一種無源無線測溫系統(tǒng)和測溫方法與流程

本發(fā)明屬于電力設(shè)備測溫，具體涉及一種無源無線測溫系統(tǒng)和測溫方法。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代化工業(yè)體系中，電力與冶金等關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)υO(shè)備運行的穩(wěn)定性與安全性提出了高標準要求。作為保障這些系統(tǒng)高效、安全運行的核心要素之一，溫度監(jiān)控技術(shù)的重要性日益凸顯。特別是在復雜多變的工業(yè)環(huán)境中，電力設(shè)備的運行狀態(tài)往往直接關(guān)聯(lián)到其內(nèi)部溫度的變化，特別是線纜溫度，它是反映設(shè)備健康狀態(tài)及潛在故障風險的重要指標。

2、傳統(tǒng)的溫度監(jiān)測方式，如手持式紅外測溫儀，雖然在一定程度上實現(xiàn)了對設(shè)備溫度的測量，但其存在一定的局限性。首先，紅外測溫技術(shù)依賴于物體表面輻射的紅外能量，因此在面對光亮或拋光金屬表面時，由于反射作用強烈，測溫結(jié)果的準確性會受到影響，導致測量誤差增大。其次，手持式測溫需要人工定期巡檢，這不僅增加了人力成本，還難以保證對設(shè)備溫度的實時監(jiān)測，特別是在高溫、高壓或有毒有害的惡劣環(huán)境下，人員安全難以保障，監(jiān)測效率低。更為關(guān)鍵的是，現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，大量高壓線纜被密集布置在電柜內(nèi)部，這些線纜往往被各種部件遮擋，使得傳統(tǒng)的紅外測溫技術(shù)難以直接觸及并準確測量其溫度。一旦線纜因過載、接觸不良等原因?qū)е聹囟壬?，而未能被及時發(fā)現(xiàn)并處理，將可能迅速引發(fā)絕緣層損壞、短路等嚴重后果，不僅影響設(shè)備正常運行，還可能對整個電力系統(tǒng)造成災(zāi)難性破壞。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種無源無線測溫系統(tǒng)和測溫方法，其目的在于解決溫度測量誤差大以及溫度監(jiān)測效率低下的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

3、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種無源無線測溫系統(tǒng)，包括終端和無源測溫組件，所述無源測溫組件包括基板、設(shè)置在所述基板下表面的導熱基座、設(shè)置在所述基板上表面的聲表面波諧振器以及設(shè)置在所述基板上方的平板天線，所述導熱基座用于與待測溫部件接觸，所述導熱基座與所述聲表面波諧振器熱傳導連接，所述聲表面波諧振器與所述平板天線電連接，所述平板天線用于接收激勵射頻信號，所述聲表面波諧振器用于響應(yīng)所述激勵射頻信號并產(chǎn)生包含溫度信息的頻率信號，所述平板天線還用于向所述終端發(fā)送所述包含溫度信息的頻率信號；所述終端用于根據(jù)所述含溫度信息的頻率信號，解析出待測溫部件的溫度。

4、在第一方面的一種可能的實現(xiàn)方式中，所述終端包括收發(fā)天線、與所述收發(fā)天線電連接的激勵射頻信號產(chǎn)生模塊、以及與所述收發(fā)天線電連接的頻率信號解析模塊，所述激勵射頻信號產(chǎn)生模塊用于產(chǎn)生激勵射頻信號，所述收發(fā)天線用于將所述激勵射頻信號發(fā)送至所述平板天線；所述收發(fā)天線還用于接收所述包含溫度信息的頻率信號，所述頻率信號解析模塊用于根據(jù)所述含溫度信息的頻率信號，解析出待測溫部件的溫度。

5、在第一方面的一種可能的實現(xiàn)方式中，所述平板天線與所述收發(fā)天線的頻率相同。

6、在第一方面的一種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述含溫度信息的頻率信號，解析出待測溫部件的溫度，具體為：

7、遍歷預設(shè)的頻率-溫度特性數(shù)據(jù)庫，找到與所述含溫度信息的頻率信號相匹配的頻率對應(yīng)的溫度，即為待測溫部件的溫度。

8、在第一方面的一種可能的實現(xiàn)方式中，所述無源測溫組件還包括繞線電感，所述繞線電感設(shè)置在所述基板上，所述繞線電感的一端與所述聲表面波諧振器電連接，所述繞線電感的另一端接地。

9、在第一方面的一種可能的實現(xiàn)方式中，所述導熱基座與所述聲表面波諧振器之間的基板上下表面貫穿開設(shè)有若干通孔，利用穿過所述通孔的導熱材料實現(xiàn)所述導熱基座與所述聲表面波諧振器的熱傳導連接。

10、在第一方面的一種可能的實現(xiàn)方式中，所述平板天線平行設(shè)置在所述基板的正上方，所述平板天線下表面距所述基板上表面的距離為2.3mm~2.7mm。

11、在第一方面的一種可能的實現(xiàn)方式中，所述平板天線的側(cè)邊設(shè)置有插接板，所述基板上開設(shè)有與所述插接板對應(yīng)的插接孔，所述插接板插接在所述插接孔內(nèi)。

12、在第一方面的一種可能的實現(xiàn)方式中，所述導熱基座的上端面向下開設(shè)有凹槽，所述導熱基座呈u型塊狀。

13、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種無源無線測溫方法，采用所述的一種無源無線測溫系統(tǒng)，測溫方法包括：

14、使所述導熱基座與待測溫部件接觸；

15、所述平板天線接收激勵射頻信號；

16、所述聲表面波諧振器響應(yīng)所述激勵射頻信號并產(chǎn)生包含溫度信息的頻率信號；

17、所述平板天線向所述終端發(fā)送所述包含溫度信息的頻率信號；

18、所述終端根據(jù)所述含溫度信息的頻率信號，解析出待測溫部件的溫度。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

20、本發(fā)明提供的一種無源無線測溫系統(tǒng)，導熱基座與待測溫部件接觸，導熱基座將待測溫部件的溫度傳導至聲表面波諧振器，聲表面波諧振器響應(yīng)激勵射頻信號并產(chǎn)生包含溫度信息的頻率信號，平板天線向終端發(fā)送包含溫度信息的頻率信號，終端根據(jù)含溫度信息的頻率信號，解析出待測溫部件的溫度。可見，通過采用聲表面波諧振器技術(shù)，可以實現(xiàn)對設(shè)備內(nèi)部溫度的直接精確的測量，特別是針對傳統(tǒng)紅外測溫技術(shù)難以觸及的區(qū)域，如被遮擋的高壓線纜。聲表面波諧振器不依賴于物體表面的紅外輻射，因此避免了光亮或拋光金屬表面反射導致的測量誤差，提高了測溫的準確性。同時，本發(fā)明的無源無線測溫系統(tǒng)無需外部電源供電，依靠接收到的激勵射頻信號即可工作，極大地簡化了系統(tǒng)的安裝與維護過程，降低了系統(tǒng)復雜性，同時也消除了因電源線或電池故障導致的潛在風險。本發(fā)明的無源無線測溫系統(tǒng)能夠?qū)崟r捕獲并傳輸溫度信息至終端，實現(xiàn)了對設(shè)備溫度的連續(xù)、不間斷監(jiān)測，實時性有利于及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在故障，進而有利于預防因設(shè)備過熱引發(fā)的絕緣層損壞、短路等嚴重問題，從而保障了電力系統(tǒng)和其他關(guān)鍵設(shè)施的安全穩(wěn)定運行。：相比傳統(tǒng)的手持式紅外測溫方式，本發(fā)明無需人工定期巡檢，降低了人力成本。同時，避免了人員在高溫、高壓或有毒有害環(huán)境下的直接暴露，保障了人員安全，提高了工作效率和監(jiān)測的可持續(xù)性。

21、為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

技術(shù)特征：

1.一種無源無線測溫系統(tǒng)，其特征在于，包括終端（1）和無源測溫組件（2），所述無源測溫組件（2）包括基板（20）、設(shè)置在所述基板（20）下表面的導熱基座（21）、設(shè)置在所述基板（20）上表面的聲表面波諧振器（22）以及設(shè)置在所述基板（20）上方的平板天線（23），所述導熱基座（21）用于與待測溫部件接觸，所述導熱基座（21）與所述聲表面波諧振器（22）熱傳導連接，所述聲表面波諧振器（22）與所述平板天線（23）電連接，所述平板天線（23）用于接收激勵射頻信號，所述聲表面波諧振器（22）用于響應(yīng)所述激勵射頻信號并產(chǎn)生包含溫度信息的頻率信號，所述平板天線（23）還用于向所述終端（1）發(fā)送所述包含溫度信息的頻率信號；所述終端（1）用于根據(jù)所述含溫度信息的頻率信號，解析出待測溫部件的溫度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無源無線測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述終端（1）包括收發(fā)天線（10）、與所述收發(fā)天線（10）電連接的激勵射頻信號產(chǎn)生模塊（11）、以及與所述收發(fā)天線（10）電連接的頻率信號解析模塊（12），所述激勵射頻信號產(chǎn)生模塊（11）用于產(chǎn)生激勵射頻信號，所述收發(fā)天線（10）用于將所述激勵射頻信號發(fā)送至所述平板天線（23）；所述收發(fā)天線（10）還用于接收所述包含溫度信息的頻率信號，所述頻率信號解析模塊（12）用于根據(jù)所述含溫度信息的頻率信號，解析出待測溫部件的溫度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無源無線測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述平板天線（23）與所述收發(fā)天線（10）的頻率相同。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無源無線測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)所述含溫度信息的頻率信號，解析出待測溫部件的溫度，具體為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無源無線測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述無源測溫組件（2）還包括繞線電感，所述繞線電感設(shè)置在所述基板（20）上，所述繞線電感的一端與所述聲表面波諧振器（22）電連接，所述繞線電感的另一端接地。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無源無線測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述導熱基座（21）與所述聲表面波諧振器（22）之間的基板（20）上下表面貫穿開設(shè)有若干通孔，利用穿過所述通孔的導熱材料實現(xiàn)所述導熱基座（21）與所述聲表面波諧振器（22）的熱傳導連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無源無線測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述平板天線（23）平行設(shè)置在所述基板（20）的正上方，所述平板天線（23）下表面距所述基板（20）上表面的距離為2.3mm~2.7mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種無源無線測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述平板天線（23）的側(cè)邊設(shè)置有插接板（230），所述基板（20）上開設(shè)有與所述插接板（230）對應(yīng)的插接孔，所述插接板（230）插接在所述插接孔內(nèi)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無源無線測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述導熱基座（21）的上端面向下開設(shè)有凹槽（210），所述導熱基座（21）呈u型塊狀。

10.一種無源無線測溫方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1至9任一項所述的一種無源無線測溫系統(tǒng)，測溫方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種無源無線測溫系統(tǒng)和測溫方法，包括終端和無源測溫組件，所述無源測溫組件包括基板、設(shè)置在所述基板下表面的導熱基座、設(shè)置在所述基板上表面的聲表面波諧振器以及設(shè)置在所述基板上方的平板天線，所述導熱基座用于與待測溫部件接觸，所述導熱基座與所述聲表面波諧振器熱傳導連接，所述聲表面波諧振器與所述平板天線電連接，所述平板天線用于接收激勵射頻信號，所述聲表面波諧振器用于響應(yīng)所述激勵射頻信號并產(chǎn)生包含溫度信息的頻率信號，所述平板天線還用于向所述終端發(fā)送所述包含溫度信息的頻率信號；所述終端用于根據(jù)所述含溫度信息的頻率信號，解析出待測溫部件的溫度。本發(fā)明的目的在于解決溫度測量誤差大以及溫度監(jiān)測效率低下的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：李靜波,張志遠,金琮粟,呂澳,梁晨,楊鑫,朱孝天,王興宇,劉博浩,于海珊,李博宇,劉劍韜,樊燕來
受保護的技術(shù)使用者：國網(wǎng)北京市電力公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30