[发明专利]无源无线温度传感器阅读装置

说明书

本发明公开了一种无源无线温度传感器阅读装置，包括：射频发射模块、天线模块、接收放大模块、选频模块、信号处理模块、控制模块、信号传输模块，其中，天线模块与射频发射模块、接收放大模块分别电连接、选频模块与接收放大模块、信号处理模块分别电连接，控制模块与射频发射模块、天线模块、接收放大模块、选频模块、信号处理模块和信号传输模块分别电连接。本发明提供的无源无线温度传感器阅读装置，利用多通道的选频模块，在不增加带宽的基础上，可对频率差异很小的多个温度传感器进行读取，有效增加同一空间内可读取的无源无线温度传感器数量，以满足电缆通道等有较多传感器数量要求的场景。

技术领域

本发明涉及无线传感和电力监测领域，具体地，涉及一种无源无线温度传感器阅读装置。

背景技术

基于声表面波（surface acoustic wave, 简写为SAW）技术的无源、无线感知技术利用压电晶体表面传播的SAW速度对晶体基片的温度、应力、杨氏模量和质量加载等效应的敏感特性，从而制成多种不同类型的多功能物理/化学量传感器，是一个具有广阔应用前景的理想技术平台，是继陶瓷、半导体、MEMS和光纤等传感技术之后的新型传感器技术。在SAW传感信息获取过程中，巧妙地利用压电和逆压电效应，实现电磁波与声表面波的换能变换，仅被动地反射查询电磁波脉冲，因此本质地具有纯无源、信息无线传输的特点，无须考虑传感器供电、高电压绝缘等问题。因器件不牵涉半导体材料中电子的迁移过程，故寿命长、抗放电冲击和抗电磁场等干扰能力强，可耐受高低温（-200-1000℃）；传感器尺寸小（厘米级），重量轻，易于结构设计与安装，目前SAW测温新型传感器已经被广泛报道并试点应用。

在SAW无线传感系统中，阅读器通过阅读器天线发射窄带电磁波，该电磁波被传感器天线接收，激励由压电工艺制作的单端口声表面波谐振器（SAWR），通过逆压电效应，叉指换能器（IDT）将传感器天线接收的电磁波转换为窄带声表面波。单端口声表面波谐振器的实际谐振频率则由谐振腔的结构以及基片所处的环境影响决定（如温度、应变等）。当激励消失之后，带内各频率分量的声表面波会以不同的时间常数自由衰减振荡，只有频率与SAWR固有谐振频率相同的电磁波持续时间最长。IDT通过压电效应将声表面波再次转化为电磁波并由天线辐射出来。阅读器接收受温度影响的衰减振荡电磁波后估计出SAWR的固有谐振频率，即可实现温度的无线测量。

但由于采用频率来区分同一空间内的多个传感器，每个传感器需要占用一定的带宽，而总带宽有限，在现有的技术中，通过划定一个固定的信号通道给每一个传感器使用，这就限制了在同一空间内能使用的传感器数量，因此需要改进阅读装置的机制，降低信号通道的带宽或者可以灵活地重配置信道，以便容纳更多的传感器。

发明内容

针对现有监测技术中，同一空间内，需要多个无源无线传感器同时监测，而现有技术能同时读取的无线传感器数量有限的问题，本发明的目的是提供一种用于提升同一空间内允许读取传感器数量的无源无线温度传感器阅读装置。

本发明的技术解决方案是：

一种无源无线温度传感器阅读装置，包括：射频发射模块、天线模块、接收放大模块、选频模块、信号处理模块、控制模块、信号传输模块，其中，天线模块与射频发射模块、接收放大模块分别电连接、选频模块与接收放大模块、信号处理模块分别电连接，控制模块与射频发射模块、天线模块、接收放大模块、选频模块、信号处理模块和信号传输模块分别电连接。

优选地，所述的无源无线温度传感器阅读装置，选频模块包括信号分配模块、下变频模块和本振模块和带通滤波模块。

优选地，所述的无源无线温度传感器阅读装置，信号分配模块的输入端口数量为1个，信号分配模块的输出端口数量至为2个或以上。

优选地，所述的无源无线温度传感器阅读装置，下变频模块的输出是本振模块的输出频率信号与信号分配模块的输出频率信号的差值，且仅当信号分配模块的输出频率信号大于本振模块的输出频率信号时，下变频模块才输出信号。