声表面波无线无源温度传感系统.pdf

声表面波（Surface Acoustic Wave, SAW）无线无源温度传感系统是一种利用声表面波技术实现温度测量的创新解决方案。该系统以无线无源的方式运行，能够高精度实时监测温度，并在电力行业得到广泛应用，特别是在高压开关柜测温方面，对于智能电网的建设有着重要的作用。 声表面波技术是一种较为新兴的科学技术领域，它是声学与电子学相结合的边缘学科。声表面波是在物体表面传播的弹性波，特别适用于压电晶体。在这些晶体上，声波和电磁波之间的耦合现象允许制造电声换能器，从而实现电能和声能之间的相互转换。 当前电力系统的测温方案存在一些难点，例如监测点众多、位置差异大、传感器与外界隔离要求高、电磁干扰问题以及工作环境温度高等问题。现有的测温技术包括红外测温、光纤测温和无线测温。红外测温虽适合人工巡查，但无法实现在线实时监测且精度受限。光纤测温虽然精确，但安装复杂、成本高，并且光纤易折断且易受灰尘影响绝缘性，从而可能导致事故发生。无线测温虽解决了无线传输的问题，但由于需要电池供电或使用小CT（电流互感器）取能，存在需要更换电池、抗高温能力差、供电不稳定等问题。 声表面波无线无源温度传感系统解决了上述现有技术的不足，提供了无线无源的特点，这意味着传感器无需外部电源即可工作。系统主要基于声表面波在压电晶体基片表面传播，并通过换能器实现电能和声能的转换。当声表面波在基片表面传播时，遇到周期性栅条会被反射，而这些栅条的位置随着温度的变化而发生改变，从而影响声表面波的传输速度与反射信号的相位。由于声表面波的传输速度和栅条间距随温度变化而线性变化，因此可以通过测量相位变化来准确地得到温度值。 声表面波无线无源温度传感系统具有以下特点： 1. 安装方便：由于是无线无源方式，减少了布线和供电的复杂性，降低了安装成本。 2. 精度高：能够高精度地测量温度，满足电力系统对温度测量的精确度要求。 3. 实时在线后台监测：系统能够实时监测温度变化，并通过无线方式传输数据，实现后台监测和数据分析。 电力系统中的安全和效率运营是国民经济的重要部分，而温度监测是其中的关键。通过准确测量电力设备的温度，可以判断电力系统的负荷情况，并通过整合电网信息资源，提高电力电网输送电力的效率。声表面波无线无源温度传感系统的应用，不仅能够帮助电力行业提高监测的精准性，而且能够通过实时监测预防潜在的电力故障，从而确保整个电网的安全和稳定运行。这在智能电网建设过程中具有重要的意义，为实现智能化的电力设备监测和管理提供了有效的技术手段。