一種基于無源無線聲表面波傳感器的在線測溫系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力無源無線測溫領域，特別是一種基于無源聲表面波傳感器的在線 測溫系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 電力系統(tǒng)的安全和運營效率關系到整個國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活的穩(wěn)定。對電 力設備進行狀態(tài)監(jiān)測是保證電網(wǎng)安全運營和電力系統(tǒng)資源優(yōu)化利用的最有效方法，其中溫 度是電力設備狀態(tài)監(jiān)測的最重要數(shù)據(jù)之一。電力設備局部溫度的異常升高，意味著可能發(fā) 生短路或絕緣老化，通過對電力設備溫度的監(jiān)測，可實時了解電力設備的運行情況，在發(fā)生 設備隱患的第一時間就能發(fā)現(xiàn)并處理隱患，保證電力系統(tǒng)的安全運營。目前對電力設備的 測溫方式可概括為：熱電偶、紅外測溫、光纖光柵、有源無線，其存在電力設備種類繁多、結 構復雜、電磁干擾強等問題，導致各類測溫手段缺乏普遍適應性，實際應用性差。特別是在 開關柜、變壓器等電力設備中，絕緣性、抗電磁干擾性要求較高，導致其觸點運行溫度不易 被監(jiān)測。如何開發(fā)出一種抗干擾能力強、適用范圍廣的在線測溫系統(tǒng)已經(jīng)成為急需解決的 技術問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所解決的技術問題在于提供一種基于無源無線聲表面波傳感器的在線測 溫系統(tǒng)。
[0004] 實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術解決方案為：一種基于無源無線聲表面波傳感器的在線測 溫系統(tǒng)，包括核心控制模塊、若干個相同的無源聲表面波傳感器、無線射頻發(fā)射模塊、無線 射頻接受模塊、射頻開關、第一天線、第二天線、顯示器、聲光報警裝置和存儲器，所述無線 射頻發(fā)射模塊、無線射頻接受模塊、射頻開關、顯示器、聲光報警裝置和存儲器均與核心控 制模塊相連，無線射頻發(fā)射模塊、無線射頻接受模塊和第一天線均與射頻開關相連，每個無 源聲表面波傳感器均與對應的第二天線相連；
[0005] 其中核心控制模塊通過無線射頻發(fā)射模塊與射頻開關進行連接組成射頻發(fā)射回 路，射頻開關通過第一天線將射頻查詢脈沖信號發(fā)射出去；聲表面波傳感器與第二天線連 接，用于接收射頻查詢脈沖信號并返回射頻信號；射頻開關再通過無線射頻接收模塊與核 心控制模塊進行連接組成射頻接收回路，核心控制模塊控制射頻開關撥向射頻接收回路， 該回路接收每個聲表面波傳感器返回的射頻信號，信號經(jīng)無線射頻接收模塊處理后送與核 心控制模塊處理；顯示器用來顯示溫度值，聲光報警裝置用來產(chǎn)生聲光報警信號，存儲器用 來存數(shù)據(jù)。
[0006] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點為：1)本發(fā)明的一種基于無源無線聲表面波 傳感器的在線測溫系統(tǒng)，采用聲表面波射頻識別技術實現(xiàn)溫度監(jiān)測，具有良好的絕緣性和 抗電磁干擾性，解決了開關柜、變壓器等電力設備內(nèi)觸點運行溫度不宜被監(jiān)測的難題。實現(xiàn) 了電力設備測溫的無人化、自動化，將提高設備施工效率，降低設備運行維護成本，減少了 安全隱患。2)核心控制模塊采用DSP芯片，無線射頻發(fā)射、接收模塊分別采用射頻發(fā)射芯片 與超外差無線接收芯片，射頻開關采用可控高速射頻開關芯片，結構簡單，性能高，便于實 施。
[0007] 下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。
【附圖說明】
[0008] 圖1為本發(fā)明的原理框圖。
[0009] 圖2為本發(fā)明的無源聲表面波傳感器結構圖。
[0010] 圖3為本發(fā)明的無線射頻發(fā)射模塊電路圖。
[0011] 圖4為本發(fā)明的無線射頻接收模塊電路圖。
[0012] 圖5為本發(fā)明的基于LMS的自適應濾波器結構圖。
[0013] 圖中編號所代表的含義為：1-無源聲表面波傳感器，2-核心控制模塊，3-無線射 頻發(fā)射模塊，4-無線射頻接收模塊，5-射頻開關，6-裝置天線，7-傳感器天線，8-顯示器， 9_聲光報警裝置，10-存儲器，11-叉脂換能器，12-壓電基底，13-反射柵，14-天線接口， 15-數(shù)字濾波器，16-自適應濾波模塊。
【具體實施方式】
[0014] 結合圖1，本發(fā)明的一種基于無源無線聲表面波傳感器的在線測溫系統(tǒng)，包括核心 控制模塊2、若干個相同的無源聲表面波傳感器1、無線射頻發(fā)射模塊3、無線射頻接受模塊 4、射頻開關5、第一天線6、第二天線7、顯示器8、聲光報警裝置9和存儲器10,所述無線射 頻發(fā)射模塊3、無線射頻接受模塊4、射頻開關5、顯示器8、聲光報警裝置9和存儲器10均 與核心控制模塊2相連，無線射頻發(fā)射模塊3、無線射頻接受模塊4和第一天線6均與射頻 開關5相連，每個無源聲表面波傳感器1均與對應的第二天線7相連；
[0015] 其中核心控制模塊2通過無線射頻發(fā)射模塊3與射頻開關5進行連接組成射頻發(fā) 射回路，射頻開關5通過第一天線6將射頻查詢脈沖信號發(fā)射出去；聲表面波傳感器1與第 二天線7連接，用于接收射頻查詢脈沖信號并返回射頻信號；射頻開關5再通過無線射頻 接收模塊4與核心控制模塊2進行連接組成射頻接收回路，核心控制模塊2控制射頻開關 5撥向射頻接收回路，該回路接收每個聲表面波傳感器1返回的射頻信號，信號經(jīng)無線射頻 接收模塊4處理后送與核心控制模塊2處理；顯示器8用來顯示溫度值，聲光報警裝置9用 來產(chǎn)生聲光報警信號，存儲器10用來存數(shù)據(jù)。
[0016] 所述核心控制模塊2采用TI公司的高速、低功耗TMS320C5509 DSP數(shù)字處理芯片， 控制無線射頻發(fā)射模塊3輸出射頻脈沖信號，對無線射頻接收模塊4輸出的基帶信號進行 處理，控制射頻開關5與無線射頻發(fā)射、接收回路的通斷。
[0017] 結合圖2,所述的無源聲表面波傳感器1包括叉脂換能器11、壓電基底12、反射柵 13和天線接口 14,反射柵13和叉脂換能器11均位于壓電基底12上，反射柵13位于叉脂 換能器11的兩側，叉脂換能器11上設置天線接口 14。
[0018] 連接在無源聲表面波傳感器1上面的天線接收到射頻脈沖信號，經(jīng)內(nèi)部叉脂換能 器IDT利用逆壓電效應把天線接收到的射頻脈沖信號轉換成聲表面波脈沖信號在壓電基 片上進行縱向傳播，經(jīng)兩側反射柵反射疊加，再由IDT逆壓電效應產(chǎn)生電信號經(jīng)過傳感器 天線7發(fā)出。
[0019] 結合圖3,所述無線射頻發(fā)射模塊電路3包括芯片PT4450、第一晶振Yl、第一電容 CU第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6、第一電阻RU第二電 阻R2、第三電阻R3、第一電感LU第二電感L2。PT4450的6腳OSCIN通過第一晶振Yl與 PT4450的1腳OSCOUT相連，該引腳還通過通過第一電容Cl接地。PT4450的5腳VDD通過 第二電容C2接地，該引腳還與電源VCC相連。PT4450的4腳DIN通過第一電阻Rl接地，該 引腳還通過第二電阻R2與DSP芯片TMS320C5509的引腳DATAIN相連。PT4450的2腳VSS 接地。PT4450的3腳PAOUT與第三電容C3 -端相連，第三電容C3另一端與第二電感L2 - 端相連，第二電感L2另一端與天線相連，該電感另一端還通過第六電容C6接地，該電容還 通過第四電容C4接地。PT4450的3腳PAOUT還與第一電感Ll 一端相連，第一電感Ll另一 端通過第五電感C5接地，該電感另一端還通過第三電阻R3與電源VCC相連。經(jīng)過加密的 數(shù)據(jù)進入PT4450的6腳DIN，當DIN引腳為高電平時觸發(fā)電路，單觸發(fā)電路打開功率放大 器和震蕩器，高頻振蕩信號輸出給功率放大器，從PAOUT引腳輸出，經(jīng)天線匹配網(wǎng)絡發(fā)射出 去，當DIN腳為低電平時，功率放大器關閉，但保持振蕩。當DIN引腳輸入一組脈沖信號時， 芯片內(nèi)部會產(chǎn)生高頻信號，經(jīng)內(nèi)部功率放大器進行功率放大，從PPT4450的3腳PAOUT輸出 一組射頻脈沖信號，經(jīng)射頻開關5把射頻信號從裝置天線6發(fā)射出去。
[0020] 結合圖4,無線射頻接收模塊電路4包括芯片MAX1473,第二晶振Y3、第七電容 C13、第八電容C19、第九電容C20、第十電容C21、第^-一電容C22、第十二電容C23、第十三 電容