面向智能电网的无源无线温度传感系统

智能电网的信息化和自动化的实现,首先取决于对电网运行信息的采集技术和传感技术的发展[1]。电网运行中各节点的温度信息作为衡量电网运行安全的重要因素,对其进行实时在线监测势在必行。基于声表面波（SAW）原理的无源无线温度传感系统具有无源无线、实时在线的特点,其势必成为智能电网建设中实现温度监测的重要手段。     

基于无源无线传感技术的电力电缆测温装置

温度是电缆运行状态的关键参数,对电缆温度进行实时监测可有效防止事故发生,保障电力系统安全稳定运行。采用超高频RFID温度传感芯片研制一种基于无源无线传感技术的电力电缆测温装置,装置由基底、天线、RFID无源测温模块、固定基板及加固模块构成,将装置嵌入电力电缆内部来实现电缆测温。该装置的标签天线在920 MHz工作频率下在金属表面可表现其优良性能,并且具有低剖面、小尺寸、低成本的优势。该电缆测温装置能够长期、安全、有效监测电力电缆的温度变化,避免因电力电缆温度过高引发的安全隐患,为电力系统的安全运行提供技术保障。     

管道流体测量无线无源LC谐振式传感技术研究

针对管道内流体测量需求,提出基于LC无线无源谐振式传感技术的测量方法。在绝缘管道外表面设计螺旋型的电容和电感,构成非接触式的流体测量LC传感器,LC谐振频率反映流体参数变化。相比常规的电容式传感技术,LC传感器能实现无源无线测试,可用于非实时性流体检测。对水平式管道内水气两相流,进行了静态的模拟测量,实验表明在直径10 mm的亚克力管道内,随着水相含率从10%增加到100%,传感器谐振频率变化15.51 MHz。     

无源无线声表面波谐振器温度传感系统硬件构成

针对不可接触环境下的参数检测的问题,通过分析声表面波谐振器的传感原理和传统传感系统的构成,介绍了一种基于声表面波谐振器的无源无线温度传感系统,系统采用一次变频的构成方式,并引入了计算机控制和数字信号处理技术.相对于传统系统构成,本系统的构成更简洁、可操作性和灵活性更强.给出了该系统的具体实现方案.温度实验反映了该系统构成的可行性.     

编码式谐振SAW无源无线温度传感阵列系统

提出了一种新型编码式谐振声表面波无源无线温度传感系统。该传感系统采用间歇正弦脉冲串信号作为无线激励信号，而经谐振式声表面波器件延迟后的反射波是一瞬时变化的振荡波形，该反射信号的频率与声表面波器件固有频率相关。温度改变，其反射信号的频率也发生变化。该传感阵列系统利用不同延迟线构成编码器，可实现大规模的传感器构造。该方法不仅有谐振式无源无线传感器距离远的优点，而且，还具有延迟型大规模编码的优点。该法还可用于无源无线的目标识别。     

无源变色传感螺栓的研究

针对螺栓载荷监测的特点,提出一种光学监测的方法。该方法通过结构设计使得与螺栓载荷呈线性关系的显色元件应力处于均匀与合理状态,然后利用贴片光弹原理,观测显色元件颜色从而确定螺栓的载荷。在分析变色螺栓应力-变色特性基础上,通过理论设计与软件分析,对监测装置的显色均匀性和灵敏度进行了分析,得出螺栓在预紧、屈服和破断状态下,显色元件分别显示褐色、黄色和绿色3种颜色。通过对变色螺栓样机测试,证明该变色螺栓样机能够有效地监测螺栓的载荷状态。     

基于无源无线传感技术的高压设备温度监测系统分析

提出了一种面向高压设备的基于无源无线传感技术的温度智能监测和预警系统,探讨了高压设备温度监测的必要性及其技术现状,介绍了无源无线传感技术,并给出了系统的实现方法。该系统可以对高压设备各接点温度升高进行实时监测,从而快速发现相关故障,以保障高压设备的稳定、安全和可靠运行。     

基于分布式计算的GSM无源传感系统

提出了基于分布式计算的GSM无源探测低空目标的传感网络系统,每个网络节点均由以GSM信号为照射源的8单元微带相控阵天线、接收机及ICS554采集和数据处理单元等组成无源探测子系统.经实验验证,该系统具有较好的无源探测低空目标的能力、数据传输实时性好且具有分布计算网络的可靠性高等优点,可以作为城市防空网络的补充,有效感知3KM范围低空目标,对于提高城市防空能力具有重要价值.     

无源RFID的集成电容式传感器接口电路设计

针对射频识别技术(RFID)迅猛发展的需求,采用0.18μm CMOS工艺设计并制造了一种电容式传感器接口电路。该接口电路为全数字结构,能将传感器电容值转换到频域进行处理。它采用了一种新型的内部限幅的环形振荡器结构,比传统反相器结构振荡器降低了约30%功耗。后期测试结果显示,所设计的集成接口电路获得了良好的线性度和稳定性能,占用0.21 mm~2芯片面积,1 V电源电压下仅消耗0.92μW功率,尤其适合于无源RFID传感器标签设计中。     

甲烷多通道远程无源光纤传感检测系统

基于气体在吸收峰波长下对光的吸收随浓度变化的原理,研制了一种多通道.多点测量远程无源光纤传感甲烷检测系统,根据甲烷的吸收峰对应的波长选择分布反馈式半导体激光器作为光源.远程无源传感保证了传感探头现场的安全性,能应用于传统传感器不能应用的场合.经实际检测应用表明,该系统具有很高的精度和稳定性.     

高压开关柜无源无线温度监测系统的研究

根据高压开关柜的特点,本文分析了现有温度监测技术存在的缺陷,提出了以无源无线传感技术为基础的高压开关柜温度监测新方法。采用声表面波谐振器实现无源温度检测,以DSP芯片TMS320F2812为控制处理核心,控制射频信号的发射与接收,温度数据的处理与传输,实现无线温度测量。文中介绍了无源无线测温原理,给出了无源无线温度监测系统软硬件设计的优化方案。实验表明,该系统能对高压开关柜在运行过程中易发热部位的温度进行实时监测,以确保电力高压开关柜的安全可靠运行。     

基于SAW传感器的无线无源测温系统设计研究

对电力设备运行状态进行监测,能够及时发现问题,减少故障的发生,提高运行的安全稳定性。温度监测是状态监测的重要组成部分,目前,基于SAW传感器的无线无源测温技术可靠性高,受到了广泛关注。现分析了基于SAW传感器的无线无源测温系统的工作原理,给出了测温网关的硬件设计方案和SAW传感器、采集器、网关等设备的安装方法,还给出了温度监测系统软件设计方案。将测温系统安装在断路器上进行测试,给出了监测系统的软件界面,运行结果表明,本系统能够实现准确测温、及时告警的功能。     

基于无源无线温度传感器的阅读器设计及其研究

研究了基于陶瓷无源无线温度传感器的无线阅读器设计,使其能够从任意方向接收一定频率范围内的温度传感器射频信号并解析为温度数据。陶瓷无源无线温度传感器是一个全新材料科学领域与无线技术领域内的新型传感器,其应答射频信号延时不超过5μs。使用MSP430FG437嵌入式低功耗处理器以及两片CC1101分别作为阅读器的核心处理器和射频信号收发端,该阅读器同时具备发射与接收无线信号的能力,在供应传感器能量的同时也接收一定能量。该硬件平台扩展接口丰富,方便新增ZIGBEE自组网、MODBUS组网等组网通信功能,非常适合某些高温高压非接触式特殊应用场合的温度监测。     

无线无源的参数可控脉冲发生器

针对植入式刺激器内置电源容量有限、体积大、潜在安全隐患等问题,设计了一种无线无源的参数可控脉冲发生器.该发生器基于电磁耦合原理,由经皮变压器、储能电容、整流电路及双稳态触发器构成,与传统的脉冲发生器相比,在不加入微控制器和维持原有通信信道不变的情况下,实现了脉冲发生器输出信号的幅值、频率、脉宽、极性可调,克服了其他脉冲发生器信号极性不可控的弊端,且电路结构极为简单.通过pspice仿真、实际电路、样机实验的测试,实验结果与理论分析吻合.脉冲发生器输出信号的频率范围0 ～ 300 Hz,脉宽范围60 ～450μs,幅值范围0～10V,且极性可调.因此该脉冲发生器满足植入式刺激器的需求,同时还可用于某些密闭化学、生物装置.     

声表面波谐振器型无源无线温度传感器

介绍了一种新型的单端口声表面波谐振器构成的无源无线温度传感器。分析了间歇正弦信号无线激励的单端口声表面波谐振器的响应特性。该响应为幅度衰减的振荡信号，振荡的中心频率为声表面波器件固有频率。设计并构造了高效、快速、较远距离自动无线遥测温度的实验系统，实验系统验证了测量原理的正确性。     

一种无线无源低温传感器的设计与测试

设计并制作一种可应用于低温环境的无线无源温度传感器。传感器的基板材料为玻纤增强环氧树脂(FR4),中心频率为2.4 GHz。利用微波传输原理,通过监测传感器的谐振频率变化实现温度的测量。经过理论计算和高频结构仿真软件(HFSS)确定了传感器的物理参数,通过搭建低温测试系统实现了传感器在低温环境下的测试。实验结果表明在0~-40℃的温度范围,传感器的谐振频率与温度成线性变化关系,谐振频率由2.366 GHz增大为2.382 GHz。对传感器进行3次重复测试,证明了传感器具有好的重复性。传感器绝对灵敏度为401.67 k Hz/℃。实验结果证明了传感器设计的合理性和测温的可行性。     

无线无源压力读取系统中线性扫频源的设计

在无线无源互感耦合传感检测系统中,需要通过检测远端敏感单元的谐振频率来读取传感器的谐振信息。因此,设计一个高精度的宽带线性扫频源来满足测试系统实现稳定和精准的测试。为了解决这个问题,设计了一种基于DDS技术的高带宽线性扫频源,带宽为1~100 MHz,频率精度为O.116 Hz,最小扫频步进值为0.233 Hz,驱动能力为6dBm。MATLAB仿真分析了线性扫频源的扫频步进值不同时对LC谐振传感器检测精度的影响。并通过实验验证了该线性扫频源在互感耦合谐振器频率读取系统中的可靠性和稳定性。     

无源无线应变传感器中压电材料接触力学模型研究

针对现有无源无线传感器存在稳定性差,抗干扰能力不强,传输距离过短的问题,提出一种新型无源无线应变传感器。 该传感器由两个线圈和一个体声波传感器组成,体声波传感器包括传力结构和石英晶片,其可将被测表面的应变转化为可检测 的石英谐振频率偏移。 首先,建立了半椭圆接触模型,研究接触力、激励电压、接触元件形状对石英的影响,以提高传感器性能; 其次,设计了石英加载装置,实现石英表面微力加载研究;最后,搭建了无源无线应变传感系统,传输距离可达 5 cm,分辨率约 为 4. 2 Hz/ με,应变测量范围为 600 με,重复性实验显示 RSD 为 5. 47% 。 实验结果表明,该传感系统具有良好性能,在未来将与 无人机结合为大型结构应变测量提供有效的解决方案。     

一种无线可信传感节点的设计与研究

随着技术发展,传感器网络的智能化程度将越来越高,海量信息在网络中融合,并应用到越来越多的领域中去。网络自动化程度提高的同时,潜在威胁也在不断增加。无线传感网络有大量传感节点组成的分布式网络,确保传感节点的安全可信对保障其网络的安全性至关重要。文章从网络终端的角度展开研究,介绍一种可信的短程无线传感节点器和网络的设计方案。