[发明专利]一种无线无源测温系统及方法

说明书

本发明涉及一种无线无源测温系统，包括至少一个读写器以及与所述读写器配合的至少一组测温单元。一组所述测温单元包括布置在现场各测温点上的复数个温度传感器、布置在现场能够辐射该组所有温度传感器的至少一条天线以及与天线一一对应设置的至少一条射频线。读写器通过所述射频线向所述天线发送超高频电磁波，天线向外辐射接收到的超高频电磁波。温度传感器接收并反射该组天线发射的超高频电磁波，该组的天线接收到各所述温度传感器反射的电磁波信号；所述反射的电磁波信号反映了电气设备的温度值变化情况。所述远程监控模块实时监控现场电气设备的温度情况，若测温点的温度超过阈值，则发送预警信息至远程监控模块。

技术领域

本发明涉及一种无线无源测温系统及方法，属于电网自动化领域。

背景技术

电力系统的高压开关柜、环网柜、高压线缆接头、刀闸开关等重要设备，在长期运行中可能出现设备老化，表面氧化、腐蚀，紧固螺栓松动等问题，容易导致温度异常升高。如不及时发现处理，可能引起熔融、燃烧甚至爆炸等安全事故。基于电力设备的电气特性，要求测温系统以无源无线的方式采集温度，同时要求测温系统可对设备关键结点(如母排、动静触头、堵头等)温度进行实时记录并在大数据分析基础上进行安全预警。

现有的无线无源温度传感器主要分为以下三种：

第一种为LC谐振式温度传感器，工作原理为：温度发生变化引起电路中敏感材料磁性参数发生变化，从而导致电感值的变化。电感与谐振频率成反比例关系，故谐振频率的变化表征了温度的变化情况。测量谐振频率并以无线方式进行传递。LC谐振式温度传感器结构简单、可靠性腔、易于加工，但磁场靠近金属表面时会被吸收而形成涡流，影响测量结构的准确度和信号传输距离。

第二种为声表面波(SVW)温度传感器，工作原理如下：声表面波温度传感器将接收到电磁波信号转换为声表面波信号感应温度，将含有温度信息的声表面波信号转换为电磁波信号再发送至接收设备，经分析处理得到被测物体的温度。具体参见公开号为CN207317964U的专利《一种开关柜测温用无线无源声表面波传感器》声表面波温度传感器安装难度低但容易受环境影响，测温精准度低。

第三种为电磁波反射式传感器，工作原理为：外界温度变化引发传感器材料本身的性能变化或集成天线的输入抗阻和增益等参数的改变，从而引发返回到发射装置的信号变化。《无源无线贴片反射式高温温度传感器研究》介绍了一种适用于高温环境的反射式温度传感器，该温度传感器与贴片传输天线高度集成。电磁波反射式传感器的研究起步时间较晚，目前将其应用在电网设备进行温度测量的实用化案例较少。

专利号为CN110726491A的发明专利《电力系统用无线测温监控装置及其方法》中，磁吸式天线连接到读写器上的天线接口处,向外发射出电磁波能量，同时接收测温标签反馈回来的电磁波信号，并通过读写器反馈至控制终端；控制终端内安装有测温系统，该测温系统对处于运行状态的设备的温度数据进行远程监控和记录。该专利中的磁吸式天线与读写器直接连接，不能充分利用电磁波的信号传播距离；同时读写器管理范围内温度传感器传感器数量较少，从而限制了读写器数据汇总和数据处理能力。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种无线无源测温系统及方法，天线与读写器之间通过射频线传输超高频电磁波，使读写器与多个天线连接，同时延长了天线与读写器之间的通信距离。

本发明的技术方案如下：

技术方案一：

一种无线无源测温系统，包括至少一个读写器以及与所述读写器配合的至少一组测温单元，一组所述测温单元包括布置在现场各测温点上的复数个温度传感器、布置在现场能够辐射该组所有温度传感器的至少一条天线以及与天线一一对应设置的至少一条射频线；

所述读写器通过所述射频线与对应的天线电连接，通过所述射频线向所述天线发送超高频电磁波，所述天线向外辐射接收到的超高频电磁波；