无线测温装置和在线测温系统的制作方法

本实用新型涉及电力技术领域，特别是涉及一种无线测温装置和在测温系统。

背景技术：

电力能源在信息化不断发展的今天，已经广泛应用于各个领域。提供电力能源的各种电力基础设施广布各地，承担着各区域各领域的电能供给。其中，电站作为主要的基础建筑，其供给电能到可靠性关乎各区域各领域的生产和生活的基础保障。

电站中设置有各种各样的高压设备，如接线排、开关等，这些高压设备由于老化、松动等问题，较容易造成发热的问题。当发热温度较高的时，不仅需要停产检修，还有可能造成严重的事故。在高压设备中安装传感器进行温度监控、在巡检时利用红外线测温仪测温等，是传统的温度监控方式,存在着测温结果精确度低的问题。

技术实现要素：

基于此，有必要针对对于高压设备，传统的温度监控方式测温结果精确度低的问题，提供一种无线测温装置，和一种在线测温系统。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一方面，本实用新型实施例提供一种无线测温装置，包括声表面波温度传感器、信号接收模组、滤波模组和信号采集模组；所述声表面波温度传感器用于监测高压设备上测温点的温度，以及用于通信连接所述信号接收模组；

所述信号接收模组的信号输出端电连接所述滤波模组的信号输入端，所述滤波模组的信号输出端电连接所述信号采集模组的信号输入端，所述信号采集模组用于通信连接对所述高压设备进行温度监控的上位机。

在其中一个实施例中，所述滤波模组为声表面波滤波器。

在其中一个实施例中，还包括无线发送模块，所述无线发送模块的信号输入端电连接所述信号采集模组的信号输出端，所述无线发送模块用于通信连接所述上位机。

在其中一个实施例中，所述声表面波温度传感器的数量为至少两个，各所述声表面波温度传感器分别用于监测各高压设备上各测温点的温度，以及分别通信连接所述信号接收模组。

在其中一个实施例中，所述信号接收模组为接收天线。

在其中一个实施例中，所述接收天线的数量为至少两个，各所述接收天线分别通信连接各所述声表面波温度传感器,各所述接收天线的信号输出端均电连接所述滤波模组的信号输入端。

另一方面，还提供一种在线测温系统，包括上位机和所述的无线测温装置。

在其中一个实施例中，还包括无线发送模块和无线接收模块；所述无线发送模块的信号输入端电连接所述信号采集模组的信号输出端，所述无线发送模块通信连接所述无线接收模块，所述无线接收模块的信号输出端电连接所述上位机。

在其中一个实施例中，所述无线发送模块包括4G通信模块、蓝牙模块或WIFI模块。

在其中一个实施例中，所述无线接收模块包括4G通信模块、蓝牙模块或WIFI模块。

上述技术方案中的其中一个技术方案具体如下技术效果：

通过声表面波温度传感器、信号接收模组、滤波模组和信号采集模组的测温结构设计，利用无源无线的声表面波温度传感器对高压设备进行温度在线检测，避免高压设备上常规传感器安装存在的风险，实现高压设备实时安全的温度监测。采用声表面波滤波器进行信号滤波，大幅提高测温结果的精确度。

附图说明

图1为第一实施例中无线测温装置的结构框图；

图2为一个实施例中的声表面波滤波器的结构示意图；

图3为一个实施例中的声表面波滤波器的信号通路示意图；

图4为第二实施例中无线测温装置的结构框图；

图5为一个实施例中在线测温系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的内容进行详细的描述说明。

在实现本实用新型技术方案的过程中，发明人发现采用传统的温度监控方式，无可避免地需要进行布线工作，以实现基本的测温器件部署。然而这也无可避免地会引入相应的低电压电源，给各传感器供电，以及将温度信号引出，如此会造成电位差，从而引发放电或更严重的后果，往往得不偿失。为了提高对高压设备的测温精度，克服传统的温度监控方式的附带缺陷：

请参阅图1，本实用新型实施例提供一种无线测温装置100，包括声表面波温度传感器12、信号接收模组14、滤波模组16和信号采集模组18。声表面波温度传感器12用于监测高压设备上测温点的温度，以及用于通信连接信号接收模组14。信号接收模组14的信号输出端电连接滤波模组16的信号输入端。滤波模组16的信号输出端电连接信号采集模组18的信号输入端。信号采集模组18用于通信连接对高压设备进行温度监控的上位机。

可以理解，声表面波温度传感器12可以是已有的各种型号的声表面波温度传感器12，可以直接安装在高压设备相应的测温点上，实现对高压设备上测温点的温度监测。信号接收模组14用于接收声表面波温度传感器12回传的温度信号并传输到滤波模组16，可以是本领域中具备声波信号接收功能的常规信号接收器件。滤波模组16用于对温度信号进行信号滤波，去除温度信号中的噪声信号。滤波模组16可以是本领域的各种常规信号滤波器件,例如各种可以通过有效信号(也即处于有效频率范围信号)，滤除干扰信号(也即不在有效频率范围内的信号)的信号滤波器。信号采集模组18用于采集声表面波温度传感器12回传的、经过滤波后的温度声波信号，并从温度声波信号中检出包含的温度信息，以便上送上位机，可以是本领域中各种常规的信号采集器。上位机可以是设置在管辖区域的供电管理中心的监控终端，可以对管辖区内各电站内的所有高压设备进行温度监控。

具体的，声表面波温度传感器12可以实时将监测得到的、高压设备测温点处的温度，以声波的形式将温度信号向周围空间发射。信号接收模组14接收到温度信号后传输到滤波模组16。滤波模组16从而可以对温度信号进行滤波，并输出滤波后的温度信号到信号采集模组18。信号采集模组18接收到该温度信号后，可以对温度信号进行分析计算，得到对应于该温度信号的温度值。信号采集模组18对温度信号进行分析计算的方式，可以是本领域常规的信号采集器所利用的常规分析计算方式，本说明书中不做限定。

如此，通过声表面波温度传感器12可以直接获得高压设备测温点处的温度，无需对声表面波温度传感器12进行布线。通过滤波模组16对温度信号进行滤波后输出，滤除温度信号中，由于高压设备所处的复杂电磁环境引入的环境噪声信号，从而可以大大提高信号采集模组18所得的温度值的精确度。实现有效避免高压设备上常规传感器安装存在的风险，实现高压设备实时安全的温度监测，同时大幅提高测温结果的精确度的目的。

在其中一个实施例中，声表面波温度传感器12的数量可以包含至少两个，各声表面波温度传感器12分别用于监测各高压设备上各测温点的温度，以及分别通信连接信号接收模组14。可以理解，不同的高压设备，需要进行温度监测的部位可以不少于两处，因此，声表面波温度传感器12可以设置不少于两个，从而覆盖各高压设备上，各测温点的温度监测，实现高压设备的准确和全面的温度监测，提高温度监测结果的可靠性。

在其中一个实施例中，声表面波温度传感器12可以通过抱箍或螺栓压紧的方式装设在高压设备的测温点上，从而使声表面波温度传感器12和高压设备之间紧密连接，达到两者之间不存在电压差的效果。如此，可以快捷部署到各高压设备上，无需对高压设备进行结构调整即可实现安装应用，无线测温装置100适用性好。

在其中一个实施例中，声表面波温度传感器12较还可以通过卡接或一体化安装的方式装设在高压设备的测温点上。例如在高压设备制造成形时，在各测温点上设置相应的卡位，从而方便各声表面波温度传感器12卡接到相应的卡位，实现快捷部署；或者直接在高压设备的各测温点上将各声表面波温度传感器12一同嵌入。如此，可以有效实现，高压设备装机运行时，快速实现实时的温度监测，提高测温效率。

请参阅图2和图3，在其中一个实施例中，滤波模组16为声表面波滤波器。可以理解，声表面波滤波器的常规结构及工作过程为：在压电基片40上制作2个叉指环能器(IDT)组成输入、输出端口的四端网络，当在第一叉指环能器42上加一个交变信号，由于逆压电效应，压电基片40表面上激励出与第一叉指环能器42电极周期相等的声表面波，向两边传播。当经过第二叉指环能器44时，由于正压电效应，第二叉指环能器44将声信号转换成与其叉指周期同步的电信号，并可从接在第二叉指环能器44与地端之间的负载上取出。由于第二叉指环能器44的每对指条均是一个延迟线抽头，所以第二叉指环能器44的脉冲响应基本上是第一叉指环能器42空间的像。第二叉指环能器44由n(常数)个各自独立的延迟抽头D组成，每个抽头均由系数An进行加权。信号通过一定数量的延迟并将延迟信号进行叠加而实现滤波，如图3所示。抽头对应压电基片40上第二叉指环能器44指条的位置，系数An对应为第二叉指环能器44指条的加权系数，也即对应指条信号的叠加计算的占比。

具体的，通过采用本领域中技术较为成熟的声表面波滤波器对输入的温度信号进行滤波，可以有效保障对温度信号的准确滤波效果，检出其中的测温点的温度信号并送入信号采集模组18，从而达到大幅提高测温精确度的效果。通过采用技术较为成熟的声表面波滤波器，还可以有效降低无线测温装置100的建设成本。

请参阅图4，在其中一个实施例中，还包括无线发送模块19。无线发送模块19的信号输入端电连接信号采集模组18的信号输出端。无线发送模块19用于通信连接上位机。

可以理解，上述实施例中，信号采集模组18与上位机之间可以通过通信线缆连接的方式，实现数据传输。在本实施了中，无线发送模块19可以是用于向上位机通过无线的方式发送信号的各种常规无线电通信模块，例如是常规的无线电信号发送模块，只要能够实现信号采集模组18与上位机之间数据的无线传输即可。信号采集模组18可以通过但不限于RS485总线连接到无线发送模块19，以传输需要上送的数据。信号采集模组18与上位机之间可以是直接的通信连接，可以是间接的通信连接，只要能够实现前述的无线传输即可。

如此，通过无线发送模块19可以实现信号采集模组18与上位机之间的无线通信，减少无线测温装置100的布线成本。

在其中一个实施例中，信号接收模组14为接收天线。可以理解，无线测温装置100中的信号接收模组14为接收天线。接收天线设置在声表面波温度传感器12的信号辐射范围内即可，以便有效接收到声表面波温度传感器12发射的温度信号，例如安装在高压设备所在的设备间内的墙壁或天花板上。一个接收天线可以收集设定数量的声表面波温度传感器12发射的温度信号，具体数量由声表面波温度传感器12的设计规格确定。

具体的，接收天线收集各声表面波温度传感器12发射温度信号后，传输到声表面波滤波器进行滤波。通过采用接收天线作为信号接收模组14，可以实现同时接收多个声表面波温度传感器12的温度信号，可扩展性强，从而可以提升信号接收效率同时，利于降低无线测温装置100的建设成本。

在其中一个实施例中，各接收天线可以通过RS485总线与声表面波滤波器连接。可以理解，各接收天线可以在收集温度信号后，通过RS485总线将温度信号送至声表面波滤波器，以便声表面波滤波器对输入的温度信号进行滤波。如此，可以确保温度信号的高效传输同时，通过采用技术成熟的RS485总线，提高无线测温装置100的可靠性。

在其中一个实施例中，接收天线的数量为至少两个。各接收天线分别通信连接各声表面波温度传感器12。各接收天线的信号输出端均电连接滤波模组16的信号输入端。可以理解，若声表面波温度传感器12的安装数量，超过一个接收天线所能接收、分辨温度信号的总数量，则可以通过增加接收天线数量方式，例如在声表面波滤波器的输入端，增加一路连接线到新增的接收天线，扩展对温度信号的接收数量。例如，若一个接收天线可以接收8个声表面波温度传感器12的温度信号。那么，当声表面波温度传感器12的安装数量超过8个，但总数量仍在16个以内时，则可以加装一个接收天线，来满足对各个声表面波温度传感器12的信号接收需求。当声表面波温度传感器12的安装数量超过16个，但总数量仍在24个以内时，可以安装3个接收天线，来满足对各个声表面波温度传感器12的信号接收需求。对于其他数量的声表面波温度传感器12，可以同理理解。

如此，通过对接收天线的扩展，可以有效提升无线测温装置100的信号处理容量，提高无线测温装置100对高压设备的覆盖面，无需另行部署另一套测温装置，降低无线测温装置100的建设成本。

在其中一个实施例中，声表面波滤波器可以不少于两个，各声表面波滤波器的信号输入端分别电连接各接收天线，各声表面波滤波器的信号输出端均电连接信号采集模组18的信号输入端。

具体的，声表面波滤波器也可以根据接收天线的扩展数量，进行适应性的扩展，以满足各接收天线输入的温度信号的滤波处理。通过对声表面波滤波器的扩展，实现无线测温装置100的温度滤波处理能力，提高测温效率。

请参阅图5，本实用新型还提供一种在线测温系统200，包括上位机20和上述的无线测温装置100。

具体的，在线测温系统200中，声表面波温度传感器12可以实时将监测得到的、高压设备测温点处的温度，以声波的形式将温度信号向周围空间发射。信号接收模组14接收到温度信号后传输到滤波模组16。滤波模组16从而可以对温度信号进行滤波，并输出滤波后的温度信号到信号采集模组18。信号采集模组18接收到该温度信号后，可以对温度信号进行分析计算，得到对应于该温度信号的温度值。信号采集模组18对温度信号进行分析计算的方式，可以是本领域常规的信号采集器所利用的常规分析计算方式，本说明书中不做限定。进而，信号采集模组18将得到的温度值发送到上位机20。上位机20从而可以根据接收到的温度值，对该温度值对应的测温点进行在线温度监控。例如当测温点的温度值高于设定的温度阈值时，发出报警提示，以提醒运维人员及时处理。上位机20还可以将所得的温度值存储记录，以便对测温点进行连续的温度监控，方便进行温度预测。

如此，通过声表面波温度传感器12可以直接获得高压设备测温点处的温度，无需对声表面波温度传感器12进行布线。通过滤波模组16对温度信号进行滤波后输出，大幅滤除温度信号中，由于高压设备所处的复杂电磁环境引入的环境噪声信号，进而将得到的温度信号通过信号采集模组18处理后，得到温度信息上送上位机20，从而可以大大提高信号采集模组18所得温度信息的精确度。实现有效避免高压设备上常规传感器安装存在的风险，实现高压设备实时安全的温度监测，同时大幅提高测温结果精确度的目的，降低对高压设备的运维成本。

在其中一个实施例中，还包括无线发送模块19和无线接收模块22。无线发送模块19的信号输入端电连接信号采集模组18的信号输出端，无线发送模块19通信连接无线接收模块22，无线接收模块22的信号输出端电连接上位机20。

可以理解，无线接收模块22用于上位机20与信号采集模组18之间的通信，以便接收信号采集模组18经过无线发送模块19发送的温度值，并送入上位机20。无线接收模块22也可以通过但不限于RS485总线与上位机20连接，实现数据的传输。无线接收模块22也可以是常规的无线电通信模块，例如是常规的无线电信号接收模块，只要能够实现信号采集模组18与上位机20之间的无线传输即可。上述实施例中，信号采集模组18与上位机20之间可以通过通信线缆连接的方式，实现数据传输。在本实施了中，可以采用无线发送模块19和无线接收模块22，实现无线通信。

如此，通过无线发送模块19和无线接收模块22，可以实现信号采集模组18与上位机20之间的无线通信，减少在线测温系统200的布线成本。

在其中一个实施例中，无线发送模块19包括4G通信模块、蓝牙模块或WIFI模块。可以理解，上述各实施例中，在线测温系统200可以优选地采用本领域常规的无线电发送模块来实现信号采集模组18和上位机20之间的无线通信。在本实施例中，无线发送模块19可以采用4G通信模块来实现信号采集模组18和上位机20之间的无线通信，也可以采用蓝牙模块或者WIFI模块。4G通信模块、蓝牙模块或WIFI模块技术成熟，通信效率更高，可以有效提高在线测温系统200的数据传输效率和系统稳定性。

在其中一个实施例中，无线接收模块22包括4G通信模块、蓝牙模块或WIFI模块。可以理解，上述各实施例中，在线测温系统200可以优选地采用本领域常规的无线电接收模块来实现信号采集模组18和上位机20之间的无线通信。在本实施例中，无线接收模块22可以采用4G通信模块来实现信号采集模组18和上位机20之间的无线通信，也可以采用蓝牙模块或者WIFI模块。4G通信模块、蓝牙模块或WIFI模块技术成熟，通信效率更高，可以有效提高在线测温系统200的数据传输效率和系统稳定性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。