一种基于无线双频耦合技术的无源声表面波温度测温方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于无线双频耦合技术的无源声表面波温度测温方法。包括步骤:（1）采集器按照传感器地址列表，以固定的探测时间间隔向安装于附近待测设备上的传感器发出频率为2.4GHz的温度探测信号；（2）传感器接收到温度探测信号后，将其由2.4GHz转化为433MHz以提取其中的传感器地址信息，对是否进行温度检测进行判断，若检测温度则将检测到的温度信息发送给采集器；（3）采集器在固定的等待时间间隔内接收传感器的反馈信号，对信号中携带的温度信息进行解析以获取温度信息。本发明充分利用2.4G频率无线信号的传输速率高、穿透力强、抗干扰能力强等特点，能有效抑制电磁干扰、污秽、湿度等环境因素的干扰，实现全天候的温度在线监测。
【专利说明】一种基于无线双频耦合技术的无源声表面波温度测温方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于无线双频耦合技术的无源声表面波温度测温方法，属于电力高压设备金属导体温度监测【技术领域】。
【背景技术】
[0002]基于无源无线传感器的温度传感系统具有长期免维护、敏感精度高、响应时间快、温度适用范围宽、体积小等特点，已在变电站开关柜应用中显示了独特的技术优点。典型地，此类系统使用声表面波传感器，而目前已有多种此类传感器。例如，反射式脉冲信号传感器，遥测装置发出的无线脉冲信号被传感器天线接收并驱动叉指换能器产生射频声表面波，该声波脉冲被发射器反射并通过换能器及天线反向发射至遥测装置，而遥测装置通过检测反射延时变化提取温度等敏感量；还有使用连续波信号的振荡器传感器，遥测装置使用无线连续正弦波照射检测传感器，并检测回波信号的幅度变化，借由幅度频谱的零陷或峰值的变迁测量温度变化。这两类传感模式均存在显著的局限，说明如下:
(I)传感器为无源无线的工作方式，使用频率为433MHZ的无线信号，在工作过程中，相邻的传感器频率必须不同以避免互相干扰，而传感器的频率和时隙范围是固定的，由具体的芯片设计决定，在出厂后即无法改变。
[0003](2)传感器一旦接收到探测信号即会反射应答信号，一旦采集器的通信区内存在多个传感器，则均会应答，或一个通信区内存在多个邻近采集器，则所有传感器会同时响应各采集器的探测信号，从而干扰采集器的测量。
[0004]因此，使用上述无线传感器系统时，需要在电力高压设备内安装互不干扰的无线传感器，各传感器均工作在邻近的不重叠频点上。具体地，典型系统使用6至9个间距I至2MHz间距的无源无线传感器，占用至约20MHz带宽，已是ISM频段带宽上限。进一步讲，当多个设备并联时，无线信号会经由穿过各电力高压设备的无隔离的母线室的母排，导致邻近设备的各独立的无线测温系统间形成干扰，影响温度参数的提取，明显增加虚警和漏警风险。上述问题导致在现场安装时，局限性较大，限制遥测器天线的安装位置，急需研发一种有效地解决以上问题的方法。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种基于无线双频耦合技术的无源声表面波温度测温方法，主要解决现有无源无线传感器的安装导致邻近设备的各独立的无线测温系统间形成干扰，影响温度参数的提取，明显增加虚警和漏警风险的问题。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
一种基于无线双频耦合技术的无源声表面波温度测温方法，包括如下步骤:
(1)采集器按照传感器地址列表，以固定的探测时间间隔向安装于附近待测设备上的传感器发出频率为2.4GHz的温度探测信号；
(2)传感器接收到采集器发出的频率为2.4GHz的温度探测信号后，经过一次双频耦合过程，将温度探测信号频率由2.4GHz转化为433MHz以提取其中的传感器地址信息，对是否进行温度检测进行判断，若检测温度则将检测到的温度信息转化成频率为2.4GHz的反馈信号发送给采集器；
(3 )采集器在固定的等待时间间隔内接收传感器的反馈信号，对信号中携带的温度信息进行解析以获取温度信息；
所述传感器为声表面波传感器。
[0007]具体地，所述步骤(I)中，采集器内部存储一个传感器地址列表，按照该列表中的传感器地址顺序，将地址信息嵌入到温度探测信号中逐个发送。
[0008]进一步地，所述步骤(2)中，每个传感器被分配一个独立的地址，在接收到温度探测信号时，对是否进行温度检测进行判断，具体判断过程为:
若温度探测信号所含的地址信息与自身地址对应则立即对待测设备进行温度检测，若不对应则保持等待状态。
[0009]再进一步地，所述步骤(3)中，采集器每次探测获取到温度信息后，若该温度未超过报警阈值，则继续发送下一个地址的温度探测信号，若该温度超过报警阈值则发出报警，然后继续发送下一个地址的温度探测信号。
[0010]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
(I)本发明采用声表面波传感器进行电力高压设备内部高压导体运行温度的在线监测，充分利用2.4G频率无线信号的传输速率高、穿透力强、抗干扰能力强等特点，声表面波传感器本身采用全密封多腔体屏蔽设计，具有极强的电磁兼容性和抗干扰能力。
[0011](2)本发明采集器发出的温度探测信号中包含传感器地址信息，则传感器依据该地址信息，在检测以前需对是否进行温度检测进行判断，并配有独特的双频耦合技术，对
2.4G和433M的频率信号实现双向转换，能有效抑制电磁干扰、污秽、湿度等环境因素的干扰，实现全天候的温度在线监测，安装后不影响原有设备的绝缘性能，在保证电力高压设备内部绝缘性能的前提下，实现运行温度的在线监测。
[0012](3)本发明为实时在线监测，其实时报警功能可对电力高压设备内部故障进行有效的预防，避免出现大的事故，节约成本，同时也能有效预防因为安装所产生的安全隐患，无需破坏电力设备结构，不影响该设备原有性能，为电力高压设备内部高压导体运行温度的在线监测提供了可靠有效的手段，保证了电网的安全运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明的流程图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
[0015]本发明通过双频I禹合将原来的433MHz无线信号转化为2.4GHz信号，从而避开拥挤的低频段，充分利用2.4G频率无线信号的传输速率高、穿透力强、抗干扰能力强等特点，且传感器采用全密封多腔体屏蔽设计的声表面波传感器，具有极强的电磁兼容性和抗干扰能力，并配有独特的双频耦合技术，对2.4G和433M的频率信号实现双向转换，自动分配时隙和频段，使得各遥测装置在给定的通信时间和频率内工作，这样通过稍微增加系统复杂度，实现各遥测器可靠的采样频率。这样设计既能有效抑制电磁干扰、污秽、湿度等环境因素的干扰，实现全天候的温度在线监测，安装后不影响原有设备的绝缘性能，在保证电力高压设备内部绝缘性能的前提下，实现运行温度的在线监测。
实施例
[0016]如图1所示，一种基于无线双频耦合技术的无源声表面波温度测温方法，包括如下步骤:
(1)采集器按照传感器地址列表，以固定的探测时间间隔，向安装于附近待测设备上的传感器发出频率为2.4GHz的温度探测信号，并在接下来的固定等待时间间隔内接收传感器的反馈信号；
(2)传感器接收到采集器发出的频率为2.4GHz的温度探测信号后，经过一次双频耦合过程，将温度探测信号频率由2.4GHz转化为433MHz以提取其中的传感器地址信息，若该地址信息与自身地址对应则立即对待测设备进行温度检测，并将检测到的温度信息转化成频率为2.4GHz的反馈信号发送给采集器；
(3)采集器在等待时间间隔内接收传感器的反馈信号，对信号中携带的温度信息进行解析以获取温度信息；
传感器采用声表面波传感器。
[0017]在本实施例中，步骤(I)中，采集器内部存储一个传感器地址列表，按照该列表中的传感器地址顺序，将地址信息嵌入到温度探测信号中逐个发送，因此每个温度探测信号中均包含不同的传感器地址信息，使其不同时间段内每个被发送的温度探测探测信号被不同的传感器接收处理。
[0018]对应地，在步骤(2)中，每个传感器则被分配一个独立的地址，当接收到含有该地址信息的温度探测信号时，则进行温度检测，若未接收到含有该地址信息的温度探测信号则保持等待状态。
[0019]在本发明中，还添加了实时报警功能，可对电力高压设备内部故障进行有效的预防，避免出现大的事故，具体在步骤(3)中，采集器每次探测获取到温度信息后，若该温度未超过报警阈值，则继续发送下一个地址的温度探测信号，若该温度超过报警阈值则发出报警，然后继续发送下一个地址的温度探测信号。
[0020]一种基于无线双频耦合技术的无源声表面波温度测温系统，包括采集器和传感器，采集器用于发送频率为2.4GHz的温度探测信号并接收传感器的反馈信号；传感器用于接收2.4GHz的温度探测信号，通过双频耦合过程将2.4GHz信号转化为433MHz的信号，进行温度检测并反馈带有温度信息的2.4GHz信号给采集器。
[0021]按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种基于无线双频耦合技术的无源声表面波温度测温方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)采集器按照传感器地址列表，以固定的探测时间间隔向安装于附近待测设备上的传感器发出频率为2.4如2的温度探测信号； (2)传感器接收到采集器发出的频率为2.46！！2的温度探测信号后，经过一次双频耦合过程，将温度探测信号频率由2.4如2转化为433册以提取其中的传感器地址信息，对是否进行温度检测进行判断，若检测温度则将检测到的温度信息转化成频率为2.4如2的反馈信号发送给采集器； (3)采集器在固定的等待时间间隔内接收传感器的反馈信号，对信号中携带的温度信息进行解析以获取温度信息； 所述传感器为声表面波传感器。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线双频耦合技术的无源声表面波温度测温方法，其特征在于，所述步骤(1)中，采集器内部存储一个传感器地址列表，按照该列表中的传感器地址顺序，将地址信息嵌入到温度探测信号中逐个发送。
3.根据权利要求2所述的一种基于无线双频耦合技术的无源声表面波温度测温方法，其特征在于，所述步骤(2)中，每个传感器被分配一个独立的地址，在接收到温度探测信号时，对是否进行温度检测进行判断，具体判断过程为: 若温度探测信号所含的地址信息与自身地址对应则立即对待测设备进行温度检测，若不对应则保持等待状态。
4.根据权利要求3所述的一种基于无线双频耦合技术的无源声表面波温度测温方法，其特征在于，所述步骤(3)中，采集器每次探测获取到温度信息后，若该温度未超过报警阈值，则继续发送下一个地址的温度探测信号，若该温度超过报警阈值则发出报警，然后继续发送下一个地址的温度探测信号。
【文档编号】G01K11/22GK104359585SQ201410744606
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年12月9日 优先权日:2014年12月9日
【发明者】曾德华, 吴立远, 毕建刚 申请人:中国电力科学研究院, 成都赛康信息技术有限责任公司