一种变电站一次设备无源温度测量传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种变电站一次设备无源温度测量传感器，包括射频接收电路、温度传感电路、数字逻辑电路和存储器；射频接收电路包括耦合元件、整流电路、稳压电路和调制解调电路；温度传感电路包括电容测温电路和模数转换器；数字逻辑电路包括双向信号电连接逻辑控制器和编解码器。射频接收电路仅响应与耦合元件固有频率相同或接近的激励信号、利用声表面波耦合元件的频率选择性感知被测设备的温度；电容测温电路根据电容电桥原理对电容-温度特性进行测量、再将电容量和温度的关系进行对应、输出与温度相对应的信。本实用新型采用无源温度测量技术、抗干扰性和适用性强、集成度高，实施方便，成本低廉。
【专利说明】一种变电站一次设备无源温度测量传感器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及变电站一次设备温度检测【技术领域】，具体涉及一种适用于变电站一次设备温度测量的无源温度测量传感器。
【背景技术】
[0002]每座变电站一次设备温度监测点均在500个以上，若按照规定的巡检周期人工巡检，其巡检量及记录数据量十分巨大，现有的温度测量技术不能满足日常巡检要求。目前变电站一次设备的温度测量方法主要有试温蜡片法、示温记录标签法、红外测温法或远红外摄像机测温、光纤测温法等。试温蜡片法在被监测点的温度超过试温片的融点后，试温片容易融化滴落，更换成本高；示温记录标签法具有超温后变色的颜色记录功能，但也需要人工定期巡查，工作量大；红外测温法由于红外设备容易受太阳光线影响造成温度测量误差，测量环境要求高，设备昂贵；光纤测温法采用分布式光纤传感器传送信号，光纤易弯易折，不能受到环境污染，否则影响绝缘。还有一些测温技术通常采用电池供电，安全稳定性差，会带来二次更换的问题。
[0003]随着新技术的发展，一种能够无源传输数据且具有一定寄存能力的无源传感器已经出现。根据相关文献报道，无源传感器是一种非接触自动识别技术演化而来的技术。一般设计就是将温度传感器安装在设备可能产生温升的位置，通过无源传感器与温度传感器连接将信号传输出去，体积大，使用不便。理想的解决方案是将温度传感器嵌入于无源传感器中，由于这样使芯片功耗较大，无法集成到无源芯片中，或者是受磁场影响较大，如热敏电阻，难以适应变电站这种强磁场、强干扰的工作环境。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是:克服现有技术的不足，提供一种集成度高、体积小、抗干扰能力强且不需要外加电源的变电站一次设备无源温度测量传感器，能够有效适用于变电站一次设备的温度测量，大幅提高巡检效率、降低维护成本。
[0005]本实用新型的技术方案是:本实用新型的变电站一次设备无源温度测量传感器，其结构特点是:包括:射频接收电路、温度传感电路、数字逻辑电路和存储器
[0006]上述的射频接收电路包括耦合元件、整流电路、稳压电路和调制解调电路；耦合元件与调制解调电路双向信号电连接；整流电路与耦合元件电连接；稳压电路与整流电路电连接；温度传感电路包括电容测温电路和模数转换器；模数转换器与电容测温电路信号电连接；数字逻辑电路包括逻辑控制器和编解码器；编解码器与逻辑控制器双向信号电连接；数字逻辑电路的编解码器与射频接收电路的调制解调电路双向信号电连接；存储器与温度传感电路的模数转换器信号电连接；存储器与数字逻辑电路的逻辑控制器双向信号电连接；
[0007]上述的射频接收电路为一种仅响应与耦合元件固有频率相同或接近的激励信号、利用声表面波耦合元件的频率选择性感知被测设备的温度的电路；[0008]上述的电容测温电路为一种根据电容电桥原理对电容-温度特性进行测量、再将电容量和温度的关系进行对应、输出与温度相对应的信号的电路。
[0009]进一步的方案是:上述的存储器内存储的信息采用ID编码结构，包括所测量的变电站一次设备的设备ID，传感器ID和测量信息。
[0010]本实用新型具有积极的效果:(I)本实用新型的变电站一次设备无源温度测量传感器，采用无源温度测量技术，无需电源，免去电池等电源二次更换问题，可实现对变电站一次设备温度的长期有效监测。(2)本实用新型的变电站一次设备无源温度测量传感器，采用电容测温，电容具有不受磁场影响的特性，能够适应强磁场干扰环境条件；同时电容对温度的灵敏度高，外形尺寸小且可根据需要制成各种形状，从而能够有效适应变电站一次设备温度检测的复杂环境，适用性强。(3)本实用新型的变电站一次设备无源温度测量传感器，采用非接触式测温，不对设备产生损伤，集成度高，实施方便，成本低廉。(4)本实用新型的变电站一次设备无源温度测量传感器，可大幅地提高变电站一次侧设备温度巡检效率、降低维护成本，保障用电安全。(5)本实用新型的变电站一次设备无源温度测量传感器，其射频接收电路仅响应与耦合元件固有频率相同或接近的激励信号，因而能够有效适应变电站复杂的电磁场使用环境。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的电路构成原理示意图，图中还显示了变电站一次设备；
[0012]图2为图1中的存储器内的信息编码结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
[0014](实施例1)
[0015]见图1，本实施例的变电站一次设备无源温度测量传感器，主要由射频接收电路、温度传感电路、数字逻辑电路和存储器组成。
[0016]射频接收电路主要由耦合元件、整流电路、稳压电路和调制解调电路组成。耦合元件一方面用于和电磁场耦合获得磁能，另一方面用于接收和发送相应频率的射频电磁波信号。整流电路用于将耦合元件传递的交变磁能转换成直流电压。稳压电路用于将整流电路输出的电压稳压后输出传感器的工作电源。调制解调电路用于对耦合元件接收到的射频信号进行解调以及用于将测量的温度信号进行调制后传输给耦合元件。耦合元件与调制解调电路双向信号电连接；整流电路与耦合元件电连接；稳压电路与整流电路电连接。射频接收电路仅响应与耦合元件固有频率相同或接近的激励信号、利用声表面波耦合元件的频率选择性感知被测设备的温度。
[0017]温度传感电路，主要包括电容测温电路和模数转换器。电容测温电路根据电容电桥原理，对电容-温度特性进行测量，再将电容量和温度的关系进行对应，输出与温度相对应的信号。电容测温电路的电容具有对温度灵敏度高，其电容量C随温度升高有显著变化，稳定性好，外形尺寸小且不受强磁场环境影响等优点。模数转换器，用于将电容测温电路传输的信号进行模/数信号转换。模数转换器与电容测温电路信号电连接。
[0018]数字逻辑电路主要由逻辑控制器和编解码器组成。逻辑控制器用于指令分配、执行以及存储器读取控制。编解码器用于信号的编码与解码，即解码由调制解调电路传输的命令信息，并将测量的温度信息编码后传输给调制解调电路进行信号的调制。编解码器与逻辑控制器双向信号电连接。
[0019]参见图2，存储器，用于存储标签信息及测量信息，以供读取和后续处理。存储器采用ID编码结构，包括所测量的变电站一次设备的设备ID，传感器ID和测量信息。
[0020]数字逻辑电路的编解码器与射频接收电路的调制解调电路双向信号电连接；存储器与温度传感电路的模数转换器信号电连接；存储器与数字逻辑电路的逻辑控制器双向信号电连接。
[0021]本实施例的变电站一次设备无源温度测量传感器的工作原理是:工作人员对变电站一次设备温度进行巡检时，通过配套的手持设备发射特定频率的无线信号，该无线信号通过电磁场空间耦合到本实施例的变电站一次设备无源温度测量传感器的射频接收电路中，射频接收电路将接收到的电磁波能量通过整流稳压转变成直流电源，以激活本实施例的变电站一次设备无源温度测量传感器的其他电路，同时调制解调电路将接收的诸如调取温度检测信息的命令解调后经编解码器传输给逻辑控制器；数字逻辑电路的逻辑控制器根据命令从存储器中调取检测的温度信息等数据，经编解码器编码送调制解调电路进行信号调制后，由耦合元件经内置天线将相应的温度等信息无线发送到巡检工作人员的手持设备上。
[0022]综上，本实施例的变电站一次设备无源温度测量传感器，采用无源温度测量技术，无需电源，免去电池等电源二次更换问题，可实现对变电站一次设备温度的长期有效监测；采用电容测温，电容具有不受磁场影响的特性，能够适应强磁场干扰环境条件；同时电容对温度的灵敏度高，外形尺寸小且可根据需要制成各种形状，从而能够有效适应变电站一次设备温度检测的复杂环境，适用性强；采用非接触式测温，不对设备产生损伤，集成度高，实施方便，成本低廉；可大幅地提高变电站一次侧设备温度巡检效率、降低维护成本，保障用电安全。
[0023]以上实施例是对本实用新型的【具体实施方式】的说明，而非对本实用新型的限制，有关【技术领域】的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本实用新型的专利保护范围。
【权利要求】
1.一种变电站一次设备无源温度测量传感器，其特征在于:包括射频接收电路、温度传感电路、数字逻辑电路和存储器； 所述的射频接收电路包括耦合元件、整流电路、稳压电路和调制解调电路；耦合元件与调制解调电路双向信号电连接；整流电路与耦合元件电连接；稳压电路与整流电路电连接；温度传感电路包括电容测温电路和模数转换器；模数转换器与电容测温电路信号电连接；数字逻辑电路包括逻辑控制器和编解码器；编解码器与逻辑控制器双向信号电连接；数字逻辑电路的编解码器与射频接收电路的调制解调电路双向信号电连接；存储器与温度传感电路的模数转换器信号电连接；存储器与数字逻辑电路的逻辑控制器双向信号电连接; 所述的射频接收电路为一种仅响应与耦合元件固有频率相同或接近的激励信号、利用声表面波耦合元件的频率选择性感知被测设备的温度的电路； 所述的电容测温电路为一种根据电容电桥原理对电容-温度特性进行测量、再将电容量和温度的关系进行对应、输出与温度相对应的信号的电路。
2.根据权利要求1所述的变电站一次设备无源温度测量传感器，其特征在于:所述的存储器内存储的信息采用ID编码结构，包括所测量的变电站一次设备的设备ID，传感器ID和测量信息。
【文档编号】G01K7/34GK203489999SQ201320614984
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】褚国伟, 虞坚阳, 范忠, 杜思思 申请人:江苏省电力公司常州供电公司, 江苏省电力公司, 国家电网公司