Wireless contactless pressure measurement of an LC passive pressure sensor with a novel antenna for high-temperature applications

In this paper, a novel antenna is proposed for high-temperature testing, which can make the high-temperature pressure characteristics of a wireless passive ceramic pressure sensor demonstrated at up to a temperature of 600℃. The design parameters of the antenna are similar to those of the sensor, which will increase the coupling strength between the sensor and testing antenna. The antenna is fabricated in thick film integrated technology, and the properties of the alumina ceramic and silver ensure the feasibility of the antenna in high-temperature environments. The sensor, coupled with the ceramic antenna, is investigated using a high-temperature pressure testing platform. The experimental measurement results show that the pressure signal in a harsh environment can be detected by the frequency diversity of the sensor.

无线无源力/热传感器与测试技术研究现状

针对力热传感器多数采用有线有源的技术方案,难以适用于高温、高压、强振以及机械动力旋转部件等环境下的力热参数原位测试问题,阐述了进行无线无源传感器件研究的重要意义,并对声表面波(surface acoustic wave,简称SAW)传感器、LC谐振互感耦合传感器以及超材料传感器等3类无线无源力热传感器进行了总结及现状分析。首先,描述了无线无源力热传感器的需求情况;其次,介绍了3类传感器的工作原理、传感性能及其在独特场景下的具体应用;最后,讨论了无线无源传感器发展过程中的瓶颈问题,指出了未来可能改善和提升的发展方向。

电机转子温度监测方法研究现状及展望

随着高速电机的发展,转子的温度已成为电机设计和健康监测的重要指标,舰船电机的强电磁工作环境、狭小的气隙、较大的旋转离心力是转子温度监测面临的难题。文中针对电机转子温度的监测方法,主要包括电阻法、红外测温法、电子类传感器测温法、半导体温敏元件法和光纤光栅测温法,阐述了各方法的原理和特点,介绍了转子温度在线监测领域的研究现状和取得的主要成果,重点聚焦光纤布拉格光栅的应用和研究进展,分析总结了各方法的适用性和存在的主要问题,并展望了未来的技术路线和发展方向。

测温装置在低压配电系统中的应用

本文归纳总结了低压配电系统中常用的6种测温方式,对所归纳的测温方式进行分析和比较,并对其特点及应用场景作出说明,对测温方案的选用原则做出总结,就常见问题进行讨论和说明。

基于多层次神经网络与多点位的核电站高压开关设备无线测温方法

光线条件、视角和拍摄距离等因素影响下,温感成像质量较差,且数据泄露或被篡改的风险较大,高压开关设备温度信息存在偏差或不稳定线性,导致无线测温过程的温度拟合增益系数较低。为此,提出基于多层次神经网络与多点位的核电站高压开关设备无线测温方法。通过放射性结构的拍摄点位布设方案,获取温感图像,并对其进行灰度阈值分割处理;采用领域平均法,结合多点位需求,对获取到的二值温感图像进行平滑处理,并构建多层次神经网络,将二值温感图像作为输入,通过卷积层以及激活函数,增强其非线性映射能力,分析与计算具有平滑期望值的无线测温结果即设备表面的温度值预测值。实验结果表明,该方法应用后,测温结果的温度拟合增益系数更高,具备更为理想的测温精度,为核电站高压开关设备的无线测温提供了准确、可靠的技术支持。

联合特钢公司电气接点无线测温系统的应用与实践

由于一般电气接点测温方法存在需人工干预、准确度不高、不能实时监控等弊端,联合特钢公司应用无线测温系统对各个电气接点进行全天24 h实时在线监控,大幅度降低现场设备巡查的工作量,对安全状况进行提前预警,通过后台计算机轻松实现无人值守及故障查找,避免因发现故障不及时造成事故扩大。根据历史数据对温度的变化进行分析,提前进行检修、维护设备,保证了联合特钢公司供电系统运行的可靠性和安全性,实现了电力设备长周期安全稳定运行。

内燃机车油及水温度动态无线测试系统的设计与实现

内燃机车机油、水温度动态测试是实现铁路内燃机车冬季精准打温控制的基础。本文中设计并实现了一套可在内燃机车上快速部署的油、水温度测试系统。该系统由1台无线监测终端、3只低功耗无线温度采集传输器以及3只采用表贴安装负温度系数热敏电阻(NTC)高灵敏度温度传感器组成。3只温度传感器分别表贴安装在机油、燃油和冷却水管道外侧并由高热阻保温套保证其与被测流体接近热平衡。低功耗无线温度采集传输器由低功耗单片机、低功耗无线传输模组以及A/D转换电路组成,采集机油、燃油和冷却水温度并传输到无线监测终端。无线监测终端由扩展了无线接口的工业人机界面实现,显示并存储采集到的温度数据。采用独立电池供电的无线温度采集传输器与温度传感器就近安装,可降低传输线引起的测量误差。应用结果表明,该系统可在1小时内快速部署完成、运行稳定可靠,满足内燃机车机油、水温度动态测试精度和续航时间的要求。

基于感应取电技术的带电装卸输电线路无线测温装置的研制

针对目前红外测温仪价格高,严重依赖人工经验,精确度受自然因素影响较大,监测实时性、连续性差的缺点,文章对测温方式进行综合考虑,研制基于感应取电技术的带电装卸输电线路无线测温装置,有效减少作业时间、提高作业效率、提高监测质量与监测次数,同时减少现有装置使用中的外损等问题。

一种无线监测模块的组网方案设计

针对传统温度监测系统数据统计困难,不支持远程监控和多点同时测试且温度采集系统布线繁琐等问题,提出了一种无线监测模块的组网方案设计,以提高传统温度监测系统数据的通信性能。传统无线测温解决方案主要采用传感器监测温度,并及时上传到接收器,其缺点为数据传输量大、节点多时、丢包率极高。基于物联网技术,本次组网方案设计分为从机机与主机2个部分,从机上可接入6路探头,主机对从机主动发送指令来获取温度数据,实现同时监测多路温度数据,从机在接收主机指令后立即处理内部数据并及时上传。此外,该方案也可以监测上传的温度,设置报警阈值,实现温度智能监测。该组网方案能够降低装置的维护成本,且其使用灵活方便,对于传统传感器是一种补充。

基于蓝牙5.0的无线测温仪表设计与研究

在隧道、矿井等冻结场挖掘施工工程中,温度是非常重要的物理参数,对施工的安全和进度起着决定性作用。提出了一种基于nRF52832蓝牙芯片、STM32F429微控制器和单总线DS18B20温度传感器的冻结场多点无线测温系统。该系统以nRF52832芯片运行蓝牙5.0协议栈作为采集终端和仪表端网关的控制核心,以及STM32F429芯片作为仪表的核心控制端。每个测温终端搭载单总线DS18B20设备,与网关形成星型网络。网关负责通过串口传输采集终端数据至STM32F429,后者则负责测温仪表的任务调度和控制。经过测试,该测温系统展现了稳定可靠的温度数据采集,实现了便携式采集监测,并且具备超低功耗的特性。

浅析轴承无线测温系统

本研究应用HEZG-NB713-A无线测温模块,开发了一种基于NB-IOT技术的低功耗智能温度监测系统,具有节点功耗低、稳定性强、续航久的特点。目前,该测温系统已用于散粮装卸流程线的卸船机、皮带机、减速箱和托辊等设备中,能实时检测轴承和电机温度,无线传输数据,动态显示及报警,实现各种温度管理功能。

具有无线测温功能的带电换表控制器设计

为减少停电换表对用户产生的用电影响,提升供电可靠性和用户用电体验,设计了一种具有无线测温功能的带电换表控制装置。该装置由带电换表装置、感应取电设备以及无线测温模块3个部分组成。可在带电的情况下辅助更换用户的低压三相电表,平衡三相电路相序,并利用温度传感器以及无线收发器实现相应的无线测温功能。经过实验验证,带电换表控制装置的电流电压平均检测误差小于0.1%,所设计的感应取电模块在低压下也可以满足低功耗测温需求,能有效地解决电池有限容量引起的传感器短寿问题,同时设备经过验证满足国家安全标准。

基于柔性基底的LC无线无源温度传感器的研究

针对复杂恶劣环境监测,设计了一种叉指热敏可变电容和平面螺旋电感组成的无线无源温度传感器测试系统。传感器与电感构成了LC谐振电路,通过网络分析仪连接的天线与平面电感构成的遥测系统完成非接触读取信号工作。传感器介电常数随温度变化发生改变,实现敏感电容随温度变化,由此测得频率变化。柔性基底可以实现曲面共形,通过在弯曲表面进行实验可得到传感器在室温到120℃的环境内可以正常工作,灵敏度可达到-1.34 kHz/℃,实验表明可以作为无线无源温度传感器消除一些物理接触、供电需求等技术难题,突破了传统的有线连接的局限性,实现对恶劣环境的温度进行测量。

高精度轻质无线测温系统研制与实现

作为航天器研制与试验当中的重要组成部分,高精度、高可靠的温度采集与监测,对航天器的设计与改进都具有重要的指导作用;为了满足对航天器内部环境和设备温度采集和测试要求,摒弃传统传感器有线布线方式,优化航天器整器装配周期,降低测温系统重量,提高系统可靠性,分析并设计了高精度轻质无线温度测量系统;该系统能够采集各测点的温度信号,再对信号进行运算处理后,通过无线网络传送给上位机进行数据分析和温度实时显示;最后对系统性能指标及功能进行验证,证明了测温系统具有轻质、长待机时间、高精度、远传输距离和高可靠性等特点,满足单路温度采集系统重量低于2 g,待机时间不少于240 h的任务指标要求,且可对航天器内部环境和设备温度进行实时监测与分析处理。

用于涡轮叶片测温的LC无线传感器

涡轮叶片是航空发动机的核心部件,对其表面进行实时温度测量对于叶片结构设计和航空发动机健康诊断具有重要意义。然而涡轮叶片在高温、高压和高转速的复杂恶劣环境中工作,使用常规测温手段进行叶片温度测量极具挑战性。为了解决叶片表面测温难题,研制了一种基于叶片金属的电感-电容(LC)无线温度传感器,并研究了金属基底对不同金属电极LC无线温度传感器回波损耗和谐振频率的影响。研究结果表明,Ag电极的LC无线温度传感器对金属基底展现出较好的抗衰减特性。此外,叶片金属厚度对传感器的回波损耗影响极其微弱,而金属电极只是在小厚度范围内对传感器回波损耗产生影响,据此确定了最佳的无线传感器结构参数。同时,进一步采用丝网印刷技术在热障涂层上构筑了LC无线温度传感器,实验结果表明,该LC无线温度传感器的射频性能与仿真结果吻合良好,在40~450℃内的灵敏度为0.014 MHz/℃,具有良好的温度敏感特性。

基于无源无线红外测温技术的特高压电力设备监测系统

针对电力设备带电检测中传统红外温度检测耗费人力、数据管理混乱等问题,以用太阳能电池板供电的无源无线摄像头为监测端,设计了一套在线实时观测特高压电力设备温度的监控系统。该系统可有效改善电力设备监控效果,降低人工成本。

开关柜智能无线测温系统研究

温度是维护电力系统高压设备正常运行的重要参数,随着智能电网的发展,针对高压设备进行温度在线监测已变得日益重要。文章中的智能无线测温系统,通过对开关柜温度进行智能实时监控,可准确、及时掌握开关柜运行温度变化趋势,并结合实时电流通过特有的横向和纵向等智能判据,可提前感知开关柜因过温而引起的安全隐患,有针对性地制定预防措施,从而实现状态检修,避免出现故障,进而减少运维人员工作量。

一种基于 UHF RFID 无源无线测温技术及其应用

针对配电设备点多、面广且易因过热导致引发严重事故的现状,设计了一种基于UHF RFID无源无线温度监测系统,阐述了该无源无线温度监测技术的工作原理及技术指标,并对其测温精度进行了验证,测试结果表明测温精度优于规范要求;设计了一种典型的无源无线温度监测系统架构,并通过研究电力设备的结构特点以及传感器结构形态,对两者进行了适配性设计,满足不同配电设备的测温需求;最后通过几个实际应用案例验证了该种测温技术优越性以及实用性。

基于无线通信的防疫测温和客流监测系统设计

随着新型冠状病毒肺炎疫情的爆发,针对疫情防疫的需求,设计了一种简易、可靠、实用的防疫测温和客流监测系统,该系统采用无线通信模块ESP8266进行数据的无线传输,以STM32单片机为核心微处理器,通过红外温度传感器、到位开关、语音播报、舵机驱动等模块对数据进行采集与监测。该系统从疫情防控的角度进行设计与实现,具有测量准确、速度快的特点,适用于人流量大且需要测温的场所,有效协助疫情防控工作,将感染概率尽可能降到最低。