[发明专利]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

说明书

技术领域

    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

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： 

（1）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。

（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。

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1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

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。

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。

具体地，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。

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。

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。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）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。