[發明專利]基于聲表面波的感應取能式溫度傳感器

無效

• 申請號: 201410593023.8
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN104266776A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 齊有武;翟益成;薛振華
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網山西省電力公司大同供電公司
• 主分類號: G01K11/22
• 分類號: G01K11/22
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本發明涉及變電站溫度參數傳感檢測設備，具體為一種基于聲表面波的感應取能式溫度傳感器。

背景技術

溫度是表征電力一次設備運行正常的一個重要參數。尤其是一次設備的開斷接觸點，由于設備制造、受環境污染、觸點氧化、電弧沖擊等原因造成接觸電阻增大，在運行時往往不斷發熱，溫度不斷上升，給設備安全運行埋下隱患，如果不及時發現，容易導致起火或爆炸，造成大量財產損失。另外，隨著我國國民經濟的持續快速發展，電力需求也急劇增長，為了滿足用電需求，導致變電站的開關等高壓設備長期運行在極限狀態，過負荷運行也會導致一次設備的發熱及過熱，如：變電站開關、母線、接頭發熱等，這一現象在負荷增長較快的地區顯得尤為普遍。這些情況如不及時得到監控，及時處理，都將發生不可預測的大事故。

雖然在線監測裝置在電網內應用越來越多，但由于很多裝置在技術上并不十分成熟，其運行穩定性較差，功能也有待完善，實際應用情況表明，早期的監測裝置多存在設計不合理、原理不準確等問題，所以對于溫度傳感檢測，需要綜合考慮新工藝和新技術進行改進和完善，提高其穩定性和準確性，確保傳感器等重要部件的自身質量和現場測量中的可靠性，才能提高在線監測的效果。

與此同時，大量在線監測的傳感裝置被分散應用，其供電技術存在很大的局限性，若采用電池供電，則電池本身在高電壓和強電磁環境中存在安全隱患；在有限的電池電量供應前提下，數據實時性較差；定期更換的維護成本巨大；若采用CT感應取電，則感應取電裝置體積較大，在狹小的空間內安裝困難；安裝過程繁瑣，時間周期長；母線電流的實時變化造成供電系統出現沖擊而損壞，同時變電站復雜的電磁干擾也會直接導致電路工作異常，測溫裝置易損耗，安全性、可靠性較低。

發明內容

本發明為了解決現有的溫度監測裝置不完善的問題，提供了一種基于聲表面波的感應取能式溫度傳感器。

本發明是采用如下技術方案實現的：基于聲表面波的感應取能式溫度傳感器，包括設于線路上的溫度采集端，溫度采集端具體為聲表面波溫度傳感器，溫度采集端連接到分析顯示端，分析顯示端連出有通信接口，溫度采集端、分析顯示端和通信接口均連接到供電裝置，供電裝置包括感應取能裝置、整流穩壓電路和蓄電池。

感應取能裝置為電場能集能裝置，是用平板電容器置于交變電場中，其兩端感應出電流電壓，將電場能轉換為電能，向負載進行供電；整流穩壓電路通過集成一個低損耗整流器和一個高效率降壓型轉換器，通過收集高壓設備耦合能量，然后將這種能量轉換成輸出，為傳感器、數據處理及通信接口提供能量；溫度采集端為聲表面波溫度傳感器，它負責接收探詢射頻信號，并轉化為聲表面波沿壓電基片傳播，受被測量（溫度）變化的影響聲表面波的諧振頻率會發生改變，從而返回帶溫度信息的傳感信號到溫度采集端的芯片；分析顯示端提供濾波、放大、下變頻、發送頻率控制等功能，將傳感器采集的信號轉換成可直接處理的數字信號；對外通信接口可以完成單臺設備內部傳感器到后臺采集控制器的數據通信功能，實現電力設備在線監測裝置高低電位之間的無線安全隔離。

聲表面波溫度傳感器采用無源無線的數據采集和傳輸方式，無需使用電池，也不需要在高低電位之間連接電纜，因此具有極高的安全性，非常適用于在高壓、強電磁環境中工作，傳感器的分析顯示端，負責統一進行溫度信息的采集、分析、存儲管理、溫度告警、數據轉發、參數設置及協議轉換，不僅能通過顯示視窗實時顯示溫度信息，還可以支持IEC?61850等標準協議，方便、直接地接入后臺監控系統。

上述聲表面波溫度傳感器和感應取能裝置為現有產品，其電路設計和控制方式為本領域技術人員容易實現的。

本發明的有益效果如下：本發明利用聲表面波溫度傳感技術和感應取能技術實現了無源無線溫度監測，本發明無需使用任何電子元器件，避免了因電子元器件質量及壽命導致裝置工作可靠性低的問題，其使用壽命可與被監測設備同壽命。既保障了在線監測裝置可持續穩定的對主設備進行狀態監測，同時也避免了因在線監測裝置可靠性問題對主設備的運行維護產生不良影響，具有極高的安全性，非常適用于在高壓、強電磁環境中工作。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖中：1-溫度采集端，2-分析顯示端，3-通信接口，4-感應取能裝置，5-整流穩壓電路，6-蓄電池。

具體實施方式