(完整版)无线无源温度检测原理

无线测温技术方案

(基于EH技术)

1.EH技术说明

1.1. EH技术简介

环境能量采集（EnergyHarvesting）技术具有可循环、无污染、低能耗等优点，它建立在微电子技术和微功耗技术的基础上，是近几年发展起来的一门新兴学科，它涵盖了太阳能、风能、热能、机械能、电磁能采集等诸多方面。能量收集技术应用范围极其广泛：交通、能源、物联网、航空航天、生物等等。把能量采集技术应用到电力设备的在线监测是一个前所未有的创新，必将为解决电网智能化运行提供一个全新的平台。

能量收集(EH)也称为能量积聚，使用环境能量为小型电子和电气器件提供电能。

能量收集系统包含能量收集模块和处理器/发送器模块。能量收集模块从光、振动、热或生物来源中捕获毫瓦级能量。可能的能源还来自手机天线塔等发出的射频。然后，电源经过调节并存储起来。系统随后按照所需的间隔触发，将能量释放给后续负载使用。

1.2.EH技术应用

在变电所、站的运行现场具有丰富的电磁能，对于电压高电流小的场源(如发射天线、馈线等)，电场要比磁场强得多，对于电压低电流大的场源(如某些感应加热设备和模具)，磁场要比电场大得多。因此我们认为高压设备内是一个工频电场和磁场能量非常密集的区域。我们正是利用微电子技术、低功耗技术以及能量管理技术收集高压设备中的电磁能，并将其能量转化为无线温度传感器所需之电源。

将EH技术应用于高压设备一次回路的无线测温，解决了传感器的能量需求问题，使得传感器摆脱了对传统电池的束缚，体积更小，可靠性更高，安装更方便，维护更简单，产品更环保，技术更先进。

2.基于EH技术的富邦电控FTZ600无线测温系统

2.1. 无线测温系统简介

我公司的无源无线测温系统主要有三部分构成：无线测温传感器、无线温度接收终端、数据服务器及后台；

效果结构图如下所示：

接收终端在系统中承担着数据中继功能，它接收到传感器的数据之后再通过光纤、485或者无线等方式传输给数据后台，他们形成了系统的网络层。

数据到达后台后，用户可以通过浏览器方式监测现场每个传感器的实时温度、历史曲线，如果出现超温情况，可以快速定位并及时通知相关人员。这就是系统的应用层。

3.无线测温系统单元介绍

3.1.无源无线温度传感器

目前我公司研发多种无线温度传感器既能满足室内开关柜无线测温，也可以满足户外变压器、轴承、隔离刀闸等设备无线测温要求。

我公司的无源无线温度传感器是基于美国TI公司的无线数字通信技术及低功耗技术、EH技术而研制的高性能产品，新一代无线温度传感器采用了多重抗干扰措施以及特有的软件算法，其最大的优势在于不再需要电池供电，彻底解决电池后期维护频繁、寿命有限的问题；而且体积小巧，安装方式灵活多样，将开关柜温升监测提升到一个新的高度。

考虑不同环境的适用性，目前该温度传感器系列应用较广泛的有两款(FB-SW-02、FB-SW-01)FB-SW-02型无源无线温度传感器体积小，可适合于国内外高压设备室内及户外动静触头、隔离刀闸、断路器、母排、电缆连接处的温度的测量；适合于低压抽屉柜输入输出回路连接处或各接头处温度的测量；安装方便、安全、灵活。

FB-SW-01型无源无线温度传感器发射距离大，在空旷距离条件下，传输距离可达2000m；可适用于户外架空电缆，高压变电站户外场地间隔内设备各结构的温度监测；包括户外电流互感器、户外隔离开关、户外断路器以及变压器等；

3.2.无线接收终端

FB-ANT无线温度接收终端是在上一代产品基础上研制的新产品，与上一代及其他公司的类似产品比较，我们的产品具备更强大的功能和可靠的性能，双光口、双无线、双485、单网口，光纤可以直接接入我们产品，亦可采用多通讯口实现数据中继功能。

3.3.无线监控后台

我们的无线测温后台采用国内品牌工控机或者由客户指定型号的计算机，后台软件采用B/S结构，具有独立的软件著作权。具有人机界面友好、操作方便、数据全面、功能完善的特点，同时还可实现短信报警和Web访问功能。

全局图可以一目了然分辨出传感器温度正常、超温、故障；

历史曲线图可以记录各个电气节点的温升曲线变化，辅助电网分析柜体的运行状态以及潜在隐患；

4.产品优越性

4.1.无源无线测温系统的特点

4.1.1.技术要点

器件选用：无线温度传感器关键器件采用国际进口器件；

独特技术：全向性天线、多层屏蔽、多层PCB、低功耗；

权威检测：国家继电保护中心

通讯标准:我公司的系统支持Modbus、IEC61850通讯协议。

电磁兼容性（EMC）：GB/T17626标准，静电、群脉冲、浪涌IV级规范环境试验规程：GB 2423标准，高低温交变湿热环境试验

工频高压试验：100kV/15min

工频磁场试验：5000A/m

4.1.2.与其它产品类比特点

备注：相比无源无线测温方式，其它的测温方式均有一些不足或者隐患。

4.1.1.1. 红外测温弊端：

4.1.1.1.1. 红外测温探头安装固定条件要求苛刻，体积较大，许多柜内发热点温升状态不

能有效监测。

4.1.1.1.2. 测温精度容易受到柜内障碍物、灰尘、距离等影响，且需要定期维护清洁测温

探头。

4.1.1.1.3. 测温主机一般使用有线式供电，给一次系统安全间距带来隐患。

4.1.1.2. 使用电池供电的弊端：

4.1.1.2.1. 高温下电池寿命大大降低，实际寿命很难计算；如大量使用，则需要频繁停电

更换电池。

4.1.1.2.2. 电池长期处于高温状态下会存在使用寿命减退甚至失效的隐患，给一次系统运

行安全带来隐患。