[电缆价格]SAW传感器应用搜索电缆温度测量

　　不仅可以将电源线的中间连接器的温度的实时在线监测，以确定时间到所述连接器的局部过热，用于确定连接器的绝缘的老化，以确定连接器的危险为了安全起见，为调节负载和扩展电缆的动态容量提供了重要依据。SAW温度传感器具有无源无线测量，体积小，成本低，精度高，长期稳定等优点。文提出了声表面波电缆温度测量技术，通过研究中间结中无铜屏蔽层的特殊结构，设计了SAW环温度传感器的形状。缆和铜网屏蔽对100 MHz以上电磁信号的传输影响很小。
　　据阻抗匹配原理，将环形天线的相关参数设计为信号传输装置。于从温度传感器SAW温度测量的精确度的经验包络变化，温度测量的精度是≤2℃。芯电缆的35kV交联聚乙烯中模拟中心接头环境温度测量实验是在高电流环境下进行的，因此可以实时监测电缆中间接头芯的内部温度的变化。SAW技术;中间电缆连接器;环形天线;阻抗适应研究背景和背景随着城市电网的快速发展，电缆的使用增加和传输容量的增加，电缆一旦发生故障就可靠严重的伤害。别尤为重要。为非电量，温度是在线监测电力电缆的重要因素。过实时监测中间接头的温度，结合历史数据，可以确定缺陷的位置，并可以获得中间接头的绝缘状态。外，电力电缆的最高温度允许连续运行。果当前负载容量过高且核心温度超过允许值，则电缆绝缘时间将缩短，如果负载容量过低，则不能充分利用主导体。致浪费[6]。上可知，本地热点由电力电缆中间温度的实时监测值和历史温度值决定，然后确定绝缘的老化状态。
　　算核心温度，并使用电力电缆容量来调节负载并在允许的限度内动态增加容量。对于确保电力系统的可靠性，稳定性和经济性非常重要。于测量路口电缆的当前温度由于高压电力设备的工作环境的特殊性，测量符合下列挑战节点的温度的方法：监测点的数量是很多。测点的位置不一样。感器很难完全与外界隔离。电磁干扰。作环境的温度很高。气系统的当前温度测量方案是一种温度测量，红外线温度测量和光纤温度测量。而，现有的电缆温度监测系统具有精度低，成本高，抗电磁干扰能力低的缺点，不能广泛使用。面声波原理和SAW温度监测技术旨在限制上述温度测量方法，我们正在提出用于无线温度测量的SAW技术。电力系统中被动并解决上述实际问题。请的挑战。面声波是在弹性体表面上传播的弹性波，其传播速度低于声学纵波和声学横向波在固体中传播的传播速度，衰减很弱，可以传播得很远。度测量原理SAW温度传感器由芯片和天线组成。图1所示，阅读器发送射频信号。接收传感器天线之后，通过叉指式换能器（IDT）在谐振腔中激励表面声波，矿用电缆其频率等于传感器的中心频率。面声波沿着基板传播并被反射光栅反射以形成共振。射的表面声波被转换成携带通过压电效应测量的温度信息的电信号，并且该信号由传感器的天线端辐射。读器接收返回的射频信号并测量信号温度以改变温度值[2]。果温度变化施加到SAW器件的表面，温度设定的扰动引起声波的速度的变化，从而导致在由接收到的反射信号的频率或相位的相应变化无线单元，用于无线检测温度参数。术特点无线模式提供高电压隔离，高安全性，SAW温度传感器体积小，易于安装。动工作模式以更高的频率收集温度信息。数据的性能实时很高，原则上安装后不需要维护。SAW温度传感器可以在各种困难的应用中运行，例如强磁，电和灰尘。形SAW温度传感器在电缆接头处的设计基于表面声波传感器的上述优点：通过理论分析和实际测量，电缆中间接头的中心温度大于主体核心温度，结合高压电缆中间接头的特殊结构设计了一个环形声波温度传感器，用于测量电缆中间接头的核心温度。果使用现有的表面声波传感器，则无法解决安装和固定问题。此，我们正在修改表面声波传感器以通过螺旋天线传输信号，并且谐振器芯片紧密地连接到环形传感器壳体的表面。旦连接芯片的两端，就形成在环形传感器外壳上形成的环形天线以发送信号。方面，这解决了传感器安装在固定线芯上的问题，另一方面增加了信号传输功率。
　　图是传感器的概念图和物理图，其具体顺序将在下面详述。间电缆连接中信号传输的可行性分析高压电缆的内部结构如图5所示。果表面声波温度传感器安装在电缆内部，则应该到期铜带屏蔽和钢带屏蔽（铜网）的存在。

　　号不能在电缆外传输，安装操作也不容易。
　　压电缆的中心接头在图6中示出的图中示出了电缆的中心接头的部分的结构不包括由铜制成的屏蔽层，其主要由解决信号传输的问题钢带屏蔽（铜网）的表面声波温度传感器。7 [8]显示了经过一系列计算后金属丝网的屏蔽效率：从图7中可以看出，随着频率的增加，铜网的屏蔽效率和钢铁减少。电磁波的频率大于1MHz时，执行屏蔽。能已经开始下降，并且在超过100MHz之后，下降趋势更加显着，因此金属丝网不适用于高于几百兆赫兹的高频。于SAW温度传感器的频率范围在428MHz和439MHz之间，铜网（金属丝网）几乎没有保护作用，传感器信号可以正常传输并发送到收集器。缆外部的温度允许温度监测。形天线设计用于使接收天线适应SAW芯片。线的输入阻抗必须等于负载阻抗的复共轭。般来说，发射端的阻抗是实数。天线的阻抗很复杂时，需要一个适配网络来消除天线的电抗部分并使它们相等，这样所有的高频微波信号都可以传输到充电点，信号会被送回源头，提高能源效率。用的SAW芯片是单端口SAW谐振器，其等效电路图8如下：其中Lm和Cm与SAW的串联谐振频率谐振，Rm是与损耗相关的电阻，它们是动态参数。是在SAW的两端，通常CG1 =的Cg2 = 0.5P，CO = CP 电极之间的静电电容Cg / 2 433.92兆赫的公共等效电路参数是RM =48Ω，LM = 102通过上述参数计算出2902μ，Cm = 1.31488f，Co = 2.1p，插入损耗Q = 3.4dB，已知芯片的Rm约为50Ω。于等效电路图和相应的参数，我们可以看到其输入阻抗相当于50Ω的电阻和2.1 pF的并联电容。

　　了在连接天线时匹配输入阻抗和辐射阻抗，天线阻抗必须为Z = R Xj（R =50Ω，X = 1 /-ωC）并且适当的是在芯片的两端并行地计算芯片的尺寸。是一个从60nH到70nH的电感元件。此，只需要确保从天线辐射的阻抗为50Ω，以满足阻抗匹配要求。此，分析其辐射阻抗就足够了[9]。过公式：其中n是环形天线的匝数，A是每个环形塔的面积，λ是操作的波长。SAW表面声波传感器的工作频率约为428mHZ，λ= 0.7m由λ= c / f计算得出。以使用等式（1）计算辐射阻抗的大小：当Rr =50Ω时，天线和乘积对应于阻抗。际参数的确定：不同型号的电缆尺寸不同，实际安装时温度测量装置的天线结构也不同。表1列出了不同类型35kV电缆的具体参数。1中加下划线的两条数据线的总和对应于电缆上天线的最小绕组直径，天线不能连接到电缆上。线与电缆表面之间的平均距离为5 mm。以看出，当电缆的尺寸减小时，天线的半径减小。导致所需绕组匝数增加如果我们指定N = 6必须能够支持匝数，当n> N时，信号的衰减是由天线的有限绕组容量引起的以及传导中的能量损失。绕在传感器周围的35kV电缆天线可以缠绕，如下表2所示。n大于N时，情况统一确定为最大可容许转数的函数，也就是说，当n> N时，我们取6匝，经验表明信号得到了很好的接收。
　　这里，我们认为每匝之间的最小距离为5 mm，当我们保证良好的辐射功率时，我们也完成阻抗匹配。据我们购买的35kV电缆的规格，所需的绕组匝数为n = 6.SAW温度传感器的内壁和外壳的结构允许SAW温度传感器芯片为与待测物体紧密接触，即来自电流流过的芯的热信息可主要由传感器芯片收集。于在环上，切断面的核心切成长度是传感器的只是长度，使得传感器与所述外壳体和所述内壁的内壁紧密接触由金属制成的铝作为传热材料，铝导体被认为是框架天线结构。坏性影响位于切面外的铝制部件采用PTFE包装。

　　
　　后，环氧树脂用作聚四氟乙烯涂层的填充封套，成为全新的SAW温度传感器。SAW芯片的尺寸约为1mm×5mm×4mm。验中使用的35kV电缆芯的直径约为8mm。此，我们设计了三维视图。形传感器外壳的尺寸如下：可以调节根据上述尺寸设计的传感器外壳。35kV电缆芯上，切割表面设计允许SAW芯片与金属内壁紧密接触，然后靠近芯部，使测量温度更可靠。SAW温度传感器温度测量精度校准实验（在温度控制箱中）在改变信号传输模式后检测SAW温度传感器温度测量精度检查其精度≤2°C（根据获得的数据[7]），进行以下温度测量精度的校准实验。于DS18B20数字温度传感器体积小，温度范围为-55°C至 125°C，温度测量精度高，速度快，并具有纠错能力并且防止干扰很强。此，我们选择DS18B20数字温度传感器作为实验中的校准源。温度控制箱中测试SAW温度传感器和DS18B20数字温度传感器的温度精度。们进行了以下实验：将连接到READER（喇叭天线）的传感器和天线放置在温度控制箱中，并通过外壳的左线部署天线。度控制。于电缆内部温度的测量精度测试，需要数字温度传感器DS18B20作为校准源。字温度传感器同时校准。验电路的配置如图10所示。温度校准之前，两个传感器测量的温度值不一致，孵化器的温度设置为25°C。度稳定然后校准。准后，SAW温度传感器和数字温度传感器的温度相同，测试温度为25°C。度控制箱由风扇加热，以稳定温度温度控制，每小时读取数据，温度升高。温度达到45°C时开始记录：测试结果记录在表3中：3可以看出SAW温度传感器的温度测量精度≤2°C，满足要求SAW温度传感器的温度测量要求。字温度传感器的温度测量精度≤0.5°C，满足其作为校准源的要求。导体35kV电缆接头温度测试为了测试SAW温度测量装置在实际电缆操作中的性能，我们模拟了中间电缆连接的内部环境并插入了温度测量装置SAW嵌入电缆中。心是封装的，大电流发生器串联连接，保护电阻连接到电缆两端，记录不同电流的温度变化。验中，我们用有限元法计算电缆中心温度的数据实时进行比较。体实验如下：首先，将涂层环型SAW温度测量装置放置在电缆的芯部，然后用可伸缩的绝缘管覆盖外表面，然后紧紧包裹半导体带，以防止存在间隙。生绝缘放电。大电流发生器与保护电阻串联，并将电缆的两端连接到带有高压应变消除装置的电缆上。打开大型发电机之前，首先将温度测量系统天线放在离温度测量装置半米的位置，然后将天线连接到温度频率。示温度测量终端。
　　立连接后，检查每个接口是否完好无损。旦检查完成，大电流发生器被激活，电流分别设置在120A和260A。不同的时间段后，温度测量终端显示温度，记录数据并将它们与获得的数据进行比较。有限元模型。4显示当电缆的充电电流为120 A持续4h时，其核心温度为44.9°C，其有限元模型计算的核心温度为46.9°C。缆电流施加在260 A，电缆芯的温度测量值为44.9°C，有限元模型计算为46.7°C。电流应用于260 A持续10小时，测试电缆的相应核心温度测量值为67.9°C，有限元模型计算为68.2°C。较上述实验结果通过计算结果，可以看出两者之间存在一些误差，但在适当的范围内。验结果表明，基于表面声波技术的电缆温度测量装置能够满足实际生产中电缆温度测量的要求。要通过对中间电缆接头的研究和铜网屏蔽效率的计算，确定了在中间电缆接头内芯上安装SAW传感器的可行性。据阻抗匹配的原理，环形天线结构被设计，被确定为不同类型的电缆所需的匝数，环形天线的绕组数是6匝和结构根据实验中使用的电缆规格设计相应的外壳。
　　量SAW环绕传感器温度精度的经验表明，温度测量的精度≤2°C，符合温度测量要求。35kV单芯交联聚乙烯电缆在中心接头环境中进行模拟，温度测量实验在高电流环境下进行，可实时监测接头内部核心温度的变化。间电缆。论和观点的温度传感器被用作SAW在线监视电缆的中间接头的温度：它能确定电缆接头的局部过热，评估垫片的绝缘老化，确定密封的安全风险，调节和动态增加电力电缆的负荷。容提供了重要的基础。时，SAW温度传感器具有优于其它测量装置家用电气电缆的温度以下优点：被动监控 - 无需横向能量检测，方便信号传输，所述传感器之间没有电连接和接收装置，从而实现高压隔离。格方面的竞争优势 - 光刻技术，结构相对简单。灵敏度 - 声波对表面干扰的快速响应，即基板表面的集中声能集中。集成度 - 体积小，易于安装。好的可靠性和稳定性在未来的能源市场中，SAW技术将进一步增强并应用于增强型电力监控领域。
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