无线无源传感器:一种无源无线温度传感器的制作方法

2021/11/02 07:05 · 传感器知识资讯 ·  · 无线无源传感器:一种无源无线温度传感器的制作方法已关闭评论
摘要:

无线无源传感器:一种无源无线温度传感器的制作方法本实用新型涉及温度传感器技术领域,具体为一种无源无线温度传感器。背景技术:所谓温度传感器(temperaturetransducer)是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表

无线无源传感器:一种无源无线温度传感器的制作方法

本实用新型涉及温度传感器技术领域,具体为一种无源无线温度传感器。
背景技术:
所谓温度传感器(temperature transducer)是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类,按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类,随着科学技术的发展,温度传感器的种类也越来越多,而且功能也越来越强大,其中涉及到一种无源无线温度传感器,这种温度传感器不需要使用外来接电源的传感器且可以通过外部获取到无限制的能源的感应传感器,与普通的温度传感器相比,普通的温度传感器采用常规的热电偶、热电阻、半导体温度传感器等来进行测温的方式,需要金属导线传输信号,抗电磁干扰、电气隔离、绝缘性能差。光纤温度传感器采用光导纤维传输温度信号,光导纤维具有优异的绝缘性能,能够隔离开关柜内的高压,因此光纤温度传感器能够直接安装到开关柜内的高压触点上,准确测量高压触点的运行温度,实现开关柜触点运行温度的在线监测。然而,光纤易折、易断、不耐高温。积累灰尘后易导致光纤沿面放电从而使绝缘性降低,且受开关柜结构影响,在柜内布线难度较大。另外,光纤测温的成本也相对较高。红外测温为非接触式测温,易受环境及周围的电磁场和空气温度干扰,另外开关柜内的空间非常狭小,无法安装红外测温探头,因为探头必须与被测物体保持一定的安全距离,并需要正对被测物体的表面,要求被测量点能够在视野内并无遮掩,并且表面干净以确保准确性。有源的无线温度传感器尺寸通常相对较大,并且需经常更换电池,系统维护成本较高。同时,电池不适于在高温状态下工作,特别是高于85摄氏度的高温工作环境。声表面波无源无线传感器:该传感器可以实现无需电池与接收设备之间无线电气连 接,但是,该传感器只能适用压电材料表面测温、表面射频信号传播距离较短、接收设备和该传感器价格昂贵,推广应用受限制,由此可见,现有的用于监控温度的温度传感器,容易受周边环境和电磁场的干扰、耐高温性和绝缘性差、布线和安装复杂、成本高、维护不方便、寿命短。
所以,如何设计一种无源无线温度传感器,成为我们当前要解决的问题。
技术实现要素:
本实用新型的目的在于提供一种无源无线温度传感器,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种无源无线温度传感器,包括装置主体,所述装置主体的顶端安装有数码显示管,所述数码显示管的一侧设有信号灯,所述装置主体的侧面安装有电源开关,所述电源开关和信号灯之间电性连接,所述电源开关的底部设有控制面板,所述控制面板的侧面设有固定槽,所述控制面板和固定槽之间固定连接,所述数码显示管的底部设有温度采集模块,所述温度采集模块的内部设有中心轴,所述中心轴的侧面安装有左侧固定块和右侧固定块,所述左侧固定块和右侧固定块均与中心轴活动连接,所述温度采集模块的底部安装有换能器,所述换能器的一侧设有反射删,所述反射删和换能器之间信号连接,所述温度采集模块的侧面设有处理芯片,所述处理芯片的一侧设有电感式自取电电源模块,所述电感式自取电电源模块的内部安装有电感线圈生电线圈,所述电感线圈生电线圈的一侧设有蓄电电路,所述蓄电电路的一侧设有电源管理电路,所述电感线圈生电线圈、蓄电电路和电源管理电路均与电感式自取电电源模块之间信号连接。
进一步的,所述装置主体的顶端安装有无线接收器,所述无线接收器和无线接收模块之间信号连接。
进一步的,所述装置主体的底部安装有若干个对称的支腿,所述支腿和 装置主体固定连接。
进一步的,所述左侧固定块和右侧固定块的底部均设有固定块,所述左侧固定块和右侧固定块均与固定块固定连接。
进一步的,所述温度采集模块的内部安装有A/D转换电路和信号放大电路,所述A/D转换电路和信号放大电路均与温度采集模块信号连接。
进一步的,所述温度采集模块、电感式自取电电源模块、数码显示管和无线接收模块均与处理芯片电性连接。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:该种无源无线温度传感器,通过温度采集模块,处理芯片和无线接受模块供电,电感式自取电电源模块1通过电感线圈生电电路产生感应电流,并通过蓄电电路储存电量,通过处理芯片将处理后得到的全部数据信号通过无线接收器在规定的工作频率段予以实时发送和接收,完成本装置主体的自取电源、测温和无线发送的功能,具有结构简单、安装方便、成本低、可靠和使用效果好等优点,便于推广应用。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图;
图2是本实用新型的局部结构示意图;
图3是本实用新型的模块示意图;
图中:1-信号灯;2-电源开关;3-控制面板;4-支腿;5-固定槽;6-温度采集模块;7-换能器;8-反射删;9-处理芯片;10-电感式自取电电源模块;11-装置主体;12-无线接收器;13-数码显示管;14-左侧固定块;15-固定块;16-中心轴;17-右侧固定块;18-电感线圈生电电路;19-蓄电电路;20-电源管理电路;21-A/D转换电路;22-信号放大电路;23-无线接收模块。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部 分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-3,本实用新型提供一种技术方案:一种无源无线温度传感器,包括装置主体11,所述装置主体11的顶端安装有数码显示管13,所述数码显示管13的一侧设有信号灯1,所述装置主体11的侧面安装有电源开关2,所述电源开关2和信号灯1之间电性连接,所述电源开关2的底部设有控制面板3,所述控制面板3的侧面设有固定槽5,所述控制面板3和固定槽5之间固定连接,所述数码显示管13的底部设有温度采集模块6,所述温度采集模块6的内部设有中心轴16,所述中心轴16的侧面安装有左侧固定块14和右侧固定块17,所述左侧固定块14和右侧固定块17均与中心轴16活动连接,所述温度采集模块6的底部安装有换能器7,所述换能器7的一侧设有反射删8,所述反射删8和换能器7之间信号连接,所述温度采集模块6的侧面设有处理芯片9,所述处理芯片9的一侧设有电感式自取电电源模块10,所述电感式自取电电源模块10的内部安装有电感线圈生电线圈18,所述电感线圈生电线圈18的一侧设有蓄电电路19,所述蓄电电路19的一侧设有电源管理电路20,所述电感线圈生电线圈18、蓄电电路19和电源管理电路20均与电感式自取电电源模块10之间信号连接。
进一步的,所述装置主体11的顶端安装有无线接收器12,所述无线接收器12和无线接收模块23之间信号连接,所述无线接收器12在规定的工作频率段予以实时发送和接收。
进一步的,所述装置主体11的底部安装有若干个对称的支腿4,所述支腿4和装置主体11固定连接,所述支腿4由钢铁材料制成,具有良好的防磨性。
进一步的,所述左侧固定块14和右侧固定块17的底部均设有固定块15, 所述左侧固定块14和右侧固定块17均与固定块固定连接,增加了装置的稳定性。
进一步的,所述温度采集模块6的内部安装有A/D转换电路21和信号放大电路22,所述A/D转换电路21和信号放大电路22均与温度采集模块6信号连接,所述A/D转换电路21转换为数据信号,对信号进行处理。
进一步的,所述温度采集模块6、电感式自取电电源模块10、数码显示管13和无线接收模块23均与处理芯片9电性连接,所述数码显示管13可显示装置主体测量的温度。
工作原理:首先,电感式自取电电源模块10分别为温度采集模块6,处理芯片9和无线接受模块23供电,电感式自取电电源模块10通过电感线圈生电电路18产生感应电流,并通过蓄电电路19储存电量,电源管理电路20则对当前蓄电电路19的电量积累情况进行监测,当蓄电电路19储存的电量积累达到一定量时,电源管理电路20将控制蓄电电路19进行供电,以便为温度采集模块6与处理芯片9提供足够强的电流和使无线接收模块23产生足够强的无线射频信号,与此同时,温度采集模块6通过热电阻温度传感器感应到的温度信号首先传送给信号放大电路22予以放大处理,然后通过A/D转换电路21转换为数据信号发送给处理芯片9,处理芯片9再将温度采集模块6发来的数据信号进行处理,然后处理芯片9将处理后得到的全部数据信号通过无线接收器12在规定的工作频率段予以实时发送和接收,即完成本装置主体11的自取电源、测温和无线发送的功能。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

无线无源传感器:关于无源无线测温传感器原理的介绍

  对于已经投入使用的变电站,配电室增加无线测温系统,以往的解决方案都要在开关柜上开孔,安装接收装置,耗费大量的人力物力财力,停电的时间也比较长,且需要专业人员施工,十分不方便。新型集中式无源无线测温传感器主要针对已经投入使用的变电站,配电室增加无线测温系统改造的特殊情况,提出新型解决方案特别适用于改造已有站和户外设备测温,亦适用于新站。
  接触电阻值增加,持续通流状态下将会加速设备连接点氧化,氧化结果又促使接触电阻值继续增加,发热加剧,温度持续上升,导致高温过热。而高温过热问题又是一个不断发展的过程,如果不加以控制,过热程度会不断加剧,每次温度变化所增加的接触电阻值,将会使下一次循环的热量增加。
  所增加的温度又使接头的工作状况进一步变坏,因而形成恶性循环,严重影响电气设备的使用寿命。传统的温度测量方式周期长、施工复杂,效率低,不便于管理,发生故障时要耗费大量的人力物理排查和重新铺设线缆。而在特定场合下监测点分散、环境封闭或有高电压,很多测温方式无法实现测量工作。
  无线温度在线监测系统是集先进传感技术、数字识别技术、无线通信技术、低功耗技术、抗干扰技术以及自动化控制技术为一体的高新技术产品,由无线温度显示仪、无线温度传感器、后台管理系统组成。可对多种恶劣环境条件下的设备温度变化情况实现现场、远程同时在线监测预警,方便维护人员及时掌握设备运行状况。
  通过无源无线测温传感器的单片微处理器控制将被测设备温度由无线温度传感器转换成数字信号,再通过无线发射接收模块传递至读写器,通过微处理器将采集到的温度信息,通过无线通讯模块上传到计算机后台监控端口。
  休普电子物联网系统包括变电所运维云平台、安全用电管理云平台、环保用电监管云平台、泛在电力物联网云平台、智能变配电监控系统、电能质量治理系统、建筑能耗管理系统、工业企业能源管控平台、电气火灾监控系统、消防设备电源监控系统、防火门监控系统、消防应急照明和疏散指示系统、充电桩收费管理云平台、数据中心动环监控系统、电能管理系统、无线测温系统、智慧管廊综合监控和报警系统、智能照明控制系统、IT配电绝缘监测等系统及相关产品。
无线无源传感器:一种无源无线温度传感器的制作方法  第1张

无线无源传感器:无线传感器

无线传感器
采用世界首款无电池无微控制器传感器标签使新的传感成为可能

基于射频识别(RFID)的突破性传感器技术

难于接触的位置

地下,在墙壁或箱子内,侵入身体,有毒或危险的环境

空间受限应用

门框内,RFID标签内,剥离和粘贴,绷带

需要多种传感器

一次性产品,多个数据点,随着时间推移增加的需求

功能模块

传感器天线模块

无线通信(RFID)
–行业标准的UHF第二代协议
收集能量以供电(无电池)
电源、微控制器及处理模块

RFID生态系统元件
–收发器,天线,软件

传感模块由Magnus?供电

自适应前端“自动调谐”芯片阻抗感测湿度、压力
–通过激励检测器的阻抗变化测量环境条件
片上传感器读取温度和距离/运动信号强度
内置存储器用于唯一身份识别

应用评估
定义生态系统
标签定义: 传感需求; 环境条件; 范围要求
RFID 网络: 现有的或新的网络; 手持或集成的阅读器
后端网络和互通互联需求: Wifi; Ethernet; Bluetooth; Zwave; Zigbee
定义应用和产品需求
初始网络安装: #/阅读器类别(如有需要), # 传感器
不断发展的标签/阅读器需求: 一次性或重复使用的标签; 应用增长趋势和速度
概念验证测试
第一步: 手持阅读器评估套件,SPS1M-EVK
–手持短距离阅读器 + 传感器标签

第二步: 开发套件(视乎需要) SensorRF-GEVK
–后端互通互联的长距离阅读器 + 传感器标签
无电池无线传感器标签
无线无源传感器:一种无源无线温度传感器的制作方法  第2张

无线无源传感器:无线无源传感器及无线无源传感方法

51

Int.CI?
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权利要求说明书
说明书
幅图
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54
)发明名称
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?
无线无源传感器及无线无源传感方法
?

57
)摘要
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?
本发明提供一种无线无源传感器及无线无
源传感方法,无线无源传感器包括多参数传感
器、读取模块、收发转换模块和阻抗谱分析模
块。多参数传感器与读取模块耦接,并与读取模
块呈
PT
对称分布,用于分别测量各预设参数的实
际测量信号;收发转换模块分别与读取模块和阻
抗谱分析模块电连接,用于读取测量的各实际测
量信号;收发转换模块,用于接收各实际测量信
号,并对各实际测量信号进行时域
/
频域转换,并
?

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