shù)通常采用電池供電，安全穩(wěn)定性差，會帶來二次更換的問題。
[0003]隨著新技術(shù)的發(fā)展，一種能夠無源傳輸數(shù)據(jù)且具有一定寄存能力的無源傳感器已經(jīng)出現(xiàn)。根據(jù)相關(guān)文獻報道，無源傳感器是一種非接觸自動識別技術(shù)演化而來的技術(shù)。一般設(shè)計就是將溫度傳感器安裝在設(shè)備可能產(chǎn)生溫升的位置，通過無源傳感器與溫度傳感器連接將信號傳輸出去，體積大，使用不便。理想的解決方案是將溫度傳感器嵌入于無源傳感器中，由于這樣使芯片功耗較大，無法集成到無源芯片中，或者是受磁場影響較大，如熱敏電阻，難以適應(yīng)變電站這種強磁場、強干擾的工作環(huán)境。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種集成度高、體積小、抗干擾能力強且不需要外加電源的變電站一次設(shè)備無源溫度測量傳感器，能夠有效適用于變電站一次設(shè)備的溫度測量，大幅提高巡檢效率、降低維護成本。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案是:本實用新型的變電站一次設(shè)備無源溫度測量傳感器，其結(jié)構(gòu)特點是:包括:射頻接收電路、溫度傳感電路、數(shù)字邏輯電路和存儲器
[0006]上述的射頻接收電路包括耦合元件、整流電路、穩(wěn)壓電路和調(diào)制解調(diào)電路；耦合元件與調(diào)制解調(diào)電路雙向信號電連接；整流電路與耦合元件電連接；穩(wěn)壓電路與整流電路電連接；溫度傳感電路包括電容測溫電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器；模數(shù)轉(zhuǎn)換器與電容測溫電路信號電連接；數(shù)字邏輯電路包括邏輯控制器和編解碼器；編解碼器與邏輯控制器雙向信號電連接；數(shù)字邏輯電路的編解碼器與射頻接收電路的調(diào)制解調(diào)電路雙向信號電連接；存儲器與溫度傳感電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換器信號電連接；存儲器與數(shù)字邏輯電路的邏輯控制器雙向信號電連接；
[0007]上述的射頻接收電路為一種僅響應(yīng)與耦合元件固有頻率相同或接近的激勵信號、利用聲表面波耦合元件的頻率選擇性感知被測設(shè)備的溫度的電路；[0008]上述的電容測溫電路為一種根據(jù)電容電橋原理對電容-溫度特性進行測量、再將電容量和溫度的關(guān)系進行對應(yīng)、輸出與溫度相對應(yīng)的信號的電路。
[0009]進一步的方案是:上述的存儲器內(nèi)存儲的信息采用ID編碼結(jié)構(gòu)，包括所測量的變電站一次設(shè)備的設(shè)備ID，傳感器ID和測量信息。
[0010]本實用新型具有積極的效果:(I)本實用新型的變電站一次設(shè)備無源溫度測量傳感器，采用無源溫度測量技術(shù)，無需電源，免去電池等電源二次更換問題，可實現(xiàn)對變電站一次設(shè)備溫度的長期有效監(jiān)測。(2)本實用新型的變電站一次設(shè)備無源溫度測量傳感器，采用電容測溫，電容具有不受磁場影響的特性，能夠適應(yīng)強磁場干擾環(huán)境條件；同時電容對溫度的靈敏度高，外形尺寸小且可根據(jù)需要制成各種形狀，從而能夠有效適應(yīng)變電站一次設(shè)備溫度檢測的復(fù)雜環(huán)境，適用性強。(3)本實用新型的變電站一次設(shè)備無源溫度測量傳感器，采用非接觸式測溫，不對設(shè)備產(chǎn)生損傷，集成度高，實施方便，成本低廉。(4)本實用新型的變電站一次設(shè)備無源溫度測量傳感器，可大幅地提高變電站一次側(cè)設(shè)備溫度巡檢效率、降低維護成本，保障用電安全。(5)本實用新型的變電站一次設(shè)備無源溫度測量傳感器，其射頻接收電路僅響應(yīng)與耦合元件固有頻率相同或接近的激勵信號，因而能夠有效適應(yīng)變電站復(fù)雜的電磁場使用環(huán)境。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的電路構(gòu)成原理示意圖，圖中還顯示了變電站一次設(shè)備；
[0012]圖2為圖1中的存儲器內(nèi)的信息編碼結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細(xì)的說明。
[0014](實施例1)
[0015]見圖1，本實施例的變電站一次設(shè)備無源溫度測量傳感器，主要由射頻接收電路、溫度傳感電路、數(shù)字邏輯電路和存儲器組成。
[0016]射頻接收電路主要由耦合元件、整流電路、穩(wěn)壓電路和調(diào)制解調(diào)電路組成。耦合元件一方面用于和電磁場耦合獲得磁能，另一方面用于接收和發(fā)送相應(yīng)頻率的射頻電磁波信號。整流電路用于將耦合元件傳遞的交變磁能轉(zhuǎn)換成直流電壓。穩(wěn)壓電路用于將整流電路輸出的電壓穩(wěn)壓后輸出傳感器的工作電源。調(diào)制解調(diào)電路用于對耦合元件接收到的射頻信號進行解調(diào)以及用于將測量的溫度信號進行調(diào)制后傳輸給耦合元件。耦合元件與調(diào)制解調(diào)電路雙向信號電連接；整流電路與耦合元件電連接；穩(wěn)壓電路與整流電路電連接。射頻接收電路僅響應(yīng)與耦合元件固有頻率相同或接近的激勵信號、利用聲表面波耦合元件的頻率選擇性感知被測設(shè)備的溫度。
[0017]溫度傳感電路，主要包括電容測溫電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。電容測溫電路根據(jù)電容電橋原理，對電容-溫度特性進行測量，再將電容量和溫度的關(guān)系進行對應(yīng)，輸出與溫度相對應(yīng)的信號。電容測溫電路的電容具有對溫度靈敏度高，其電容量C隨溫度升高有顯著變化，穩(wěn)定性好，外形尺寸小且不受強磁場環(huán)境影響等優(yōu)點。模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將電容測溫電路傳輸?shù)男盘栠M行模/數(shù)信號轉(zhuǎn)換。模數(shù)轉(zhuǎn)換器與電容測溫電路信號電連接。
[0018]數(shù)字邏輯電路主要由邏輯控制器和編解碼器組成。邏輯控制器用于指令分配、執(zhí)行以及存儲器讀取控制。編解碼器用于信號的編碼與解碼，即解碼由調(diào)制解調(diào)電路傳輸?shù)拿钚畔ⅲy量的溫度信息編碼后傳輸給調(diào)制解調(diào)電路進行信號的調(diào)制。編解碼器與邏輯控制器雙向信號電連接。
[0019]參見圖2，存儲器，用于存儲標(biāo)簽信息及測量信息，以供讀取和后續(xù)處理。存儲器采用ID編碼結(jié)構(gòu)，包括所測量的變電站一次設(shè)備的設(shè)備ID，傳感器ID和測量信息。
[0020]數(shù)字邏輯電路的編解碼器與射頻接收電路的調(diào)制解調(diào)電路雙向信號電連接；存儲器與溫度傳感電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換器信號電連接；存儲器與數(shù)字邏輯電路的邏輯控制器雙向信號電連接。
[0021]本實施例的變電站一次設(shè)備無源溫度測量傳感器的工作原理是:工作人員對變電站一次設(shè)備溫度進行巡檢時，通過配套的手持設(shè)備發(fā)射特定頻率的無線信號，該無線信號通過電磁場空間耦合到本實施例的變電站一次設(shè)備無源溫度測量傳感器的射頻接收電路中，射頻接收電路將接收到的電磁波能量通過整流穩(wěn)壓轉(zhuǎn)變成直流電源，以激活本實施例的變電站一次設(shè)備無源溫度測量傳感器的其他電路，同時調(diào)制解調(diào)電路將接收的諸如調(diào)取溫度檢測信息的命令解調(diào)后經(jīng)編解碼器傳輸給邏輯控制器；數(shù)字邏輯電路的邏輯控制器根據(jù)命令從存儲器中調(diào)取檢測的溫度信息等數(shù)據(jù)，經(jīng)編解碼器編碼送調(diào)制解調(diào)電路進行信號調(diào)制后，由耦合元件經(jīng)內(nèi)置天線將相應(yīng)的溫度等信息無線發(fā)送到巡檢工作人員的手持設(shè)備上。
[0022]綜上，本實施例的變電站一次設(shè)備無源溫度測量傳感器，采用無源溫度測量技術(shù)，無需電源，免去電池等電源二次更換問題，可實現(xiàn)對變電站一次設(shè)備溫度的長期有效監(jiān)測；采用電容測溫，電容具有不受磁場影響的特性，能夠適應(yīng)強磁場干擾環(huán)境條件；同時電容對溫度的靈敏度高，外形尺寸小且可根據(jù)需要制成各種形狀，從而能夠有效適應(yīng)變電站一次設(shè)備溫度檢測的復(fù)雜環(huán)境，適用性強；采用非接觸式測溫，不對設(shè)備產(chǎn)生損傷，集成度高，實施方便，成本低廉；可大幅地提高變電站一次側(cè)設(shè)備溫度巡檢效率、降低維護成本，保障用電安全。
[0023]以上實施例是對本實用新型的【具體實施方式】的說明，而非對本實用新型的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變換和變化而得到相對應(yīng)的等同的技術(shù)方案，因此所有等同的技術(shù)方案均應(yīng)該歸入本實用新型的專利保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種變電站一次設(shè)備無源溫度測量傳感器，其特征在于:包括射頻接收電路、溫度傳感電路、數(shù)字邏輯電路和存儲器； 所述的射頻接收電路包括耦合元件、整流電路、穩(wěn)壓電路和調(diào)制解調(diào)電路；耦合元件與調(diào)制解調(diào)電路雙向信號電連接；整流電路與耦合元件電連接；穩(wěn)壓電路與整流電路電連接；溫度傳感電路包括電容測溫電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器；模數(shù)轉(zhuǎn)換器與電容測溫電路信號電連接；數(shù)字邏輯電路包括邏輯控制器和編解碼器；編解碼器與邏輯控制器雙向信號電連接；數(shù)字邏輯電路的編解碼器與射頻接收電路的調(diào)制解調(diào)電路雙向信號電連接；存儲器與溫度傳感電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換器信號電連接；存儲器與數(shù)字邏輯電路的邏輯控制器雙向信號電連接; 所述的射頻接收電路為一種僅響應(yīng)與耦合元件固有頻率相同或接近的激勵信號、利用聲表面波耦合元件的頻率選擇性感知被測設(shè)備的溫度的電路； 所述的電容測溫電路為一種根據(jù)電容電橋原理對電容-溫度特性進行測量、再將電容量和溫度的關(guān)系進行對應(yīng)、輸出與溫度相對應(yīng)的信號的電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站一次設(shè)備無源溫度測量傳感器，其特征在于:所述的存儲器內(nèi)存儲的信息采用ID編碼結(jié)構(gòu)，包括所測量的變電站一次設(shè)備的設(shè)備ID，傳感器ID和測量信息。
【文檔編號】G01K7/34GK203489999SQ201320614984
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】褚國偉, 虞堅陽, 范忠, 杜思思 申請人:江蘇省電力公司常州供電公司, 江蘇省電力公司, 國家電網(wǎng)公司