基于声表面波的感应取能式温度传感器的制造方法
【专利摘要】本发明具体为一种基于声表面波的感应取能式温度传感器，解决了现有的温度监测装置不完善的问题。基于声表面波的感应取能式温度传感器，包括设于线路上的温度采集端，温度采集端具体为声表面波温度传感器，温度采集端连接到分析显示端，分析显示端连出有通信接口，温度采集端、分析显示端和通信接口均连接到供电装置，供电装置包括感应取能装置、整流稳压电路和蓄电池。本发明既保障了在线监测装置可持续稳定的对主设备进行状态监测，同时也避免了因在线监测装置可靠性问题对主设备的运行维护产生不良影响，具有极高的安全性，非常适用于在高压、强电磁环境中工作。
【专利说明】 基于声表面波的感应取能式温度传感器
【技术领域】
[0001]本发明涉及变电站温度参数传感检测设备，具体为一种基于声表面波的感应取能式温度传感器。
【背景技术】
[0002]温度是表征电力一次设备运行正常的一个重要参数。尤其是一次设备的开断接触点，由于设备制造、受环境污染、触点氧化、电弧冲击等原因造成接触电阻增大，在运行时往往不断发热，温度不断上升，给设备安全运行埋下隐患，如果不及时发现，容易导致起火或爆炸，造成大量财产损失。另外，随着我国国民经济的持续快速发展，电力需求也急剧增长，为了满足用电需求，导致变电站的开关等高压设备长期运行在极限状态，过负荷运行也会导致一次设备的发热及过热，如:变电站开关、母线、接头发热等，这一现象在负荷增长较快的地区显得尤为普遍。这些情况如不及时得到监控，及时处理，都将发生不可预测的大事故。
[0003]虽然在线监测装置在电网内应用越来越多，但由于很多装置在技术上并不十分成熟，其运行稳定性较差，功能也有待完善，实际应用情况表明，早期的监测装置多存在设计不合理、原理不准确等问题，所以对于温度传感检测，需要综合考虑新工艺和新技术进行改进和完善，提高其稳定性和准确性，确保传感器等重要部件的自身质量和现场测量中的可靠性，才能提高在线监测的效果。
[0004]与此同时，大量在线监测的传感装置被分散应用，其供电技术存在很大的局限性，若采用电池供电，则电池本身在高电压和强电磁环境中存在安全隐患；在有限的电池电量供应前提下，数据实时性较差；定期更换的维护成本巨大；若采用CT感应取电，则感应取电装置体积较大，在狭小的空间内安装困难；安装过程繁琐，时间周期长；母线电流的实时变化造成供电系统出现冲击而损坏，同时变电站复杂的电磁干扰也会直接导致电路工作异常，测温装置易损耗，安全性、可靠性较低。
【发明内容】
[0005]本发明为了解决现有的温度监测装置不完善的问题，提供了一种基于声表面波的感应取能式温度传感器。
[0006]本发明是采用如下技术方案实现的:基于声表面波的感应取能式温度传感器，包括设于线路上的温度采集端，温度采集端具体为声表面波温度传感器，温度采集端连接到分析显示端，分析显示端连出有通信接口，温度采集端、分析显示端和通信接口均连接到供电装置，供电装置包括感应取能装置、整流稳压电路和蓄电池。
[0007]感应取能装置为电场能集能装置，是用平板电容器置于交变电场中，其两端感应出电流电压，将电场能转换为电能，向负载进行供电；整流稳压电路通过集成一个低损耗整流器和一个高效率降压型转换器，通过收集高压设备耦合能量，然后将这种能量转换成输出，为传感器、数据处理及通信接口提供能量；温度采集端为声表面波温度传感器，它负责接收探询射频信号，并转化为声表面波沿压电基片传播，受被测量(温度)变化的影响声表面波的谐振频率会发生改变，从而返回带温度信息的传感信号到温度采集端的芯片；分析显示端提供滤波、放大、下变频、发送频率控制等功能，将传感器采集的信号转换成可直接处理的数字信号；对外通信接口可以完成单台设备内部传感器到后台采集控制器的数据通信功能，实现电力设备在线监测装置高低电位之间的无线安全隔离。
[0008]声表面波温度传感器采用无源无线的数据采集和传输方式，无需使用电池，也不需要在高低电位之间连接电缆，因此具有极高的安全性，非常适用于在高压、强电磁环境中工作，传感器的分析显示端，负责统一进行温度信息的采集、分析、存储管理、温度告警、数据转发、参数设置及协议转换，不仅能通过显示视窗实时显示温度信息，还可以支持IEC61850等标准协议，方便、直接地接入后台监控系统。
[0009]上述声表面波温度传感器和感应取能装置为现有产品，其电路设计和控制方式为本领域技术人员容易实现的。
[0010]本发明的有益效果如下:本发明利用声表面波温度传感技术和感应取能技术实现了无源无线温度监测，本发明无需使用任何电子元器件，避免了因电子元器件质量及寿命导致装置工作可靠性低的问题，其使用寿命可与被监测设备同寿命。既保障了在线监测装置可持续稳定的对主设备进行状态监测，同时也避免了因在线监测装置可靠性问题对主设备的运行维护产生不良影响，具有极高的安全性，非常适用于在高压、强电磁环境中工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明的结构示意图；
图中:1_温度采集端，2-分析显示端，3-通信接口，4-感应取能装置，5-整流稳压电路，6-蓄电池。
【具体实施方式】
[0012]基于声表面波的感应取能式温度传感器，包括设于线路上的温度采集端1，温度采集端I具体为声表面波温度传感器，温度采集端I连接到分析显示端2，分析显示端2连出有通信接口 3，温度采集端1、分析显示端2和通信接口 3均连接到供电装置，供电装置包括感应取能装置4、整流稳压电路5和蓄电池6。
[0013]声表面波无源传感技术，实现高压隔离，安全性极高；无源温度传感器体积小，与采集器之间数据无线传输，安装方便灵活，不受设备结构和空间影响；传感器无需使用电池，安装成功后基本无需维护；测温装置不受灰尘、电磁场等环境因素影响，可长期稳定工作；无线射频信号具有一定的穿透绕射能力，可广泛用于测量可视范围内及存在障碍物的各种物体温度；无源的工作方式不受能量限制，可以较高的频率进行温度信息的采集，数据实时性高。
[0014]将感应取能技术应用于传感装置中，一方面，减少了供源的复杂度和困难度，能够合理利用资源，另一方面，在感应取能的供电单元中加入整流器、降压器、蓄电池以及稳压电路，能够有效避免输电线路在大电流下取能单元吸取能量过剩而烧损电源电路，减小电源的发热量，并将多余的吸取能量进行有效储存，并能够避免输电线路电流为小电流或者断电的情况下而导致监测设备的供电不足，保证取能电源能够向监测设备输出稳定的直流电，保证监测设备持久稳定运行；并且能够防止取能单元饱和，且使取能单元能够发出瞬时大功率，增强取能电源带负载能力以及适应能力。
[0015]传感装置的能量采集设计、功率放大设计以及蓄电池充放电的控制设计；其中，由于装置的能量采集是通过集成一个低损耗、整流器和一个高效率降压型转换器，，能量采集模块为直接对电压波形整流以及在一个外部存储电容器中存储所采集的能量而设计，同时通过一个内部并联稳压器消耗任何过多的功率。功率放大器前端是电压放大器，OTL电路由前端输入信号，后端为输出信号。充放电控制采用由IGBT组成的电路来产生大功率正弦信号，该信号经升压变压器升压及高压串联谐振电路放大后，电压等级可达高压、超高压、特高压级别，频率控制主要由三相不可控整流电路，H桥逆变电路，输出滤波器，串联谐振电路组成。
【权利要求】
1.一种基于声表面波的感应取能式温度传感器，其特征在于:包括设于线路上的温度采集端(I )，温度采集端(I)具体为声表面波温度传感器，温度采集端(I)连接到分析显示端(2)，分析显示端(2)连出有通信接口(3)，温度采集端(I)、分析显示端(2)和通信接口(3 )均连接到供电装置，供电装置包括感应取能装置(4 )、整流稳压电路(5 )和蓄电池(6 )。
【文档编号】G01K11/22GK104266776SQ201410593023
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】齐有武, 翟益成, 薛振华 申请人:国家电网公司, 国网山西省电力公司大同供电公司