[发明专利]一种无线无源高压电网测温系统及方法

说明书

本发明公开了一种无线无源高压电网测温系统及方法，包括：读卡器、与所述读卡器的射频接口连接的若干天线，以及与所述读卡器通信的上位机；所述读卡器包括一次变频式接收电路和发射电路，所述接收电路和发射电路通过收发切换开关与天线连接；所述接收电路通过天线对声表面波传感器的谐振频率经降频混频后的中频信号进行带通采样，以提取与温度相关的有效信号。本发明通过设计合适的滤波器，提高前端电路的带外噪声的抑制能力，将一些干扰信号降低到容忍范围内，再者通过选定合适的采样率，既能够在合适的时间内获得足够多的样本数据，又能够避免数据量过大而导致的处理时间的增加。

技术领域

本发明涉及电子与通信工程技术领域，尤其涉及一种无线无源高压电网测温系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

温度监测在电力系统安全运行方面具有重要的作用，由于电力设备带有高压，通常不允许采用有线的方式进行测温，因此运用适合的电力温度监测方法和装置具有重要意义。统计结果表明，电力设备故障主要发生在以下位置：开关柜中动、静触头故障、电缆接头故障。常用的观察法、红外线测温法无法实现实时监测、受环境影响大，半导体无线传感器的工作温度范围小、需要电池供电且易损坏，更换困难。针对电网开关柜接头触点的温度监测主要采用效率低且代价高的人工红外探测巡检方式。当前大力发展智能电网过程中，实时电力温度监控成为智能电网主要课题。

声表面波传感器是一种具有非接触，无需供电的新型半导体类型的传感器，可测量有一定隔离距离、移动物体的测量能力。传感器通畅采用半导体制程设计，具有稳定性高、离散型小、价格低的特点，适合进行批量生产，声表面波传感器被广泛应用于测量温度。

相比来说，声表面波无源无线测温系统表现出极大优势，并已经受到越来越多的重视。通过压电原理开发的声表面波温度(Surface Acoustic Wave,SAW)传感器，是采用压电接触式探测温度和无线读取方式，精度高(无线工作模式情况下±1℃)，可分布式，成本低，同时又因为有微秒级信号延迟而抗干扰能力强，因而成为新一代开关柜、电缆接头的温度检测方法。

从目前公开的采用声表面波传感器进行温度测量的技术方案中，主要存在声表器件带宽窄，标签传感器点数少，受高压电网环境影响较大，稳定性差等缺点。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种无线无源高压电网测温系统及方法，结合带通采样技术和射频相关理论，提出采用带通采样技术的SAW温度采集解决方案，解决了声表面波传感器的高频电路设计复杂，调试困难，生产制作成本高的缺点。

在一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种无线无源高压电网测温系统，包括：读卡器、与所述读卡器的射频接口连接的若干天线，以及与所述读卡器通信的上位机；

所述读卡器包括一次变频式接收电路和发射电路，所述接收电路和发射电路通过收发切换开关与天线连接；所述接收电路通过天线对声表面波传感器的谐振频率经降频混频后的中频信号进行带通采样，以提取与温度相关的有效信号。

在另一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种无线无源高压电网测温系统的工作方法，包括：

射频接收信号经过接收天线，首先经过射频前端滤波器进行频段选择并通过限幅器件进行功率保护；同时对像频及带外信号进行抑制；

然后信号经低噪放进行放大，再经过级联带通滤波器对低噪放放大的二次谐波及其它高频干扰信号进行抑制；同时采用限幅器件进行输出功率限制；

输出信号经过混频器进行下变频，混频器输出的中频信号依次经过LFP4滤波、中频带通滤波器和限幅放大器进行滤波，由中频放大器驱动输出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：