多功能傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力檢測設(shè)備領(lǐng)域，具體公開一種多功能傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力系統(tǒng)中，GIS設(shè)備(氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備)具有運(yùn)行可靠性高、維護(hù)方便，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)而越來越得到廣泛的應(yīng)用。然而有兩種因素會很容易造成GIS設(shè)備的絕緣事故，它們分別是:局部放電和微量水分。一旦GIS設(shè)備發(fā)生絕緣事故，電壓等級越高，停電造成的損失越大。因此，目前對于GIS設(shè)備絕緣狀態(tài)的評估，主要是通過對GIS設(shè)備內(nèi)部的局部放電情況和微水含量來判斷，其監(jiān)測方法是在不同位置分別安裝局部放電傳感器和微水傳感器進(jìn)行檢測。
[0003]運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，采用現(xiàn)有這種監(jiān)測技術(shù)存在一系列問題:
[0004](I)微水傳感器安裝在GIS設(shè)備的氣體補(bǔ)氣口或監(jiān)測口上，與氣室有較長一段距離，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的缺陷導(dǎo)致傳感器不能準(zhǔn)確反映氣室內(nèi)部的微水的真實(shí)含量；
[0005](2)由于采用由多個(gè)單一傳感器所組成的測試系統(tǒng)，這種監(jiān)測系統(tǒng)體積大，布線復(fù)雜，功耗大，而且各個(gè)傳感器需要分別做信號處理，信號傳輸過程中受干擾概率大大增加；
[0006](3)由于GIS設(shè)備內(nèi)部充滿了高氣壓SF6氣體，因此安裝的傳感器越多，意味著漏氣點(diǎn)越多，一旦漏氣將導(dǎo)致GIS設(shè)備不能正常工作；
[0007](4)這種傳統(tǒng)的單一型傳感器只能測量一個(gè)物理量，然而為了準(zhǔn)確全面的認(rèn)識被測對象并評估各種環(huán)境因素對于測試結(jié)果的影響，往往需要同時(shí)測量多個(gè)物理量。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于:為解決以上問題提供一種將兩種敏感元件制作在同一種材料上的內(nèi)置式一體化多功能傳感器，能同時(shí)測量局部放電和微水這兩個(gè)參數(shù)，容易實(shí)現(xiàn)信號補(bǔ)償和校正，具有集成度高、體積小、準(zhǔn)確度高和漏氣點(diǎn)少。
[0009]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是這樣的:
[0010]多功能傳感器，該傳感器由環(huán)氧樹脂做襯底，在其表面制備一定厚度的金屬鋁；通過對金屬鋁刻蝕制成用于對碳納米薄膜電學(xué)參數(shù)檢測的叉指電極和用于接收電磁波的微帶天線，一體化設(shè)計(jì)；在所述叉指電極和所述微帶天線處設(shè)置有信號傳輸線。
[0011]進(jìn)一步地，所述金屬銷的厚度為0.8?1.2 μπι。
[0012]進(jìn)一步地，所述碳納米薄膜由MWNTs_Si02復(fù)合材料制成。
[0013]綜上所述，由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0014]1.本實(shí)用新型是將兩種敏感元件制作在同一個(gè)環(huán)氧樹脂襯底材料上，制成集成化多功能傳感器，使一個(gè)傳感器能同時(shí)測量兩個(gè)參數(shù)，由于集成在一個(gè)芯片上，各敏感元件的工作條件相同，容易實(shí)現(xiàn)信號補(bǔ)償和校正，具有集成度高、體積小、測試功能強(qiáng)等特點(diǎn)。
[0015]2.對于微水檢測采用碳納米薄膜作為敏感材料，碳納米薄膜作為擁有納米級直徑與微米級長度的微納米材料，具有表面積大、吸附能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，其對水分子的吸附以物理吸附為主，吸附與脫附過程所需時(shí)間較短，因此采用碳納米薄膜制做成的這種濕度傳感器具有響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)，由于碳納米薄膜獨(dú)特的電學(xué)特性，使得其靈敏度更高。
[0016]3.對于局部放電檢測采用基于Koch邊界的分形天線進(jìn)行接收。該天線是一種平面微帶天線，是基于分形原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，其多頻帶的特性可以有效地?cái)U(kuò)展天線的頻帶。該微帶天線是一種二維的平面結(jié)構(gòu)天線，尺寸很小，不會畸變GIS內(nèi)部電場，對電磁波信號的接收性能好。
[0017]4.采用該多功能傳感器所構(gòu)成的測試系統(tǒng)可減少傳感器的數(shù)量和安裝電纜數(shù)量，從而減小測試系統(tǒng)的體積和功耗。此外，安裝的傳感器數(shù)量越少，漏氣點(diǎn)越少，運(yùn)行也越可
A+-.與巨O
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型多功能傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖中標(biāo)記:1、襯板；2、碳納米薄膜；3、叉指電極；4、微帶天線。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作詳細(xì)的說明。
[0021]如圖1所示，多功能傳感器，采用環(huán)氧樹脂做襯底1，通過真空蒸鍍的方法，在襯底表面制備厚度為Ium的金屬鋁，通過對制得的鋁膜進(jìn)行光刻、腐蝕，制成用于對碳納米薄膜2 (MWNTs-Si02復(fù)合材料)電學(xué)參數(shù)檢測的叉指電極3和用于接收電磁波的微帶天線4 ;利用絲網(wǎng)印刷工藝在叉指電極3表面均勻涂覆由MWNTs，Si02、乙基纖維素與松油醇配制的漿料，再利用燒結(jié)工藝去除乙基纖維素和松油醇等有機(jī)物，制得碳納米薄膜2 ;在所述叉指電極3和所述微帶天線4處設(shè)置有信號傳輸線。
[0022]檢測時(shí)，利用碳納米薄膜2在不同濕度環(huán)境中的"漲縮"性來改變叉指電極3間的介電常數(shù)，從而導(dǎo)致所述叉指電極3和所述微帶天線4處設(shè)置的信號傳輸線之間的電容發(fā)生改變，通過測量電容量可獲得微水含量；同時(shí)，利用基于Koch邊界分形的微帶天線4接收局部放電時(shí)產(chǎn)生的電磁波，并轉(zhuǎn)化為高頻電流，用所述微帶天線4處設(shè)置的信號傳輸線作為饋線進(jìn)行饋電，傳輸給檢測設(shè)備。因此，通過該傳感器可同時(shí)測量微水含量和局部放電量這兩個(gè)參量。
[0023]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.多功能傳感器，其特征在于:該傳感器由環(huán)氧樹脂做襯底，在其表面制備一定厚度的金屬鋁；通過對金屬鋁刻蝕制成用于對碳納米薄膜電學(xué)參數(shù)檢測的叉指電極和用于接收電磁波的微帶天線，一體化設(shè)計(jì)；在所述叉指電極和所述微帶天線處設(shè)置有信號傳輸線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能傳感器，其特征在于:所述金屬鋁的厚度為0.8?L 2 μ m0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能傳感器，其特征在于:所述碳納米薄膜由MWNTs-Si02復(fù)合材料制成。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種多功能傳感器，該傳感器由環(huán)氧樹脂做襯底，在其表面制備一定厚度的金屬鋁；通過對金屬鋁刻蝕制成用于對碳納米薄膜電學(xué)參數(shù)檢測的叉指電極和用于接收電磁波的微帶天線，一體化設(shè)計(jì)；在所述叉指電極和所述微帶天線處設(shè)置有信號傳輸線；本實(shí)用新型將兩種敏感元件制作在同一種材料上的內(nèi)置式一體化多功能傳感器，能同時(shí)測量局部放電和微水這兩個(gè)參數(shù)，容易實(shí)現(xiàn)信號補(bǔ)償和校正，具有集成度高、體積小、準(zhǔn)確度高和漏氣點(diǎn)少的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01R31-12, G01N27-22
【公開號】CN204462064
【申請?zhí)枴緾N201520185047
【發(fā)明人】吳勇峰, 王偉
【申請人】江蘇峰工電氣科技有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月27日