[发明专利]一种无源无线温度传感器及使用方法

说明书

本申请涉及传感器技术领域，公开了一种无源无线温度传感器及使用方法，该传感器包括发送天线和接收天线；发送天线包括石英管、介质基板、金属板、馈电模块、匹配负载模块和波导模块，金属板上设置有金属过孔；金属板连接介质基板；石英管内部设置有蒸馏水；石英管穿出波导模块，用于与待测电力设备直接接触；石英管外表面设置有金属线，且波导模块内存在结构色散，用于使蒸馏水和所述介质基板的等效介电常数符号相反，激发等效局域表面等离激元。石英管内部蒸馏水的介电常数随温度变化而变化，等效局域表面等离激元对介电常数的变化敏感，可用于温度传感。本发明只利用两个天线和装有蒸馏水的石英管便可实现温度传感，结构简单，稳定性高。

技术领域

本申请涉及传感器技术领域，尤其涉及一种无源无线温度传感器及使用方法。

背景技术

随着经济发展和技术进步，电力事业也得到快速发展，供电容量不断增大，用户生活水平的提高也会对供电可靠性要求越来越高。如何有效管理电力设备，快速处理故障，提高电力设备供电可靠性和利用效率成为供电企业当前迫切要解决的新问题。

电力系统中，在高压变电器、电缆接头等电力设备发生故障时，往往伴随着温度异常升高的现象。因此对电力设备的温度进行无线监测，可以快速发现温度异常变化，有效防止事故发生。

发明内容

本申请提供了一种无源无线温度传感器及使用方法，以解决现有技术中需要对电力设备的温度进行无线监测的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请第一方面公开了一种无源无线温度传感器，包括发送天线和接收天线；

所述发送天线包括石英管、介质基板、金属板、馈电模块、匹配负载模块和波导模块；

所述石英管穿出所述波导模块，用于与待测电力设备接触；所述金属板包括顶层金属板和底层金属板，所述顶层金属板上设置有用于所述石英管穿出的孔；

所述金属板连接所述介质基板，所述顶层金属板和底层金属板之间设置有金属过孔，用于电磁波在金属过孔和金属板之间的介质中传播；

所述匹配负载模块用于实现所述馈电模块与所述波导模块的阻抗匹配；

所述石英管内部设置有蒸馏水，所述石英管外表面设置有金属线，且所述波导模块内存在结构色散，用于使所述石英管内部的蒸馏水和所述介质基板的等效介电常数符号相反，激发等效局域表面等离激元(Effective Localized Surface Plasmons,ELSPs)；

所述接收天线用于在预设距离内接收所述发送天线发送的信号。

可选的，所述馈电模块采用微带线馈电。

可选的，所述匹配负载模块为梯形结构。

可选的，所述发送天线为H面喇叭天线。

可选的，所述介质基板宽度大于H面喇叭天线喇叭开口处的宽度。

可选的，所述接收天线为H面喇叭天线。

可选的，接收天线为SIW喇叭天线。

可选的，所述金属过孔间隔设置，且所述金属过孔与所述金属板垂直。

可选的，所述金属线环绕所述石英管间隔排列。

可选的，所述发送天线和所述接收天线的极化方式均为垂直极化。

本申请第二方面公开了一种无源无线温度传感器的使用方法，包括以下步骤：

将内部设置有蒸馏水的石英管伸出发送天线外部，与待测电力设备相接触，激发等效局域表面等离激元现象；

在接收天线接收发送天线发送的信号后，获取所述发送天线和所述接收天线的传输曲线；