无源无线温度传感器芯片:一种无源无线温度传感器

2021/12/25 04:23 · 传感器知识资讯 ·  · 无源无线温度传感器芯片:一种无源无线温度传感器已关闭评论
摘要:

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无源无线温度传感器芯片:一种无源无线温度传感器  第1张

无源无线温度传感器芯片:一种无源无线温度传感器


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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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一种无源无线温度传感器
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57
)摘要
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本实用新型公开了一种无源无线温度传感
器,属于无线传感领域。一种无源无线温度传感
器,包括接收天线、射频能量收集模块、保护模
块、电源管理模块、调制解调模块、数据管理模
块、测温模块、外部传感器模块、无线发射模
块、发射天线、辅助电源、无线能量发射模块、
接收模块本。实用新型采用射频能量收集模块与
无线能量发射模块通过电磁感应原理产生电流,
为待测环境中的电路供电,解决了特殊环境下电
?
无源无线温度传感器芯片:一种无源无线温度传感器  第2张

无源无线温度传感器芯片: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。

无源无线温度传感器芯片:无源无线温度传感器 WL-SRT-R01(美国芯片)

无源无线温度在线监测方案
无源无线测温产品简介
RF无线射频式在线温度监测仪采用RF无线射频式温度在线监测预警方案,用以监测运行中的电力关键部位老化、松动、接触不良而导致的发热情况。是基于32位嵌入式平台的分层分布式设计,由RF无线射频温度传感器、无线射频收发器、现场监测仪表、现场多点测温集中监测装置及嵌入式软件构成,在线采集设备测点的温度,无线发射和接收温度数据,现场多点测温集中监测装置实时显示温度和故障报警信息、并通过有线和无线方式将数据传送到集控中心计算机,温度监控软件提供良好的人机联系界面,能实现快速通知检修人员及时处理故障,保障电气设备的正常运行。同时亦为电力运行管理部门提供了用电分配决策依据。
无源无线测温产品测温原理
RF射频技术的基本原理是电磁理论。射频识别技术的基本原理是利用射频信号和空间耦合传输特性来获得对被识别物体的自动识别。将传感器集成于标签天线上,这样尺寸和成本下降。带有智能传感器的RFID,是无线传感网络的重要组成部分。另外,温度是很重要的环境参数之一,温度传感器应该能够监视和记录关键的温度变化。在标签芯片中嵌入温度传感电路是一大方向。目前基于CMOS工艺的RFID温度传感方法有两种典型结构。一种是利用模数转换将与温度有关的电压信号转换成包含温度信息的数字信号。另一种是采用时域数字量化的方式将周期随温度变化的信号转化成包含温度信息的数字信号,即利用一个输出周期随温度变化的时钟对一个脉冲宽度与温度无关的脉冲信号进行采样计数,或者利用一个输出周期与温度无关的时钟对一个脉冲宽度随温度变化的脉冲信号进行采样计数;终通过数字信号处理得到温度信息。
无源无线测温产品适用对象
●各类电缆接头、变压器、电力开关柜等电力设备的实时温度监测。
●各类工业应用中要求隔离或较远距离进行测温或温度在线监测的场所。
●各类主变压器内部连接处及有载分接开关的运行温度监测。
●各类电机线圈的热点温度监测。
设计执行标准
所有设备及备品备件的设计、制造、检查、试验及特性都遵照新版IEC标准和中国国家标准(GB标准)及国家电力行业标准(DL标准)。主要标准如下:(但不于此)
●国家标准
GB/T-2001 交流高压接触器和基于接触器的电动机起动器
GB1985-1989 交流高压隔离开关和接地开关
GB3906-1991 3-35kV交流金属封闭式开关设备
GB4208-1993 外壳防护等级(IP代码)
GB2423.1电工电子产品基本环境试验规程
试验A(低温试验方法)
GB2423.2电工电子产品基本环境试验规程
试验B(高温试验方法)
GB/T2829-1987周期检查计数程序及抽样表(适用于生产过程稳定性的检查)
GB/T191-2000包装、储运图示标志

IEC 高压交流断路器
IEC 高压交流接触器和基于接触器的电动机起动器
IEC 高压熔断器
IEC 交流金属封闭开关设备和控制设备
IEC 高压开关设备和控制装置的通用规范
IEC1000-4电磁兼容性(EMC)--第四部分:试验与测量技术
测温系统拓朴图
●测温系统主要部件的性能参数及指标
接点温度在线监测仪WL-TDR-B100
带显示无线测温仪
WL-TDR-B100接点温度在线监测仪
产品特点
外观界面设置,图形化无线信号强度,灵活的预、报警设置
工作环境
-20℃ - +65℃
工作电源
85 - 265VAC,120 - 370VDC,15W
测温点数
12(可扩展)
测温点信息
温度,信号强度
无线采集距离
≤2米
天线到主机距离
≤5米
通讯接口
RS485
报警输出
1路
报适用位置
高低压开关柜触头、变压器、电缆接点
开孔尽寸
95mm X 92mm
安装方式
嵌入式
总线式RF在线监测仪WL-TDR-E100
总线式RF在线监测仪
WL-TDR-E100总线式RF在线监测仪
无源无线,安全可靠
导轨
射频天线

射频天线
频率范围
840MHz- 960MHz
电压驻波比
≦ 1.3 : 1
增益
> 6dBic
相对湿度
5% - 95%
尺寸
128mm * 128mm * 20mm
工作湿度
-40℃ -+85℃
RF温度传感器
无源无线传感器
工作频率
902MHz - 928MHz
无线距离
≤ 2m
-40℃ - 180℃
测温范围
≤180℃
测温精度
±1℃
外观尺寸
12.5mm * 9.1mm * 3.5mm
材质特性
陶瓷封装、耐高温、防水、防腐蚀
绑扎
参数指标
型号/名称WL-SRT
无源无线温度传感器工作频段902~928MHZ无线距离≤2m测温范围-40℃~145℃测温精度±1℃供电方式无线电磁波尺寸25.4×9.1×3.2mm安装方式卡扣、绑带外壳材质陶瓷一体化封装测量位置断路器动静触头、隔离刀闸、母排接头、变压器进出线接点、电缆接头
备注:无线温度收发单元
●模块外壳陶瓷封装,其温度范围0℃-500℃,拥有的绝缘、防水、防气、防腐能力。
●先进的微电子技术、无线射频通讯技术,将各测温采集模块与发射模块巧妙地结合在一起。
●本收发射模块选用无线高频载波方式,一个接收模块可同时接收1-12个发射模块的数据。
●无源收集无线射频温度传感器直接安装于开关柜动/静触头、电缆接点外层、电缆或母排结合部。
●除完全的电气隔离设计外、本模块还通过了各种严格的测试,具有在强磁干扰、环境恶劣的地方正常工作的能力。
●采用先进的无线射频技术,集无线通信与传感为一体,内部没有电池或其它有源部件,保证了安全。
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