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無源無線測溫系統(tǒng)在線校準(zhǔn)、告警方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及無源無線測溫系統(tǒng)在線校準(zhǔn)、告警方法，校準(zhǔn)方法使用高精度測溫儀器測量傳感器測點(diǎn)溫度值作為標(biāo)稱值，根據(jù)校準(zhǔn)標(biāo)稱值計(jì)算出精確補(bǔ)償值進(jìn)行校準(zhǔn)；本發(fā)明的在線校準(zhǔn)方法，將各聲表面波諧振傳感器的精確補(bǔ)償值存于溫度管理裝置中，可以一次在線校準(zhǔn)單個或多個傳感器，且校準(zhǔn)方法簡單、易行，可根據(jù)精確補(bǔ)償值來優(yōu)化頻率和溫度的線性關(guān)系，提高測量精度；告警方法通過縱向判斷測點(diǎn)溫度與閾值溫度大小和橫向?qū)Ρ认嘈蛑g溫度差異，對測點(diǎn)溫度進(jìn)行不同類型和不同級別的告警，能及時了解測點(diǎn)處的運(yùn)行狀態(tài)，對提高電網(wǎng)可靠性和自動化程度具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
【專利說明】無源無線測溫系統(tǒng)在線校準(zhǔn)、告警方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)溫度監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種無源無線測溫系統(tǒng)在線校準(zhǔn)、
告警方法。
【背景技術(shù)】 [0002]隨著智能電網(wǎng)建設(shè)和配網(wǎng)自動化建設(shè)，對高壓電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測已受到廣泛關(guān)注。溫度是高壓電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的重要標(biāo)識，特別是母線連接點(diǎn)、高壓設(shè)備開關(guān)觸點(diǎn)和電纜接頭處等電氣連接部位容易高溫過熱，導(dǎo)致設(shè)備的絕緣強(qiáng)度降低，使用壽命縮短，甚至引起電網(wǎng)故障或人員傷亡，因此對高壓設(shè)備電氣連接點(diǎn)溫度監(jiān)測和對異常運(yùn)行告警非常必要。現(xiàn)有測溫技術(shù)主要有紅外線測溫、蠟片測溫、有源無線測溫和光纖測溫等，紅外和蠟片測溫不能實(shí)時監(jiān)測溫度，有源無線測溫能實(shí)時監(jiān)測溫度但存在供電隱患，光纖測溫易產(chǎn)生“爬電”且受安裝空間限制。因此無源無線測溫技術(shù)成為高壓電力設(shè)備溫度監(jiān)測的主要手段。但是，現(xiàn)有的無源無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)對于傳感器的校準(zhǔn)算法復(fù)雜且精度不高，無法對傳
感器在線校準(zhǔn)，影響傳感器測量精度，也不能對測點(diǎn)溫度進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的分類型、分級別告
m
目O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種無源無線測溫系統(tǒng)在線校準(zhǔn)方法，以實(shí)現(xiàn)聲表面波諧振傳感器的在線校準(zhǔn)，為提高傳感器測量精度提供技術(shù)支持。
[0004]本發(fā)明的另一目的是提供一種能夠?qū)y點(diǎn)溫度進(jìn)行分級別告警的無源無線測溫系統(tǒng)在線告警方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的無源無線測溫系統(tǒng)在線校準(zhǔn)方法包括如下步驟:
[0006]( I)溫度管理裝置采用分時復(fù)用方式通過射頻天線發(fā)射電磁波序列至N個聲表面波諧振傳感器，各聲表面波諧振傳感器接收電磁波并將帶有溫度信息的聲表面波轉(zhuǎn)化為電磁波發(fā)射至射頻天線，溫度管理裝置識別射頻天線接收到的第i個聲表面波諧振傳感器的諧振頻率Xi，其中N > I為自然數(shù)，I ^ i
[0007](2)使用高精度測溫儀器分別探測N個聲表面波諧振傳感器測點(diǎn)處的溫度值，得到各測點(diǎn)處的溫度值Ti;
[0008](3)根據(jù)公式Tfl^axi+bi計(jì)算得到各聲表面波諧振傳感器的精確補(bǔ)償值進(jìn)行校準(zhǔn)，其中Ttl是標(biāo)稱溫度，T0是實(shí)時溫度，a為表面波諧振傳感器頻率系數(shù)，Xi為第i個傳感器頻率，4為第i個傳感器的精確補(bǔ)償值；
[0009]所述步驟(1)中所有電磁波的信號強(qiáng)度均不低于15dB。
[0010]本發(fā)明的無源無線測溫系統(tǒng)在線告警方法包括以下步驟:
[0011](I)校準(zhǔn)
[0012](11)溫度管理裝置采用分時復(fù)用方式通過射頻天線發(fā)射電磁波序列至N個聲表面波諧振傳感器，各聲表面波諧振傳感器接收電磁波并將帶有溫度信息的聲表面波轉(zhuǎn)化為電磁波發(fā)射至射頻天線，溫度管理裝置識別射頻天線接收到的第i個聲表面波諧振傳感器的諧振頻率Xi，其中N > I為自然數(shù)，I ^ i ^N;
[0013](12)使用高精度測溫儀器分別探測N個聲表面波諧振傳感器測點(diǎn)處的溫度值，得到各測點(diǎn)處的溫度值Ti;
[0014](13)根據(jù)公式Tfl^axi+bi計(jì)算得到各聲表面波諧振傳感器的精確補(bǔ)償值進(jìn)行校準(zhǔn)，其中Ttl是標(biāo)稱溫度，T0是實(shí)時溫度，a為表面波諧振傳感器頻率系數(shù)，Xi為第i個傳感器頻率，4為第i個傳感器的精確補(bǔ)償值；
[0015](2)測溫
[0016]測溫管理裝置通過接收各聲表面波諧振傳感器返回的電磁波探知測點(diǎn)溫度3，并
進(jìn)行精確補(bǔ)償后得到溫度f;
[0017](3)告警
[0018](31)縱向比對:將單測點(diǎn)溫度Tf與閾值溫度進(jìn)行比對，若是小于閾值溫度，則該單測點(diǎn)溫度正常，若是大于閾值溫度，則該單測點(diǎn)溫度異常，轉(zhuǎn)入步驟(32)繼續(xù)進(jìn)行判斷；
[0019](32)橫向比對:將溫度異常的測點(diǎn)溫度與對應(yīng)的另外兩相溫度平均值做差得到差值，該差值與相序閾值溫度進(jìn)行比對，若差值小于相序閾值溫度，則發(fā)出單測點(diǎn)溫度異常告警，若差值大于相序閾值 溫度，則發(fā)出相序溫度異常告警。
[0020]所述步驟(11)中所有電磁波的信號強(qiáng)度均不低于15dB。
[0021 ] 根據(jù)嚴(yán)重程度對告警進(jìn)行分級，分為正常、告警和嚴(yán)重。
[0022]所述步驟(31)、(32)中閾值溫度均設(shè)有越/復(fù)閾值死區(qū)或延時。
[0023]本發(fā)明的無源無線測溫系統(tǒng)在線校準(zhǔn)方法，將各聲表面波諧振傳感器的精確補(bǔ)償值存于溫度管理裝置中，可以一次在線校準(zhǔn)單個或多個傳感器，且校準(zhǔn)方法簡單、易行，可根據(jù)精確補(bǔ)償值來優(yōu)化頻率和溫度的線性關(guān)系，提高傳感器測量精度，優(yōu)化測溫系統(tǒng)性能。
[0024]本發(fā)明的無源無線測溫系統(tǒng)在線告警方法，通過縱向判斷測點(diǎn)溫度與閾值溫度大小和橫向?qū)Ρ认嘈蛑g溫度差異，對測點(diǎn)溫度進(jìn)行不同類型和不同級別的告警，告警類型為單測點(diǎn)或相序溫度差異告警，告警級別為正常、告警和嚴(yán)重；利用本方法能及時了解測點(diǎn)處的運(yùn)行狀態(tài)，對提高電網(wǎng)可靠性和自動化程度具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。閾值溫度均設(shè)有越/復(fù)閾值死區(qū)或延時，避免測點(diǎn)溫度在閾值附近頻繁告警。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是無源無線測溫系統(tǒng)框圖；
[0026]圖2是在線校準(zhǔn)方法實(shí)施例的流程圖；
[0027]圖3是告警方法實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]如圖1所示，無源無線測溫系統(tǒng)主要包括聲表面波諧振傳感器2、射頻天線I和測溫管理裝置三部分。測溫管理裝置采用時分復(fù)用方式通過射頻天線發(fā)射電磁波序列至聲表面波諧振傳感器，傳感器接收電磁波并將帶有溫度信息的聲表面波轉(zhuǎn)化為電磁波發(fā)射至射頻天線；由于頻率和溫度具有一定線性關(guān)系，測溫管理裝置識別頻率后即可獲知測點(diǎn)溫度。無源指聲表面波諧振傳感器無需提供電源，無線指天線和傳感器的信息交換媒介是電磁波無需電線。
[0029]雖然聲表面波諧振傳感器的頻率和溫度具有一定線性關(guān)系，但由于傳感器壓電晶體材料特殊性，其頻率和溫度的線性度不是特別良好，可通過在線校準(zhǔn)方法對傳感器做精確補(bǔ)償，進(jìn)一步優(yōu)化頻率和溫度的線性度。校準(zhǔn)方法流程如圖2所示，首先，使用高精度測溫儀測量傳感器測點(diǎn)溫度值作為校準(zhǔn)標(biāo)稱值；其次，根據(jù)校準(zhǔn)標(biāo)稱值計(jì)算出精確補(bǔ)償值并保存于測溫管理裝置軟件，至此校準(zhǔn)完成。校準(zhǔn)過程中電磁波信號強(qiáng)度不低于15dB，否則，校準(zhǔn)失敗；在線校準(zhǔn)可以一次校準(zhǔn)一個或多個傳感器；精確補(bǔ)償值在整個溫度測量范圍均有效，校準(zhǔn)實(shí)例如表1。
[0030]表1
[0031]
【權(quán)利要求】
1.無源無線測溫系統(tǒng)在線校準(zhǔn)方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: (1)溫度管理裝置采用分時復(fù)用方式通過射頻天線發(fā)射電磁波序列至N個聲表面波諧振傳感器，各聲表面波諧振傳感器接收電磁波并將帶有溫度信息的聲表面波轉(zhuǎn)化為電磁波發(fā)射至射頻天線，溫度管理裝置識別射頻天線接收到的第i個聲表面波諧振傳感器的諧振頻率Xi，其中N≥I為自然數(shù)，I≤i≤N; (2)使用高精度測溫儀器分別探測N個聲表面波諧振傳感器測點(diǎn)處的溫度值，得到各測點(diǎn)處的溫度值Ti ； (3)根據(jù)公式Tfl^axi+bi計(jì)算得到各聲表面波諧振傳感器的精確補(bǔ)償值進(jìn)行校準(zhǔn)，其中Ttl是標(biāo)稱溫度，T0是實(shí)時溫度，a為表面波諧振傳感器頻率系數(shù)，Xi為第i個傳感器頻率，匕為第i個傳感器的精確補(bǔ)償值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無源無線測溫系統(tǒng)在線校準(zhǔn)方法，其特征在于:所述步驟(1)中所有電磁波的信號強(qiáng)度均不低于15dB。
3.無源無線測溫系統(tǒng)在線告警方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)校準(zhǔn) (11)溫度管理裝置采用分時復(fù)用方式通過射頻天線發(fā)射電磁波序列至N個聲表面波諧振傳感器，各聲表面波諧振傳感器接收電磁波并將帶有溫度信息的聲表面波轉(zhuǎn)化為電磁波發(fā)射至射頻天線，溫度管理裝置識別射頻天線接收到的第i個聲表面波諧振傳感器的諧振頻率Xi，其中N≥I為自然數(shù)，I≤i≤N; (12)使用高精度測溫儀器分別探測N個聲表面波諧振傳感器測點(diǎn)處的溫度值，得到各測點(diǎn)處的溫度值Ti ； (13)根據(jù)公式Tfl^axi+bi計(jì)算得到各聲表面波諧振傳感器的精確補(bǔ)償值進(jìn)行校準(zhǔn)，其中Ttl是標(biāo)稱溫度，T0是實(shí)時溫度，a為表面波諧振傳感器頻率系數(shù)，Xi為第i個傳感器頻率，匕為第i個傳感器的精確補(bǔ)償值； (2)測溫 測溫管理裝置通過接收各聲表面波諧振傳感器返回的電磁波探知測點(diǎn)溫度<，并進(jìn)行精確補(bǔ)償后得到溫度/ (3)告警 (31)縱向比對:將單測點(diǎn)溫度T；2與閾值溫度進(jìn)行比對，若是小于閾值溫度，則該單測點(diǎn)溫度正常，若是大于閾值溫度，則該單測點(diǎn)溫度異常，轉(zhuǎn)入步驟(32)繼續(xù)進(jìn)行判斷； (32)橫向比對:將溫度異常的測點(diǎn)溫度與對應(yīng)的另外兩相溫度平均值做差得到差值，該差值與相序閾值溫度進(jìn)行比對，若差值小于相序閾值溫度，則發(fā)出單測點(diǎn)溫度異常告警，若差值大于相序閾值溫度，則發(fā)出相序溫度異常告警。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無源無線測溫系統(tǒng)在線告警方法，其特征在于:所述步驟(11)中所有電磁波的信號強(qiáng)度均不低于15dB。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無源無線測溫系統(tǒng)在線告警方法，其特征在于:根據(jù)嚴(yán)重程度對告警進(jìn)行分級，分為正常、告警和嚴(yán)重。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5中任一項(xiàng)所述的無源無線測溫系統(tǒng)在線告警方法，其特征在于:所述步驟(31)、(32)中閾值溫度均設(shè)有越/復(fù)閾值死區(qū)或延時。
【文檔編號】G01K1/02GK103604531SQ201310628687
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月30日
【發(fā)明者】霍富強(qiáng), 雷振鋒, 路進(jìn)升, 丁驍, 董永超, 陳娜娜 申請人:國家電網(wǎng)公司, 許繼集團(tuán)有限公司