目前出现的温度传感器有热敏电阻温度传感器、光纤温度传感器、红外成像仪、半导体温度传感器、声表面波温度传感器。表1是这五种传感方法的优缺点比较。

表1 不同温度传感方法的比较


名称

优点

缺点

热敏电阻

1)便宜

2)可靠性高

1)有线连接

2)破坏高压绝缘。

光纤

1)沿线分布测温,测温范围大

2)可靠性高

1)有线连接

2)易折断

3)成本高

红外成像

1)测温面广

2)适合大面积巡检

1)精度不高

2)不能实时

半导体

1)无线传输

2)无线传输距离远

3)测温范围一般在-40~120℃

1)需要电池供电、定期更换电池

2)工作温度,一般在120℃以下

3)为节省电池,一般每隔几分钟测温一次

4)高温下电池可能爆炸燃烧

声表面波

1)无线传输

2)纯无源,不需要更换电池,维护简单

3)测温范围广,高温可到几百度甚至更高

4)实时性好,可每秒钟测温几次以上

5)耐高压、抗电磁干扰性强

无线传输距离在一般在十几米以内


热敏电阻法通过金属热电偶测量温度,需要在被测点和监测点之间连接线缆。所以会影响高压绝缘;光纤法成本高且易折断,不适合在电网大量普及;红外成像不能做到实时检测。所以这三种方法难以满足智能电网的测温需求。

半导体温度传感器可以无线读取,不影响绝缘,但需要电池供电,带来了维护问题。除了耐高温性不好外,电池寿命有限也是其缺点。有些产品为了延长电池寿命,每几分钟才检测一次温度,即便这样也要每1~2年更换一次电池。而且高温下电池还有爆炸燃烧的安全隐患。

智能电网测温不能破坏绝缘、测温上限至少120,要求维护周期长、实时性高,所以无源无线温度传感是最佳方式。目前声表面波传感技术是唯一的无源无线传感技术(传感器无线收发信号,且不需要电池供电)。在使用中,传感器放置在被测点附近,旁边一定距离外放置温度读取器和天线。读取器将采集的温度数据通过数据线传送给监控中心。所以虽然其无线测温距离不如有源方式,但十几米的距离已经足够。声表面波传感器还有耐高温、抗高电压和强电磁干扰的优点,所以声表面波温度传感器对于电力测温是最佳选择,优势明显。这也是国内很多家公司想涉足这一领域,而电力设备开发商也非常关注这一技术的原因。

无源无线声表面波温度传感系统
声表面波传感器原理及特点

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