技術領域

本發(fā)明涉及一種無源無線實時溫度監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術：

隨著電力客戶對電力供應的安全性、可靠性、連續(xù)性的不斷提高，電力一次設備過負荷運行、超周期檢修甚至于無法停電檢修等現(xiàn)象普遍存在。運行過程中，電力一次設備局部過熱、超溫、絕緣損壞等現(xiàn)象時有發(fā)生，造成了設備燒壞甚至重大事故；導致系統(tǒng)停電、危及電網(wǎng)安全，對供用電雙方造成重大經濟損失。通過對大量電力事故的分析，引起供電設備故障的直接原因主要是電纜中間接頭制作質量不良、壓接頭不緊、接觸電阻過大，長期運行造成電纜頭過熱、燒穿絕緣等。如果能夠在電力設備運行時對各種容易產生發(fā)熱的部件（具體位置包括：導電母排接頭、高壓開關觸頭、刀閘開關、變壓器的進出線路接頭等）進行實時監(jiān)測，將會事先發(fā)現(xiàn)故障隱患，及時采取檢修措施，使電力設備的事故減少到最低。

在線溫度監(jiān)控系統(tǒng)適時掌握電力設備健康狀況，及時發(fā)現(xiàn)、消除電力設備缺陷，保證電力設備的安全可靠運行，保障對用戶安全可靠供電，對現(xiàn)今的電力系統(tǒng)安全運營迫切重要。

傳統(tǒng)測溫方案面臨的問題有：

1) 常規(guī)的熱電偶、熱電阻、半導體溫度傳感器等測溫方式，需要金屬導線傳輸信號，絕緣 性能不能保證；

2)光纖溫度傳感器采用光導纖維傳輸溫度信號，光導纖維具有優(yōu)異的絕緣性能，能夠隔離 開關柜內的高壓，因此光纖溫度傳感器能夠直接安裝到開關柜內的高壓觸點上，準確測量高 壓觸點的運行溫度，實現(xiàn)開關柜觸點運行溫度的在線監(jiān)測。然而，光纖具有易折，易斷、不耐高溫等特性。積累灰塵后易導致光纖沿面放電從而使絕緣性降低，且受開關柜結構影響，在柜內布線難度較大。另外，光纖測溫的成本也相對較高。

3) 紅外測溫為非接觸式測溫，易受環(huán)境及周圍的電磁場干擾，另外開關柜內的空間非常狹小，無法安裝紅外測溫探頭（因為探頭必須與被測物體保持一定的安全距離，并需要正對被 測物體的表面），要求被測量點能夠在視野內并無遮掩，并且表面干凈以確保準確性。

4) 有源的無線溫度傳感器尺寸通常相對較大并且需經常更換電池，系統(tǒng)維護成本較高。同時，電池不適于在高溫狀態(tài)下工作，特別是高于150攝氏度的工作環(huán)境。

技術實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明提出一種無源無線實時溫度監(jiān)控系統(tǒng)方案，目的在于實現(xiàn)無源、安全、安裝方便靈活、環(huán)境適應性好且成本合理的溫度監(jiān)控方案，其具體技術內容如下：

本發(fā)明的無源無線實時溫度監(jiān)控系統(tǒng)方案之一，其包括數(shù)據(jù)監(jiān)控中心及若干與該數(shù)據(jù)監(jiān)控中心通過網(wǎng)絡連接的監(jiān)測子站，該些監(jiān)測子站分布于各監(jiān)測現(xiàn)場；該監(jiān)測子站具有：

若干壓電式溫度傳感器；該壓電式溫度傳感器具有壓電基層，和設于該壓電基層上的電磁反射柵與叉指換能器，該叉指換能器連接有天線；

若干溫度采集器；該溫度采集器具有RS485總線接口與若干射頻天線，該些射頻天線向該壓電式溫度傳感器發(fā)送射頻脈沖及接收反饋；

若干溫度預警終端；該溫度預警終端具有顯示屏，其通過RS485總線與該溫度采集器連接以獲取溫度信息，在處理分析后進行顯示或\和通過數(shù)據(jù)采集器向數(shù)據(jù)監(jiān)控中心進行數(shù)據(jù)反饋。

于本發(fā)明的一個或多個實施例當中，該監(jiān)測子站具有現(xiàn)場管理終端，用于對本地多個溫度預警終端的溫度數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理與顯示。

于本發(fā)明的一個或多個實施例當中，該溫度采集器通過強磁方式吸附于待測設備的鐵殼上。

于本發(fā)明的一個或多個實施例當中，該溫度預警終端用于完成各壓電式溫度傳感器、溫度采集器的數(shù)據(jù)管理以及對反饋的溫度數(shù)據(jù)進行解析，其還設有用于溫度采集參數(shù)設定的操作鍵位及對外互聯(lián)的數(shù)據(jù)接口。

于本發(fā)明的一個或多個實施例當中，該數(shù)據(jù)監(jiān)控中心提供有供專用APP和WEB方式接入的數(shù)據(jù)接口。

本發(fā)明的無源無線實時溫度監(jiān)控系統(tǒng)方案之二，其包括

若干壓電式溫度傳感器；該壓電式溫度傳感器具有壓電基層，和設于該壓電基層上的電磁反射柵與叉指換能器，該叉指換能器連接有天線；

若干溫度采集器；該溫度采集器具有RS485總線接口與若干射頻天線，該些射頻天線向該壓電式溫度傳感器發(fā)送射頻脈沖及接收反饋；

若干溫度預警終端；該溫度預警終端具有顯示屏，其通過RS485總線與該溫度采集器連接以獲取溫度信息，在處理分析后進行顯示或\和通過數(shù)據(jù)采集器向上位機進行數(shù)據(jù)反饋。

于本發(fā)明的一個或多個實施例當中，該溫度采集器通過強磁方式吸附于待測設備的鐵殼上。

于本發(fā)明的一個或多個實施例當中，該溫度預警終端用于完成各壓電式溫度傳感器、溫度采集器的數(shù)據(jù)管理以及對反饋的溫度數(shù)據(jù)進行解析，其還設有用于溫度采集參數(shù)設定的操作鍵位及對外互聯(lián)的數(shù)據(jù)接口。

本發(fā)明的無源無線實時溫度監(jiān)控系統(tǒng)方案之三，其包括

若干壓電式溫度傳感器；該壓電式溫度傳感器具有壓電基層，和設于該壓電基層上的電磁反射柵與叉指換能器，該叉指換能器連接有天線；

若干溫度采集器；該溫度采集器具有RS485總線接口與若干射頻天線，該些射頻天線向該壓電式溫度傳感器發(fā)送射頻脈沖及接收反饋；

若干溫度預警終端；該溫度預警終端具有顯示屏，其通過RS485總線與該溫度采集器連接以獲取溫度信息，在處理分析后進行顯示或\和通過數(shù)據(jù)采集器向上位機進行數(shù)據(jù)反饋；以及

現(xiàn)場管理終端；該現(xiàn)場管理終端用于對本地多個溫度預警終端的溫度數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理與顯示。

于本發(fā)明的一個或多個實施例當中，該溫度預警終端用于完成各壓電式溫度傳感器、溫度采集器的數(shù)據(jù)管理以及對反饋的溫度數(shù)據(jù)進行解析，其還設有用于溫度采集參數(shù)設定的操作鍵位及對外互聯(lián)的數(shù)據(jù)接口。

本發(fā)明的有益效果是：

1、壓電式溫度傳感器采用被動感應方式，無需電池驅動，減少了電池更換帶來的維護成本，同時不會對生態(tài)環(huán)境造成影響。

2、無線的溫度采樣方式無需在被測點或相關支撐結構上連線，傳感器與接收設備之間無電氣聯(lián)系，從而實現(xiàn)了高壓隔離，保障設備安全運行。

3、壓電式溫度傳感器體積小且與采集器之間數(shù)據(jù)無線傳輸，安裝方便靈活，不受開關柜結構和空間影響。

4、壓電式溫度傳感器可通過匹配軟件進行校正后以補償了傳感器制作過程中的偏差。壓電式溫度傳感器可在任何工作溫度范圍內的溫度進行調試，不會受季節(jié)因素影響。通常情況下，壓電式溫度傳感器只在安裝后調試一次，并保持多年不需再校正。同時，灰塵堆積等環(huán)境因素不會對壓電式溫度傳感器測溫產生影響。

5、壓電式溫度傳感器的價格較其他傳統(tǒng)測溫方式較低，同時，無源無線的工作方式令本系統(tǒng)的安裝、維護成本大大降低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一的系統(tǒng)框架示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例二的系統(tǒng)框架示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例三的系統(tǒng)框架示意圖。

圖4為本發(fā)明的溫度預警終端的結構示意圖。

圖5為本發(fā)明的溫度采集器的結構示意圖。

圖6為本發(fā)明的壓電式溫度傳感器的內部功能構造示意圖。

圖7為本發(fā)明的壓電式溫度傳感器的整體結構示意圖（音叉型）。

圖8為本發(fā)明的壓電式溫度傳感器的整體結構示意圖（卡扣型）。

具體實施方式

如下結合附圖，對本申請方案作進一步描述。

參見附圖1、附圖4至8，本發(fā)明的實施例一：

一種無源無線實時溫度監(jiān)控系統(tǒng)，其包括數(shù)據(jù)監(jiān)控中心1及若干與該數(shù)據(jù)監(jiān)控中心1通過網(wǎng)絡連接的監(jiān)測子站2，該些監(jiān)測子站2分布于各監(jiān)測現(xiàn)場；所述網(wǎng)絡可以是局域網(wǎng)LAN，或是廣域WAN，該監(jiān)測子站2具有：

若干壓電式溫度傳感器21；該壓電式溫度傳感器21具有壓電基層2101，和設于該壓電基層2101上的電磁反射柵2102與叉指換能器2103，該叉指換能器2103連接有天線，具體參見附圖6

若干溫度采集器22；該溫度采集器22具有RS485總線接口221與若干射頻天線222，該些射頻天線222向該壓電式溫度傳感器21發(fā)送射頻脈沖及接收反饋；

若干溫度預警終端23；該溫度預警終端23具有顯示屏231，其通過RS485總線與該溫度采集器22連接以獲取溫度信息，在處理分析后進行顯示或\和通過數(shù)據(jù)采集器24向數(shù)據(jù)監(jiān)控中心1進行數(shù)據(jù)反饋；以及

現(xiàn)場管理終端25，用于對本地多個溫度預警終端23的溫度數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理與顯示。

所述數(shù)據(jù)監(jiān)控中心1實現(xiàn)對現(xiàn)場設備溫度信息的采集、存儲和管理，并提供實現(xiàn)任意地點、任意接入互聯(lián)網(wǎng)的設備遠程在線溫度監(jiān)控、分析以及預警。

該溫度采集器22通過強磁方式吸附于待測設備的鐵殼上，具體地，可于溫度采集器22的安裝面上設置有強磁塊223，參見附圖5，溫度采集器22放置在設備鐵殼內的任意允許位置，這種安裝方式優(yōu)點在于無需停電即可方便檢修和維護，方便管理人員進行操作；而且，溫度采集器置2于鐵殼內可以屏蔽外部的電波干擾。

具體地，本實施例中的溫度采集器22設置為：當其發(fā)出的射頻脈沖頻率與壓電式溫度傳感器21預設的頻率相同時，壓電式溫度傳感器21就能響應同頻的射頻信號而通過叉指換能器2103在壓電基層2101的表面激活一個表面波，該表面波的頻率受到了傳感器自身溫度的影響因而發(fā)生變化（被電磁反身柵2102反射），從而被傳感器天線反饋射出后已攜帶了傳感器的溫度信息；正是由于頻率受溫度變化的機制,使得溫度數(shù)據(jù)測量得以實現(xiàn)。

該溫度預警終端23用于完成各壓電式溫度傳感器21、溫度采集器22的數(shù)據(jù)管理以及對反饋的溫度數(shù)據(jù)進行解析，其還設有用于溫度采集參數(shù)設定的操作鍵位232、指示裝置運行狀態(tài)的指示燈233及對外互聯(lián)的數(shù)據(jù)接口。

該數(shù)據(jù)監(jiān)控中心1提供有供專用APP和WEB方式接入的數(shù)據(jù)接口，專用APP可裝載于智能手機、平板電腦和電腦設備上。

根據(jù)不同設備的構造特點和溫度檢測需求，可以采用如附圖7所示的音叉型壓電式溫度傳感器21a，其具有安裝基板211，該安裝基板212上開設有U型口，通過螺絲上緊于指定安裝位置；或是可采如附圖8所示的卡扣型壓電式溫度傳感器21b，其具有安裝卡扣213；以及具有相同壓電功能構造的其它安裝形式的傳感器。

參見附圖2、附圖4至8，本發(fā)明的實施例二：

一種無源無線實時溫度監(jiān)控系統(tǒng)，其包括

若干壓電式溫度傳感器21；該壓電式溫度傳感器21具有壓電基層2101，和設于該壓電基層2101上的電磁反射柵2102與叉指換能器2103，該叉指換能器2103連接有天線；

若干溫度采集器22；該溫度采集器22具有RS485總線接口221與若干射頻天線222，該些射頻天線222向該壓電式溫度傳感器21發(fā)送射頻脈沖及接收反饋；

若干溫度預警終端23；該溫度預警終端23具有顯示屏231，其通過RS485總線與該溫度采集器22連接以獲取溫度信息，在處理分析后進行顯示。

該溫度采集器22通過強磁方式吸附于待測設備的鐵殼上，具體地，可于溫度采集器22的安裝面上設置有強磁塊223，參見附圖5，溫度采集器22放置在設備鐵殼內的任意允許位置，這種安裝方式優(yōu)點在于無需停電即可方便檢修和維護，方便管理人員進行操作；而且，溫度采集器置2于鐵殼內可以屏蔽外部的電波干擾。

具體地，本實施例中的溫度采集器22設置為：當其發(fā)出的射頻脈沖頻率與壓電式溫度傳感器21預設的頻率相同時，壓電式溫度傳感器21就能響應同頻的射頻信號而通過叉指換能器2103在壓電基層2101的表面激活一個表面波，該表面波的頻率受到了傳感器自身溫度的影響因而發(fā)生變化（被電磁反身柵2102反射），從而被傳感器天線反饋射出后已攜帶了傳感器的溫度信息；正是由于頻率受溫度變化的機制,使得溫度數(shù)據(jù)測量得以實現(xiàn)。

該溫度預警終端23用于完成各壓電式溫度傳感器21、溫度采集器22的數(shù)據(jù)管理以及對反饋的溫度數(shù)據(jù)進行解析，其還設有用于溫度采集參數(shù)設定的操作鍵位232、指示裝置運行狀態(tài)的指示燈233及對外互聯(lián)的數(shù)據(jù)接口。

參見附圖3、附圖4至8，本發(fā)明的實施例三：

一種無源無線實時溫度監(jiān)控系統(tǒng)方案，其包括

若干壓電式溫度傳感器21；該壓電式溫度傳感器21具有壓電基層2101，和設于該壓電基層2101上的電磁反射柵2102與叉指換能器2103，該叉指換能器2103連接有天線；

若干溫度采集器22；該溫度采集器22具有RS485總線接口221與若干射頻天線222，該些射頻天線向該壓電式溫度傳感器發(fā)送射頻脈沖及接收反饋；

若干溫度預警終端23；該溫度預警終端具有顯示屏，其通過RS485總線與該溫度采集器連接以獲取溫度信息，在處理分析后進行顯示或\和通過數(shù)據(jù)采集器24向現(xiàn)場管理終端25進行數(shù)據(jù)反饋；以及

現(xiàn)場管理終端25；該現(xiàn)場管理終端25用于對本地多個溫度預警終端23的溫度數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理與顯示。

具體地，本實施例中的溫度采集器22設置為：當其發(fā)出的射頻脈沖頻率與壓電式溫度傳感器21預設的頻率相同時，壓電式溫度傳感器21就能響應同頻的射頻信號而通過叉指換能器2103在壓電基層2101的表面激活一個表面波，該表面波的頻率受到了傳感器自身溫度的影響因而發(fā)生變化（被電磁反身柵2102反射），從而被傳感器天線反饋射出后已攜帶了傳感器的溫度信息；正是由于頻率受溫度變化的機制,使得溫度數(shù)據(jù)測量得以實現(xiàn)。

該溫度預警終端23用于完成各壓電式溫度傳感器21、溫度采集器22的數(shù)據(jù)管理以及對反饋的溫度數(shù)據(jù)進行解析，其還設有用于溫度采集參數(shù)設定的操作鍵位232、指示裝置運行狀態(tài)的指示燈233及對外互聯(lián)的數(shù)據(jù)接口。

上述優(yōu)選實施方式應視為本申請方案實施方式的舉例說明，凡與本申請方案雷同、近似或以此為基礎作出的技術推演、替換、改進等，均應視為本專利的保護范圍。