[发明专利]基于声表面波技术的GIS触头温度监测系统及监测方法在审
申请号: | 201810759782.5 | 申请日: | 2018-07-11 |
公开(公告)号: | CN108645533A | 公开(公告)日: | 2018-10-12 |
发明(设计)人: | 陈应纪;张聪聪;刘琪;殷伟;陈晨;张磊;沈亚瑞;王刚;王立强;单涛;宫丽娜;孙志远;袁爱玲;任海燕;于珂 | 申请(专利权)人: | 国网山东省电力公司东营供电公司;国家电网有限公司 |
主分类号: | G01K11/26 | 分类号: | G01K11/26 |
代理公司: | 济南圣达知识产权代理有限公司 37221 | 代理人: | 李圣梅 |
地址: | 257081 山*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 声表面波 后端处理系统 读写器 声表面波温度传感器 声表面波传感器 温度监测系统 信号处理模块 读写器天线 触头 抗电磁干扰能力 声表面波谐振器 温度传感器 回波信号 技术应用 晶体材料 破坏设备 热稳定性 温度信息 物理特性 压电感应 质询信号 监测点 密封性 监测 测温 绝缘 天线 发送 转化 | ||
1.基于声表面波技术的GIS触头温度监测系统,其特征是,包括:声表面波传感器、信号处理模块及后端处理系统;
所述声表面波传感器安装在GIS腔体内,包括声表面波谐振器及温度传感器天线;
所述信号处理模块包括读写器及读写器天线;
所述读写器通过读写器天线采集的声表面波温度传感器传回的回波信号经过无线发射装置被中心节点中继后,通过ZigBee网络传输到后端处理系统;
所述后端处理系统控制读写器通过读写器天线向声表面波温度传感器发送质询信号,然后后端处理系统接收声表面波温度传感器传回的回波信号并进行处理即可获得监测点即时的温度信息。
2.如权利要求1所述的基于声表面波技术的GIS触头温度监测系统,其特征是,在系统的发送周期,所述后端处理系统控制读写器产生某一频率的间歇正弦信号,经过滤波放大后由读写器天线辐射出;辐射出的信号被声表面波温度传感器接收后,经过逆压电效应转换为同频声表面波;
在系统的接收周期,所述后端处理系统控制读写器通过读写器天线接收声表面波温度传感器返回的回波信号,经过滤波放大处理后转换为数字信号,根据信号处理的结果自动跟踪调整,最终达到谐振激励的状态,从而实现GIS触头温度值的准确测量。
3.如权利要求1所述的基于声表面波技术的GIS触头温度监测系统,其特征是,后端处理系统接收声表面波温度传感器传回的回波信号并进行处理,判断回波信号是否为谐振,若是,则显示温度信息,否则,改变激励信号频率,重新发送激励信号至表面波温度传感器,直至所接收的回波信号为谐振信号。
4.如权利要求1所述的基于声表面波技术的GIS触头温度监测系统,其特征是,所述声表面波谐振器选用ST-石英作为压电材料,通过镀膜和刻蚀在处理过的基片表面上制备叉指换能器和反射栅,最后采用SMD的封装形式对传感器芯片进行封装,获得声表面波谐振器。
5.如权利要求4所述的基于声表面波技术的GIS触头温度监测系统,其特征是,所述声表面波谐振器在镀膜过程中采用厚度为0.2微米的金属铝薄膜作为金属薄膜材料,刻蚀采用利用离子体去除材料的干法刻蚀。
6.如权利要求1所述的基于声表面波技术的GIS触头温度监测系统,其特征是,所述温度传感器天线采用多匝环形天线。
7.如权利要求1所述的基于声表面波技术的GIS触头温度监测系统,其特征是,所述声表面波谐振器和温度传感器天线制作出声表面波传感器电路板,封装时采用环形封装,与所述温度传感器的天线的环形结构相对应,封装后的声表面波传感器内径为GIS导杆外径;
声表面波传感器内侧采用金属铝材料,声表面波传感器外壳采用聚四氟乙烯塑料。
8.如权利要求1所述的基于声表面波技术的GIS触头温度监测系统,其特征是,所述读写器天线安装在GIS腔体内,所述读写器天线采用柱状天线形式;
进一步优选的技术方案,所述柱状天线支架由聚四氟乙烯材料制成,柱状天线支架座即为粘合剂,为环氧树脂材料,环氧树脂材料的介电常数为3.1;
进一步优选的技术方案,根据获得监测点即时的温度信息确定设备缺陷的性质,故障类别为危机热缺陷、严重热缺陷及一般热缺陷。
9.基于声表面波技术的GIS触头温度监测方法,其特征是,包括:
在系统的发送周期,后端处理系统控制读写器产生某一频率的间歇正弦信号,经过滤波放大后由读写器天线辐射出;辐射出的信号被声表面波温度传感器接收后,经过逆压电效应转换为同频声表面波;
在系统的接收周期,后端处理系统控制读写器通过读写器天线接收声表面波温度传感器返回的回波信号,经过滤波放大处理后转换为数字信号,根据信号处理的结果自动跟踪调整,最终达到谐振激励的状态,从而实现GIS触头温度值的准确测量。
10.如权利要求足9所述的基于声表面波技术的GIS触头温度监测方法,其特征是,所述后端处理系统接收声表面波温度传感器传回的回波信号并进行处理,判断回波信号是否为谐振,若是,则显示温度信息,否则,改变激励信号频率,重新发送激励信号至表面波温度传感器,直至所接收的回波信号为谐振信号。
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