[实用新型]无线无源式温度实时监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及温度实时监测领域，具体涉及高压设备温度实时监测领域。

背景技术

目前，公知的变电站和发电厂的高压开关柜、母线接头和室外刀闸开关等重要的设备，在长期运行过程中，开关的触点和母线连接等部位因老化或接触电阻过大而发热，这些发热部位的温度如果无法实时监测，将可能最终导致火灾和大面积的停电事故的发生。

解决设备运行过程中的过热问题是杜绝此类事故发生的关键，因此，实现温度在线监测是保证高压设备安全运行的重要手段。而现有的各种测温手段都有各自的问题和缺点不能很好满足现场的需要，

1.常规测温方式

常规的热电偶、热电阻、半导体声表面波传感器等测温方式，需要金属导线传输信号，绝缘性能不能保证。

2.光纤测温

光纤声表面波传感器采用光导纤维传输温度信号，光导纤维具有优异的绝缘性能，能够隔离开关柜内的高压，因此光纤声表面波传感器能够直接安装到开关柜内的高压触点上，准确测量高压触点的运行温度，实现开关柜触点运行温度的在线监测。然而，光纤具有易折，易断、不耐高温等特性。积累灰尘后易导致光纤沿面放电从而使绝缘性降低，且受开关柜结构影响，在柜内布线难度较大。另外，光纤测温的成本也相对较高。

3.红外测温

红外测温为非接触式测温，易受环境及周围的电磁场干扰，另外开关柜内的空间非常狭小，无法安装红外测温探头（因为探头必须与被测物体保持一定的安全距离，并需要正对被测物体的表面），要求被测量点能够在视野内并无遮掩，并且表面干净以确保准确性。

4.有源无线测温

有源的无线声表面波传感器尺寸通常相对较大并且需经常更换电池，系统维护成本较高。同时，电池不适于在高温状态下工作，特别是高于150℃的工作环境。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有测温方式受限于开关柜的空间，并且需要电源驱动而造成的维护成本高和安装测温装置困难的问题，提供了无线无源式温度实时监测系统。

无线无源式温度实时监测系统，它包括声表面波传感器、温度采集器、温度主控终端和后台监测系统，所述声表面波传感器包括叉指换能器和压电介质，叉指换能器与压电介质的上表面黏贴在一起；声表面波传感器与被测物体表面固定连接，声表面波传感器的温度信号输出端与温度采集器的下行通信接口通过无线通信方式实现数据交互，温度采集器的上行通信接口与温度主控终端的下行通信接口通过CAN总线或无线通信方式实现数据交互，温度主控终端的上行通信接口通过串行RS485接口与后台监测系统的温度监测接口连接。

有益效果：本实用新型所应用的声表面波传感器采用被动感应方式，无需电池驱动，减少了电池更换带来的维护成本，同时，声表面波传感器体积小，与温度采集器之间采用无线传输数据方式进行数据交互，安装方便灵活，不受开关柜结构和空间的影响。

附图说明

图1为无线无源温度实时监测系统的原理示意图；

图2为声表面波传感器的原理示意图；

图3为具体实施方式五所述的音叉型声表面波传感器的结构示意图；

图4为具体实施方式六所述的捆绑型声表面波传感器的结构示意图；

图5为具体实施方式七所述的环形声表面波传感器的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一、按照图1和图2说明本具体实施方式，无线无源式温度实时监测系统，它包括声表面波传感器1、温度采集器2、温度主控终端3和后台监测系统4，声表面波传感器1与被测物体表面固定连接，声表面波传感器1的温度信号输出端与温度采集器2的下行通信接口通过无线通信方式实现数据交互，温度采集器2的上行通信接口与温度主控终端3的下行通信接口通过CAN总线或无线通信方式实现数据交互，温度主控终端3的上行通信接口通过串行RS485接口与后台监测系统4的温度监测接口连接。

工作原理：声表面波传感器1包括叉指换能器和压电介质，叉指换能器与压电介质的上表面黏贴在一起，温度采集器2向声表面波传感器1发射射频脉冲信号，该射频脉冲信号的频率与声表面波传感器1预设的频率相同，该脉冲信号被声表面波传感器1的压电介质接收后，通过叉指换能器在压电介质表面激活频率随声表面波传感器1本身温度的变化而变化的表面波，叉指换能器再将该表面波的频率震荡转化成射频脉冲信号，通过声表面波传感器1的压电介质将转化的射频脉冲信号反射给温度采集器2，温度采集器2将反射的射频脉冲信号解析成温度信息后发送给温度主控终端3，温度主控终端3对接收的温度信息进行存储，并将该温度信息通过RS485发送给后台监测系统4进行温度监测。