开关柜测温系统
- 格式:doc
- 大小:7.98 MB
- 文档页数:17
开关柜温度在线监测技术方案珠海一多监测科技有限公司二〇一七年十二月目录1 概述 (1)2 监测范围 (1)3 总体方案 (1)3.1 系统拓扑图 (2)3.2 监控中心 (2)3.3 通讯方案 (2)4 传感器配置 (3)4.1 配置原则 (3)4.2 现场安装 (3)4.2.1 高压开关柜 (3)5 主要监测设备 (5)5.1 复合型无源无线电气量传感器 (5)5.2 测温接收模块 (7)5.2.1 接收模块功能 (7)5.3 监测工作站 (8)6 系统功能 (8)6.1 主要功能 (8)6.2 历史分析 (10)6.3 智能告警 (11)开关柜温度在线监测1概述开关柜是变电站的主要设备之一,在整个电力系统安全运行中起着举足轻重的作用。
开关柜事故起因多为开关柜动触头、静触头、电缆接头、等处的虚接、材料老化、磨损、过载等原因造成接触电阻过大,运行中过热,最后导致绝缘烧损,形成线间或相间短路,瞬间引发火灾。
传统对开关柜的监测主要采用定期人工巡检方式。
由于巡检间隔时间长,受人为因素影响大,且无法检查设备内部接点的温升情况,已无法满足供电可靠性的要求,无法适应现代变电设备的运行管理的需求,因此急需对现行的预防性维修制进行根本的变革,其发展方向必然是采用在线监测及诊断技术。
珠海一多监测科技有限公司是设备状态监测行业的领先企业,针对开关柜接点温度监测的需要,推出的开关柜温度在线监测系统,对开关柜动触头、静触头、电缆接头等容易发生异常温升的部位,采用接触式温度传感器实时检测被测点温度,解决设备带电运行状态下温度在线监测问题。
2监测范围本项目对高压开关柜的接点温升状况和负载电流进行在线监测。
监测数据通过就地集中显示装置集中接收后再上传到控制室。
3总体方案开关柜温度在线监测系统具有电气接点温度和负载电流在线监测功能,主要在线监测开关柜断路器一次插头、电缆接头等电气连接部位的温度和电流。
监测数据采用无线传输的方式集中接收后上传到监控室进行集中监控,实时监测和预警。
电缆开关柜在线测温的原理
电缆开关柜是电力系统中的重要设备,其正常运行对于电力系统的稳定性和安全性至关重要。
然而,由于电缆开关柜内部的电气设备长期运行,会产生大量的热量,如果不能及时发现和处理,就会导致设备过热、短路、火灾等安全事故的发生。
因此,对电缆开关柜进行在线测温是非常必要的。
电缆开关柜在线测温的原理是利用红外线测温技术,通过测量电缆开关柜表面的红外辐射能量来推算出设备内部的温度。
红外线测温技术是一种非接触式的测温方法,可以在不接触被测物体的情况下,快速、准确地测量其表面温度。
具体来说,红外线测温仪通过感应被测物体表面的红外辐射能量,将其转换为电信号,并通过内部的算法计算出被测物体表面的温度。
在电缆开关柜的应用中,红外线测温仪通常安装在电缆开关柜的外部,通过测量电缆开关柜表面的温度来推算出设备内部的温度。
电缆开关柜在线测温的优点是可以实现实时监测,及时发现设备的异常情况,避免设备过热、短路、火灾等安全事故的发生。
同时,红外线测温技术具有非接触式、快速、准确等优点,可以在不影响设备正常运行的情况下进行测量,提高了设备的可靠性和安全性。
电缆开关柜在线测温是一项非常重要的技术,可以有效地保障电力系统的稳定性和安全性。
随着红外线测温技术的不断发展和应用,
相信电缆开关柜在线测温技术将会得到更广泛的应用和推广。
开关柜无线无源测温标准
开关柜无线无源测温是一种用于监测开关柜内部温度的技术。
这种技术利用无线传感器和无源测温原理,实现对开关柜内部温度的实时监测和数据传输。
标准方面,目前还没有特定的国家或行业标准针对开关柜无线无源测温进行规范。
但可以参考相关的电气设备标准和温度测量标准,以确保测温系统的性能和可靠性。
在选择开关柜无线无源测温设备时,应注意以下几个方面:
1. 测温范围:根据开关柜的工作环境和需求确定所需的测温范围,确保设备能够满足实际需求。
2. 精度和稳定性:选择具有高精度和稳定性的测温设备,以保证测量结果的准确性和可靠性。
3. 通信方式:选择适合的无线通信方式,如Wi-Fi、蓝牙等,确保设备与监测系统之间的数据传输稳定可靠。
4. 安全性:确保设备符合相关安全标准,如电气安全认证、防爆认证等,以确保设备在工作过程中的安全性。
5. 可靠性:选择具有良好可靠性和抗干扰能力的设备,以应对复杂的开关柜工作环境和干扰情况。
此外,建议在选择和使用开关柜无线无源测温设备时,遵循厂商提供的操作和维护手册,确保设备正常运行和维护。
如果有特定的行业或地区要求,还可以参考相关的行业标准
或政策法规进行选择和应用。
10kV高压开关柜无线测温技术摘要:当前10KV高压开关柜中所应用的无线测温技术可以在一定程度上保障用电系统的安全与稳定性,在用电安全方面提供了一定的保障。
无线测温技术能够有效保证10KV高压开关柜使用过程中的安全性,避免在使用过程中出现发热等原因所导致的故障,进一步保障配电系统的稳定性。
本文将重点讲解10KV高压开关柜无线测温技术的特点与应用设计,强化10KV高压开关柜系统的稳定运行。
关键词:10KV高压开关柜;无线测温;测温技术;技术应用10KV高压开关柜是配电供电系统中的重要一环,而在实际运行过程中,因发热等原因将会直接影响到高压开关柜的使用。
而发热故障又较为常见,因此在整个电力系统当中,应对当前所应用的无线测温技术进行升级改造,对于10KV高压开关柜的实时温度进行全方位的监测,保障工作人员能够及时发现设备隐患,及时排除发热故障所造成的影响。
1.高压开关柜无线测温技术的特点1.1稳定安全性在10KV高压开关柜的使用过程中,应根据实际情况选用无线测温传感器,且无线测温传感器的使用有着一定的技术优势与体积优势,对于测温进行过程中的安全性有了一定的保障。
无线测温传感器通常可以达到20米以上的传感距离,可以有效保障测温的稳定,相比于传统的测温方式,也能够有效保障测温人员的人身安全[1]。
1.2极强准确性通过无线测温传感器进行10KV高压开关柜的温度测量,可以得到更为准确的温度数据。
传感器通过接触面来进行开关柜的测温,可以准确稳定的检测到测温点的实时温度,并且及时反馈出相关数据并完成数据传输,有效保障了测量数据的准确性,全面提升10KV高压开关柜运行的稳定性。
1.3具备灵活性在使用无线测温传感器对10KV高压开关柜进行温度检测的过程中,由于不同传感器均具备单独编号,且由于传感器的分频技术,可以保证不同传感器之间的数据不会影响熟路通信的质量。
而无线传感器的体积较小,便于安装,可以在各种不利于测温的点位进行实时测温,因此也能够大大提升测温技术的灵活性。
低压开关柜测温(电缆测温)方案关键词:低压柜测温电缆测温电缆温度监测一、低压柜测温(电缆测温)技术概述采用单总线有线的测温方式,在每面柜子的母排上安装温度传感器,每面柜子的6个母排需要监测,每个柜子作为一个监控单元,放置一个接线盒,把6个温度测点汇集到接线盒上,最后通过一条总线把每个柜子的接线盒连接起来,接入温度监测器上,温度监测器循环显示温度数据,并具有485通讯上传功能,把数据上传到监控室的电脑上,在监控电脑上安装温度监测软件实现数据集中采集、报警温度设定、历史曲线查询等功能。
二、低压柜测温(电缆测温)系统结构:图2-1温度在线监测系统结构图三、低压柜测温(电缆测温)温度传感器(DTS-4)温度传感器接入一条总线连接到温度监测器,温度监测器可以分两个方向布置总线,每条总线长度可达600米,可接入64个点;每个温度传感器在出厂时都具有唯一的编号(1~128),因此在一条温度采集总线上可以同时挂接128个温度传感器,而不会出现混乱现象。
图3-1接线盒内接线方式图线缆采用屏蔽两芯双绞线,剥出电缆线芯,保留屏蔽层,三根红色、三根黑色和屏蔽层分别拧到一块,用PVC胶带包扎好放到防水接线盒内;注意:不要带电安装或更换传感器,三根线之间不要短接,否则会损坏温度传感器;图3-2电缆温度监测器端传感器接线图在接传感器之前,温度监测器一定要停电关闭,在压接过程中,三根线之间短路会造成传感器损坏;性能指标※传感器测温范围:-55℃~+127℃※传感器测温误差:<0.5℃(全量程范围)※传感器测温分辨率:±0.1℃※传感器耐压值:温度传感器可经受ESD±10000V高压※传感器电缆最大长度≤1000米(国内首创)※每条总线可连接64个数字温度传感器(国内首创)柱形温度传感器方形温度传感器四、低压柜测温(电缆测温)温度监测器(DCT-4):通过有线方式采集带绝缘护层的电缆接头温度,LED循环显示采集的温度数值,并可采集多路开关量信息(离子烟感探测器、明火探测器、红外/微波探测器、浸水传感器),可实现离子烟感探测、明火探测、红外/微波探测、浸水探测、小动物和非法人员的进入等。
无线测温系统在高压开关柜上应用[摘要]:6kv高压开关柜是我公司的重要电气设备,开关柜的安全稳定运行直接影响到公司安全生产,通过对高压开关柜运行情况分析,发现部分开关柜内设备发热问题突出,设备的长期发热将造成事故,损失巨大。
而开关柜内有裸露高压,空间封闭狭小,无法进行人工巡查测温,传统的测温方式都无法有效地解决这个问题。
at-ii型无线测温系统是将温度传感器安装到开关柜内的带电接头触点上,在线测量该点温度后,以无线方式将数据上传,集中显示,并实现超温报警。
还可与电力自动化系统连接,用户在远端监视设备温度运行状态,系统发现设备温度异常,自动远程报警,以便及时消除事故隐患。
[关键词]:无线测温高压开关柜应用中图分类号:o551.2 文献标识码:o 文章编号:1009-914x(2012)26- 0339 -011.引言目前,我公司6kv高压开关柜多采用金属铠装封闭式开关设备,因开关柜的结构特殊性,其动静触头、电缆接头在日常巡检工作中无法进行测温,由于全厂负荷最高的时候达40mw,设备发热情况比较严重,目前设备无在线测温装置,无法实时监控设备运行时最高温度。
为彻底消除隐患,杜绝系统停车事故的发生,从电气设备高负荷稳定运行及延长设备寿命考虑,随对变电站站重要设备加装在线测温装置。
2.at-ii无线测温系统原理简介at-ii无线测温系统由高压无线温度传感器(型号at-ii-c3)低压无线温度传感器(型号at-ii-d6),无线温度显示仪(型号at-ii-x256),以及服务器端(无线测温监测系统软件)三部分组成,系统采用先进成熟的传感技术和独特先进的无线通讯技术进行高压隔离和信号传输,利用其固有的绝缘性和抗电磁场干扰性能,从根本上解决了高低压开关柜内触点运行温度不易监测的难题。
具有极高的可靠性和安全性,隔离彻底,价格低廉,安装简便。
2.1无线传感器无线温度传感器可任意安装在各监测节点上,主要工作原理为:前端温度探头直接和监测点接触进行感温,探头的输出经过a/d转换部分,将温度信号转换成数字信号,输出到mcu,mcu将该温度信号通过射频单元电路发送到无线温度显示仪。
10kV高压开关柜无线测温技术发布时间:2022-11-11T07:07:39.811Z 来源:《新型城镇化》2022年21期作者:阳康[导读] 本文选择KYN型开关柜作为研究对象,而K、Y、N分别是铠装式金属封闭开关设备、移动式结构以及户内装置。
国网湖北省电力有限公司潜江市供电公司湖北潜江 433100摘要:在电力系统当中,10kV高压开关柜是一项非常关键的内容,其运行质量会对整个电力系统的安全、稳定运行造成直接的影响,但在实际运行中,受到诸多因素的影响,10kV高压开关柜非常容易出现发热故障,从而对其正常运行造成不利影响。
而为了对这种情况加以改善,还需要利用无线测温技术对10kV高压开关柜进行实时的监测,使故障隐患能够及时的排除,这对于电力系统的安全、稳定运行具有非常重要的意义,所以,有必要针对相关内容进行深入的研究。
关键词:电气设备;高压开关柜;无线测温技术一、10kV高压开关柜无线测温系统的整体设计1.1整体设计本文选择KYN型开关柜作为研究对象,而K、Y、N分别是铠装式金属封闭开关设备、移动式结构以及户内装置。
根据10kV高压开关柜的安全运行需求,10kV高压开关柜的整体设计必须从体积、绝缘性能、成本以及可靠性等方面给予考虑。
针对系统的设计分析,主要由3部分组成,即高压测发射端、低压侧接收端以及上位机数据处理控制。
这一设计考虑到KYN型开关柜所具备的6个梅花触头,并提供了蓝牙数据传输通道。
由于选取了CT互感器作为高压侧电源,DS18B20温度传感器测量触头温度,系统由此能够准确反映触头温度变化。
1.2温度传感器的选择一般工业场所使用的温度传感器主要有热电偶温度传感器、热电阻温度传感器、热敏电阻温度传感器以及集成温度传感器等。
整合多个传感器可以发现,每一个传感器自身都有明确的温度测量范围。
明确的温度测量范围值,可以认知其传感器的适应温度环境的变化程度。
结合设计成本和难度,绝大多数10kV高压开关柜无线测温系统都会选择应用DS18B20温度传感器。
高压开关柜在线测温一、产品优势高压开关柜在线测温采用国际上先进的无线传感器网络技术,以智能微处理器为核心,使用精密的数字式温度传感器,高压开关柜在线测温集在线温度测量、数据采集、数据分析和控制功能于一体的现代化高科技产品。
高压开关柜在线测温各项技术指标均能到达国际标准,高压开关柜在线测温具有在线采集温度接点数可设定,数据中续单元可根据现场情况而可选。
高压开关柜在线测温提供通讯接口可与计算机监控系统连接,支持RS485接口MODBUS通讯协议或多种协议,波特率可选。
高压开关柜在线测温主要适用于户内各类高压开关设备的接头部、触头及母排的在线温度测量。
高压开关柜在线测温传感器与主机信息交换是通过无线信号传送,不会影响系统的绝缘性能,使用更安全。
二、功能优势我公司自主生产的高压开关柜在线测温是一款用于高中低压电力系统和对温度有较高要求电气接点设备的智能化装置。
高压开关柜在线测温集在线温度测量、数据采集、数据分析和控制功能于一体的现代化高科技产品。
高压开关柜在线测温其各项技术指标均能到达国际标准,高压开关柜在线测温具有在线采集温度接点数可设定,数据中续单元可根据现场情况而可选。
高压开关柜在线测温提供通讯接口可与计算机监控系统连接,支持RS485接口MODBUS通讯协议或多种协议,波特率可选。
高压开关柜在线测温主要适用于户内各类高压开关设备的接头部、触头及母排的在线温度测量。
高压开关柜在线测温二次部分与一次部分无任何电连接,传感器与主机信息交换是通过无线信号传送,不会影响系统的绝缘性能,使用更安全。
三、技术优势高压开关柜在线测温是基于无线测温技术开发的针对开关柜进行测温的系统。
高压开关柜在线测温密封性能良好,高压开关柜在线测温室内外均可安全使用。
高压开关柜在线测温具有准确性、灵活性、易用性、安全性、稳定性、低功耗、实时性、免布线、组网灵活、网络容量大、数据无线传输度高、响应速度快等优势。
四、技术指标(仅供参考)产品名称高压开关柜在线测温品牌名称代越电子型号DYW2000供电电源AC/DC85~265V测量通道12路(支持1至12路采集点)工作环境温度:-10℃~65℃湿度:<95%RH 非凝结报警输出口继电器无源结点(一路常开+ 一路常闭)通讯接口RS485 (隔离)采集模块与接收模块距离< 5米测温模块与中心处理模块距离<1200米温度测量范围-20 ~ 250℃分辨率≤1℃精度1%无线温度传感器电池使用寿命 3 ~ 7年(每2分钟测量发送一次数据)传感器耐受温度200℃五、服务保证代越电子始终坚持“技术领先、质量上乘、客户至上、服务一流”的宗旨,重视与每一家客户的合作,对售出的高压开关柜在线测温由专人进行跟踪服务。
NT1000无线测温系统介绍系统组成:系统主要由无线温度传感器、测温通信终端(温度显示仪)、温度检测预警工作站三部分组成。
无线温度传感器:由控制单元、无线数据传输和温度测量三部分组成。
测温后,将温度数据通过无线方式传递给测温通讯终端。
主要安装在易发热的电缆连接、变压器与开关的表面。
每个无线温度传感器具有唯一的ID编号,实际安装使用时记录每个传感器的安装地点,并与编号一起录入温度检测工作站计算机数据库中。
传感器每隔一定时间(可以事先设定)自动发射一次监测点的温度数据,发现温度异常立即报警,可不受发送周期限制。
测温通信终端(温度显示仪):安装在集控室内,负责接收各无线温度传感器发送出的温度数据,在数据库中作长期保存,实时显示监测点.系统组网结构,可参考下图:1.无线温度显示仪温度显示仪负责与附近的传感器通信,接收显示传感器传回的温度信息,并将解析的温度信息上传至主站软件系统。
技术特色:.无线通讯,组网灵活.工业标准,坚固可靠.人性化插接口,便于安装调试.液晶显示,便于现场查看.操作便捷,省时省力技术指标:型号: NT100050HZ电源 220V±10%可配传感器数 270个MHz(免申请)频率范围: 433根据需要灵活设计传输距离(空旷) 100m~10km通讯方式 RS485485通讯波特率 9600bps显示 LED液晶显示工作温度 -50℃~+100℃工作湿度<95%RH主机尺寸30cm x25 cm x 70cm使用年限 10年显示仪功能:无线温度显示仪由无线收发模块、单片微处理器、LCD显示单元以及485通讯模块几部分组成, 能够准确自动接收温度传感器传来的测温数据,经过分析处理,在LCD液晶屏上直接显示。
显示仪能够实现以下功能:1. NT1000主机能够准确接受1-270个探头传来的温度数据。
2液晶屏能准确显示输出的每只传感器测量的数据,数据显示能够区分出那一路触头传来的温度数据以便用户能够方便的看出各个测量点的温度值。
WSTM-ZTS无源无线开关柜温度监测系统北京紫御湾科技有限公司2010年9月目录1.必要性 (3)2.技术优势 (3)2.1.传统测温方式面临的问题 (3)2.2.无源无线测温的优势 (3)3.系统方案 (4)4.产品介绍 (5)4.1.温度传感器 (5)4.1.1.产品外形 (5)4.1.2.工作原理 (6)4.1.3.技术指标 (7)4.1.4.技术背景 (8)4.2.测温主控终端............................................................................. 错误!未定义书签。
4.3.应用软件 (13)5.安装规范 (14)6.应用领域 (15)7.成功案例 (16)1.必要性发电厂、变电站的高压开关柜、母线接头、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,而这些发热部位的温度无法监测,由此最终导致事故发生。
近年来,在电厂和变电站已发生多起开关过热事故,造成火灾和大面积的停电事故,解决开关过热问题是杜绝此类事故发生的关键,实现温度在线监测是保证高压设备安全运行的重要手段。
2.技术优势2.1.传统测温方式面临的问题1.常规测温方式常规的热电偶、热电阻、半导体温度传感器等测温方式,需要金属导线传输信号,绝缘性能不能保证。
2.与光纤测温的比较光纤温度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,因此光纤温度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温度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摄氏度的工作环境。
2.2.无源无线测温的优势1.无需电池SAW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,同时不会对生态环境造成影响。
2.安全可靠无线的温度采样方式无需在被测点或相关支撑结构上连线,传感器与接收设备之间无电气联系,从而实现了高压隔离,保障设备安全运行。
3.安装方便灵活无源无线温度传感器体积小且与读入采集器之间数据无线传输,安装方便灵活,不受开关柜结构和空间影响。
4.环境适应性好温度传感器通过匹配软件的校正后就已经补偿了传感器制作过程中的偏差。
传感器可在任何工作温度范围内的温度进行调试,不会受季节因素影响。
通常情况下,传感器只在安装后调试一次,并保持多年不需再校正。
同时,灰尘堆积等环境因素不会对SAW传感器测温产生影响。
5.低成本SAW传感器的价格较其他传统测温方式较低,同时,无源无线的工作方式令本系统的安装、维护成本大大降低。
3.系统方案一个开关柜安装一组(通常6个)无源无线温度传感器测量各触点温度,这组传感器的温度监测信息的收发和管理由一个读入采集器统一完成。
不同的应用场景(如变电站与电厂、户外与户内)开关柜的分布情况、环境都不相同,同一区域内多个开关柜的读入采集器之间可选择通过CAN总线网络或无线自组网进行温度监测信息的本地传输,由一个测温主控终端统一进行本区域内所有开关柜温度监控信息的采集、存储和管理。
测温主控终端既通过485或其他数据接口按照指定的标准规约(如103、CDT规约)传入电力专用监控网络,在监控系统中实现远程在线温度监控、分析以及预警。
4.产品介绍4.1.温度传感器4.1.1.产品外形塑封温度传感器外观及尺寸(mm)(无连接线)4.1.2.工作原理温度传感装置由以下部分组成:装在开关柜内测试点的SAW传感器、能无线连接多个温度传感器的读入采集器。
读入采集器的天线嵌在开关柜内壁,这样以来可以屏蔽外部的电波干扰。
而读入采集器的其他部分(接收箱)则安装在开关柜的外面。
因而可以保证在开关柜非通电的情况下也能正常工作。
读入采集器由单独的电源供电,并向开关柜内发射短射频信号。
如果射频脉冲的频率与温度传感器预设的频率相同,传感器就能收到该射频信号,并且改变和被动地反射脉冲信号。
返回的脉冲信号由于受到了传感器自身温度的影响因而携带了传感器的温度信息。
标准的温度采集过程包括如下步骤:无线读入采集器通过它的天线发射射频脉冲。
脉冲信号被传感器上的天线收到后, 通过叉指换能器(IDT) 在压电感应器的表面激活一个表面波。
传感器表面波的频率由于受到传感器本身温度的影响发生了变化。
正是由于频率受温度变化的机制, 使得温度数据测量得以实现。
IDT再将表面波的频率振荡转化成射频信号。
此射频信号由读入采集器上的天线收到后进行处理。
由于谐振器的高质量特性, 即使访问波具有50Hz的带宽, 也确保了反射回来的信号包含了精确的射频信息。
反射回来的射频频率变化与温度的变化成比例关系。
4.1.3.技术指标测温范围:-25°C ~120°C测量精度:+(-)2°C频率范围:428 MHz ~439MHz(免申请)传输距离:约200cm系统容量:一个读入采集器可输出3个天线信号,可同时读入18个传感器信号传感器尺寸: 1.91 cm x 1.50 cm x 0.48 cm读入采集器电源:400mA/5V读入采集器尺寸:8.38 cm x 5.33 cm x 2.54 cm通信接口:CAN/RS485/RS232/USB/无线读入采集器CAN接口接线及引脚功能图4.1.4.技术背景本系统的无源无线温度传感装置由如下部件构成:一组传感器、一个读入采集器(射频发射/接收器),读入采集器与一个或多个声表面波振荡器的传感器无线连接。
●传感器传感器表面波技术应用了晶体材料的物理特性。
晶体的物理特性的改变通过压电感应原理被自动转化成了电信号。
传感器的工作原理是将射频信号发射到压电材料的表面,然后将受到温度影响了的反射波再转回电信号而获取温度数据。
表面波技术的最大好处是利用了传感器的被动工作原理-即在非常规的运行环境下(高电压,高电流)实现无线温度数据采集。
●读入采集器基于振荡器频率变化的无线传感器需要一个合适的读入采集器,目前主要有以下两类:1、频域型此方法在一个较窄的频率脉冲段内探寻一个特定的频率,然后测量返还信号的功率。
通过顺序的探寻一个系列频段,通过内插函数计算来找到返还信号的强度。
这样一个峰值的振荡频率就能被确认。
这种方法无需昂贵的电子硬件及实时范围采样来到达测量目的。
这种测量方法的不足之处在于必须仔细平衡通过自动水平控制(ALC)所收到的信号,以避免饱和及与探询频率比较时频率的不确定性。
当个别探询脉冲的频率间隔是明显的,则返还信号的饱和状态就非明显。
另外,一定程度的饱和是必须的,以确保收到最大新罕布什尔及使得读入采集器的有限读入范围到达最大。
另一点需要考虑的是收到信号的饱和度造成多探询频率的放大,使得内插的函数算法并不可靠。
并且杂波信号的排斥率随着返还信号的饱和而递减。
见图a所示。
图a,12个在不同探询频率的离散射频信号所示于上图。
返还信号的频率曲线如下图所示。
红色曲线表示饱和信号。
绿色曲线表示受外界变化影响的信号。
该图表明在低端频道的低排斥率以及由于饱和反应密度造成的函数内插频率的错误。
2、时域型此方法通常采用在采样流和正交基带上的双差在相下变频。
虽然可能的频道外的杂波之连续性较差,直接下转和单相差转换是可实现的。
离散付立叶变换(DFT)用来分析同相和正交样本,以获取能量谱密度(PSD)和适用于差值的PSD曲线。
虽然这些额外的步骤增加了电子产品的复杂性和计算的负担,但是它克服了单纯频域方法的局限性。
探询频率的间距受限于振荡器回应频率的带宽以及脉冲的功率谱带宽。
由于频率信息在驱近饱和时没有丢失,在时域方法的采样中接收器的饱和是预期的。
接收器上的频域饱和效应与调幅(AM)/调频(FM)中的效应是相同的。
如图b 所示,在时域情形下,饱和度通常使振荡器变小的速度更慢,更均匀,因此准确度提高。
然而饱和度应有所限制,以防止恶化的杂散信号抑制比。
图b ,显示Q 值为10000的振荡器衰竭曲线。
蓝色线代表没有饱和的接收信号。
红色,紫色和黑色代表2倍,5倍和10倍放大的饱和曲线。
可见数字化波型的衰减时间分别明显地增加了2。
5,6 及8。
5微秒。
声表面波振荡器的Q 值是一个非常重要的参数,即卸载Q 值和上载Q 值。
它们由辅时电阻及天线损耗内阻决定。
图c 表明,一个近12000卸载Q 值的振荡器需要接收至少6000上载Q 值的信号强度。
类似的近7500Q 值的低Q 振荡器也显示在此图上。
可见,递减的脉冲宽度使接收功率减低了3分贝。
时间(毫秒)波幅加载谐振器Q 值收到响应的有效相对功率图c,分析高Q值(固体TFSS432)的声表面波反应曲线基于如下假设。
探询脉冲与反应波的脉冲开关时间是微秒是22微秒。
接收的时间段为22微秒。
由于声表面波没有有效被天线在反射。
上载Q值句曲线句与低位。
由于脉冲递减太快,上载Q值曲线处于低位。
对卸载Q值为7500的振荡器的分析如图显示,接受功率减少了3分贝。
当然振荡器必须设定在测量感兴趣的温度范围内,频率对温度的漂移的限制等。
这些限制因素是基于对灵敏度,准确度及行业规定的考虑。
当系统依赖一个单一的振荡器频率以获取相关的温度信息时,根据精确度的要求,传感器必须校准。
在高温的情况下,理想的情况是传感器具备低老化过程。
这样在较长的时间内不需校准而保持准确性。
典型经过特别处理的振荡器老化曲线如图d所示。
图中显示出随着时间的增长,频率漂移的幅度较小。
使用不同频率及温度特性的振荡器可减小测量上的误差。
传感器老化操作温度温度误差老化时间(小时)图d,在三个温度段的频率为433MHz声表面波传感器的老化曲线。
从中可以看出,老化过程非常平稳,这使得温度测量的精度非常高。
4.2.测温主控终端测温主控终端主要完成温度测量、告警功能以及提供与监控专网的数据接口。
温度测量:可按照设定的频率自动进行各传感器温度信息的采集,也可响应远程监控系统发出的实时采集命令。
● 报警功能:当温度或其上升率超过上限值,向监控专网发送告警信息。
● 参数设定:传感器温度校准、各类预警值、时间、温度采集频率、传感器发射功率、信号接受门限等● 数据存储:存储历史温度测量值。