CN110108385A - 一种杆上开关桩头无线无源温度传感装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种杆上开关桩头无线无源温度传感装置，包括开关桩头和安装在开关桩头上的温度传感器，开关桩头上设有多个固定温度传感器的限位装置，限位装置包括转轴和安装板，转轴可旋转固定在开关桩头上，安装板安装在转轴上，安装板上安装有第五活塞，第五活塞上安装有第三活塞轴，第三活塞轴上安装有限位板，限位板上安装有海绵垫，第五活塞和限位板之间设有第三弹簧，第三弹簧套接在第三活塞轴的外周，温度传感器包括外壳、RFID标签天线和测温芯片，RFID标签天线安装在外壳内部，测温芯片安装在RFID标签天线上。本发明温度传感器固定的稳定性，可以增强RFID标签天线信号，温度检测准确性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种杆上开关桩头无线无源温度传感装置。
背景技术
电力设备在长期运行过程中，受环境或人为因素影响，可能会发生逐渐的失压、形变现象，形成安全隐患，严重时可能导致设备损坏、线路停电等电力事故。RFID是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据信息。射频识别技术是一种新兴的自动识别技术，即通过无线方式进行双向数据通信，进而对目标加以识别。典型的RFID系统由电子标签、读写器和相关软件组成。由于RFID标签和读写器之间无需物理接触即可完成识别，因此RFID系统可以工作在恶劣环境中，并实现对多个运动目标的识别。目前RFID技术集中在物体的识别上，并不含有被识别物体的其他信息，功能比较单一。现有的电力设备上的温度传感器安装稳定性差，温度检测准确性低，无法满足实际使用时的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种杆上开关桩头无线无源温度传感装置，温度传感器固定的稳定性，可以增强RFID标签天线信号，温度检测准确性好。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种杆上开关桩头无线无源温度传感装置，包括开关桩头和安装在开关桩头上的温度传感器，所述开关桩头上设有多个固定温度传感器的限位装置，所述限位装置包括转轴和安装板，所述转轴可旋转固定在开关桩头上，所述安装板安装在转轴上，所述安装板靠近开关桩头的一侧安装有第五活塞，所述第五活塞远离安装板的一侧安装有第三活塞轴，所述第三活塞轴远离第五活塞的一端安装有限位板，所述限位板远离第三活塞轴的一端安装有海绵垫，所述第五活塞和限位板之间设有第三弹簧，第三弹簧套接在第三活塞轴的外周，所述温度传感器包括外壳、RFID标签天线和测温芯片，所述RFID标签天线安装在外壳内部，所述测温芯片安装在RFID标签天线上。
进一步的，所述外壳和RFID标签天线的纵截面均成形，所述RFID标签天线内壁相对的一侧分别安装有第一活塞和第二活塞，所述第一活塞和第二活塞之间连接有第一活塞轴，所述第一活塞和第二活塞之间设有第一弹簧，第一弹簧套接在第一活塞轴的外周。
进一步的，所述外壳内壁相对的一侧连接有固定板，所述固定板靠近RFID标签天线的一侧安装有托板，所述托板与RFID标签天线相对一侧壁上分别安装有第三活塞和第四活塞，所述第三活塞和第四活塞之间连接有第二活塞轴，所述第三活塞和第四活塞之间设有第二弹簧，第二弹簧套接在第二活塞轴的外周，所述托板为导电金属托板。
进一步的，所述RFID标签天线上下内壁之间的间隙为h1，所述海绵垫与开关桩头上端面之间的间距为h2，h1和h2满足如下关系：h2-h1＝2cm。
进一步的，所述安装板靠近开关桩头的一侧安装有第六活塞，所述第六活塞远离安装板的一侧安装有第四活塞轴，所述第四活塞轴远离第六活塞的一侧安装有第一导向轮安装座，所述第一导向轮安装座上安装有第二转轴，所述第一转轴上安装有第一导向轮，所述第六活塞和第一导向轮安装座之间设有第四弹簧，第四弹簧套接在第四活塞轴的外周。
进一步的，所述安装板靠近开关桩头的一侧安装有第二导向轮安装座，所述第二导向轮安装座上安装有第三转轴，所述第三转轴上安装有第二导向轮，所述开关桩头上设有第二导向轮移动的环形限位槽。
进一步的，所述安装板靠近开关桩头的一侧安装有第七活塞，所述第七活塞远离安装板的一侧安装有第五活塞轴，所述第五活塞轴远离第七活塞的一侧安装有第八活塞，所述第八活塞安装在第二导向轮安装座上，所述第七活塞和第八活塞之间设有第五弹簧，第五弹簧套接在第五活塞轴的外周。
进一步的，所述外壳为导电金属外壳。
采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：
1、通过旋转安装板实现安装板覆盖在温度传感器的表面，并由海绵垫接触外壳，海绵垫能够保护在对温度传感器进行限位时不会对温度传感器造成损坏，且由第三活塞轴在第五活塞内伸缩，且利用了第三弹簧在伸缩时具有回弹力，实现了海绵垫在对外壳挤压时，第三弹簧赋予了海绵垫一定的反向作用力，从而完成了对温度传感器的挤压限位的作用，有效提高了温度传感器固定的稳定性。
2、由于外壳和RFID标签天线的纵截面均成形，RFID标签天线安装在外壳内，在RFID标签天线内壁相对的一侧分别安装有第一活塞和第二活塞，并由第一活塞和第二活塞之间的第一活塞轴连接，且由第一弹簧的伸缩性，实现对RFID标签天线内部进行支持，避免RFID标签天线使用时变形，保证信号的稳定传输。
3、通过在外壳内壁相对的一侧连接有固定板，由于固定板为导电金属托板，可以为RFID标签天线的能量进行部分反射，实现与原有信号的正向叠加，增强了信号，并由第二活塞轴在第四活塞和第三活塞内伸缩，且由第二弹簧的伸缩性能实现对RFID标签天线的反向挤压力，实现了对RFID标签天线的支撑作用，避免了RFID标签天线使用时变形，提高了RFID标签天线信号传输的稳定性。
4、RFID标签天线上下内壁之间的间隙为h1，海绵垫与开关桩头上端面之间的间距为h2，通过使得h1和h2满足如下关系：h2-h1＝2cm，实现了在对温度传感器进行限位固定时，能够保证海绵垫产生对温度传感器表面进行挤压，实现对温度传感器的限位固定，保证温度传感器使用时的稳定性。
5、通过在安装板靠近开关桩头的一侧安装第六活塞和第四活塞轴，第四活塞轴在第六活塞内伸缩，旋转安装板实现第一导向轮对温度传感器进行限位固定，由于第四活塞轴在第六活塞内伸缩，并利用了第四弹簧的伸缩性，实现了第一导向轮可以对温度传感器进行反向挤压，提高了温度传感器的限位固定的稳定性。
6、通过在安装板靠近开关桩头的一侧安装能够在环形限位槽内移动的第二导向轮，第二导向轮随着安装板的旋转而旋转，保证了安装板移动的稳定性。
7、通过使得安装板靠近开关桩头的一侧安装第七活塞、第五活塞轴和第八活塞，由第五活塞轴在第七活塞和第八活塞内伸缩，并利用第五弹簧的伸缩性能，实现了在安装板旋转时，由于安装板会受到来自限位挤压温度传感器时反向作用力，利用第五弹簧的反向力实现对挤压力的抵消，可以保证安装板的稳定旋转。
8、通过使外壳为导电金属外壳，可以实现对RFID标签天线的能量进行部分反射，实现与原有信号的正向叠加，增强了信号，提高了温度检测的准确性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明实施例1提出的一种杆上开关桩头无线无源温度传感装置的结构示意图；
图2为本发明实施例1提出的一种杆上开关桩头无线无源温度传感装置的俯视结构示意图；
图3为本发明实施例1提出的一种杆上开关桩头无线无源温度传感装置中温度传感器的结构示意图；
图4为本发明实施例1提出的一种杆上开关桩头无线无源温度传感装置中温度传感器的剖视图；
图5为本发明实施例1提出的一种杆上开关桩头无线无源温度传感装置的正视图；
图6为图5中A处的局部放大示意图；
图7为本发明实施例2提出的一种杆上开关桩头无线无源温度传感装置的正视图；
图8为图7中B处的局部放大示意图；
图9为图7中C处的局部放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。需要理解的是，下述的“上”、“下”、“左”、“右”、“纵向”、“横向”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
如图1-6所示，本发明提供一种杆上开关桩头无线无源温度传感装置，包括开关桩头1和安装在开关桩头1上的温度传感器2，开关桩头1上设有多个固定温度传感器2的限位装置3，限位装置3包括转轴301和安装板302，转轴301可旋转固定在开关桩头1上，安装板302安装在转轴301上，安装板302靠近开关桩头1的一侧安装有第五活塞303，第五活塞303远离安装板302的一侧安装有第三活塞轴304，第三活塞轴304远离第五活塞303的一端安装有限位板306，限位板306远离第三活塞轴304的一端安装有海绵垫307，第五活塞303和限位板306之间设有第三弹簧305，第三弹簧305套接在第三活塞轴304的外周，温度传感器2包括外壳201、RFID标签天线202和测温芯片203，RFID标签天线202安装在外壳201内部，测温芯片203安装在RFID标签天线202上。通过旋转安装板302实现安装板302覆盖在温度传感器2的表面，并由海绵垫307接触外壳201，海绵垫307能够保护在对温度传感器2进行限位时不会对温度传感器2造成损坏，且由第三活塞轴304在第五活塞303内伸缩，且利用了第三弹簧305在伸缩时具有回弹力，实现了海绵垫307在对外壳201挤压时，第三弹簧305赋予了海绵垫307一定的反向作用力，从而完成了对温度传感器2的挤压限位的作用，有效提高了温度传感器2固定的稳定性。
在本实施例中，外壳201和RFID标签天线202的纵截面均成形，RFID标签天线202内壁相对的一侧分别安装有第一活塞210和第二活塞213，第一活塞210和第二活塞213之间连接有第一活塞轴212，第一活塞210和第二活塞213之间设有第一弹簧211，第一弹簧211套接在第一活塞轴212的外周。由于外壳201和RFID标签天线202的纵截面均成形，RFID标签天线202安装在外壳201内，在RFID标签天线202内壁相对的一侧分别安装有第一活塞210和第二活塞213，并由第一活塞210和第二活塞213之间的第一活塞轴212连接，且由第一弹簧211的伸缩性，实现对RFID标签天线202内部进行支持，避免RFID标签天线202使用时变形，保证信号的稳定传输。
在本实施例中，外壳201内壁相对的一侧连接有固定板204，固定板204靠近RFID标签天线202的一侧安装有托板205，托板205与RFID标签天线202相对一侧壁上分别安装有第三活塞209和第四活塞206，第三活塞209和第四活塞206之间连接有第二活塞轴207，第三活塞209和第四活塞206之间设有第二弹簧208，第二弹簧208套接在第二活塞轴207的外周，托板205为导电金属托板。通过在外壳201内壁相对的一侧连接有固定板204，由于固定板204为导电金属托板，可以为RFID标签天线202的能量进行部分反射，实现与原有信号的正向叠加，增强了信号，并由第二活塞轴207在第四活塞206和第三活塞209内伸缩，且由第二弹簧208的伸缩性能实现对RFID标签天线202的反向挤压力，实现了对RFID标签天线202的支撑作用，避免了RFID标签天线202使用时变形，提高了RFID标签天线202信号传输的稳定性。
在本实施例中，RFID标签天线202上下内壁之间的间隙为h1，海绵垫307与开关桩头1上端面之间的间距为h2，h1和h2满足如下关系：h2-h1＝2cm。RFID标签天线202上下内壁之间的间隙为h1，海绵垫307与开关桩头1上端面之间的间距为h2，通过使得h1和h2满足如下关系：h2-h1＝2cm，实现了在对温度传感器2进行限位固定时，能够保证海绵垫307产生对温度传感器2表面进行挤压，实现对温度传感器2的限位固定，保证温度传感器2使用时的稳定性。
在本实施例中，外壳201为导电金属外壳。通过使外壳201为导电金属外壳，可以实现对RFID标签天线202的能量进行部分反射，实现与原有信号的正向叠加，增强了信号。外壳201的金属材质可以很好地进行热传导，因而提高测温的准确性。
实施例2
如图7-9所示，实施例2与实施例1的不同之处在于，安装板302靠近开关桩头1的一侧安装有第六活塞308，第六活塞308远离安装板302的一侧安装有第四活塞轴309，第四活塞轴309远离第六活塞308的一侧安装有第一导向轮安装座311，第一导向轮安装座311上安装有第二转轴312，第一转轴312上安装有第一导向轮313，第六活塞308和第一导向轮安装座311之间设有第四弹簧310，第四弹簧310套接在第四活塞轴309的外周。通过在安装板302靠近开关桩头1的一侧安装第六活塞308和第四活塞轴309，第四活塞轴309在第六活塞308内伸缩，旋转安装板203实现第一导向轮313对温度传感器2进行限位固定，由于第四活塞轴309在第六活塞308内伸缩，并利用了第四弹簧310的伸缩性，实现了第一导向轮309可以对温度传感器2进行反向挤压，提高了温度传感器的限位固定的稳定性。
在本实施例中，安装板203靠近开关桩头1的一侧安装有第二导向轮安装座318，第二导向轮安装座318上安装有第三转轴319，第三转轴319上安装有第二导向轮320，开关桩头1上设有第二导向轮320移动的环形限位槽321。通过在安装板203靠近开关桩头1的一侧安装能够在环形限位槽321内移动的第二导向轮320，第二导向轮320随着安装板203的旋转而旋转，保证了安装板203移动的稳定性。
在本实施例中，安装板302靠近开关桩头1的一侧安装有第七活塞314，第七活塞314远离安装板302的一侧安装有第五活塞轴315，第五活塞轴315远离第七活塞314的一侧安装有第八活塞317，第八活塞317安装在第二导向轮安装座318上，第七活塞314和第八活塞317之间设有第五弹簧316，第五弹簧316套接在第五活塞轴315的外周。通过使得安装板302靠近开关桩头1的一侧安装第七活塞314、第五活塞轴315和第八活塞317，由第五活塞轴315在第七活塞314和第八活塞317内伸缩，并利用第五弹簧316的伸缩性能，实现了在安装板302旋转时，由于安装板302会受到来自限位挤压温度传感器2时反向作用力，利用第五弹簧316的反向力实现对挤压力的抵消，可以保证安装板316的稳定旋转。
可以理解的是，RFID标签天线的反射系数于本实施例中，测温芯片在工作频带内中心频率915MHz处的阻抗Zic＝40-j*200，假定该测温芯片阻抗在工作频带内保持不变；Za为RFID标签天线阻抗，同样为复数；则RFID标签天线的反射系数(dB形式)S_RFID＝20lg|Γm|。
RFID标签天线最远识别距离λ为RFID标签天线的工作波长，其中Pth为测温芯片灵敏度，一般测温芯片确定下来，该项为已知项；Pt为读写器的发射功率，常见固定式读写器最大发射功率为30dBm；Gt为读写器端天线增益；τ＝1-|Γm|2为传输系数，ρ为读写器天线与RFID标签天线极化匹配系数，当读写器端天线极化与RFID标签天线极化完全匹配时，该系数最大为1；η为天线的辐射效率，最大为1。因此在RFID标签天线、读写器和读写器端天线确定的情况下，RFID标签天线的最远识别距离取决于标签天线的增益Gr以及标签天线与芯片之间的传输系数τ。该装置不仅提高了测温的准确性，同时也通过信号的增强实现了Gr的提高，进一步提高了RFID标签天线的最远识别距离。
除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。
Claims (8)
1.一种杆上开关桩头无线无源温度传感装置，包括开关桩头和安装在开关桩头上的温度传感器，其特征在于，所述开关桩头上设有多个固定温度传感器的限位装置，所述限位装置包括转轴和安装板，所述转轴可旋转固定在开关桩头上，所述安装板安装在转轴上，所述安装板靠近开关桩头的一侧安装有第五活塞，所述第五活塞远离安装板的一侧安装有第三活塞轴，所述第三活塞轴远离第五活塞的一端安装有限位板，所述限位板远离第三活塞轴的一端安装有海绵垫，所述第五活塞和限位板之间设有第三弹簧，第三弹簧套接在第三活塞轴的外周，所述温度传感器包括外壳、RFID标签天线和测温芯片，所述RFID标签天线安装在外壳内部，所述测温芯片安装在RFID标签天线上。
2.根据权利要求1所述的杆上开关桩头无线无源温度传感装置，其特征在于，所述外壳和RFID标签天线的纵截面均成形，所述RFID标签天线内壁相对的一侧分别安装有第一活塞和第二活塞，所述第一活塞和第二活塞之间连接有第一活塞轴，所述第一活塞和第二活塞之间设有第一弹簧，第一弹簧套接在第一活塞轴的外周。
3.根据权利要求2所述的杆上开关桩头无线无源温度传感装置，其特征在于，所述外壳内壁相对的一侧连接有固定板，所述固定板靠近RFID标签天线的一侧安装有托板，所述托板与RFID标签天线相对一侧壁上分别安装有第三活塞和第四活塞，所述第三活塞和第四活塞之间连接有第二活塞轴，所述第三活塞和第四活塞之间设有第二弹簧，第二弹簧套接在第二活塞轴的外周，所述托板为导电金属托板。
4.根据权利要求2所述的杆上开关桩头无线无源温度传感装置，其特征在于，所述RFID标签天线上下内壁之间的间隙为h1，所述海绵垫与开关桩头上端面之间的间距为h2，h1和h2满足如下关系：h2-h1＝2cm。
5.根据权利要求1所述的杆上开关桩头无线无源温度传感装置，其特征在于，所述安装板靠近开关桩头的一侧安装有第六活塞，所述第六活塞远离安装板的一侧安装有第四活塞轴，所述第四活塞轴远离第六活塞的一侧安装有第一导向轮安装座，所述第一导向轮安装座上安装有第二转轴，所述第一转轴上安装有第一导向轮，所述第六活塞和第一导向轮安装座之间设有第四弹簧，第四弹簧套接在第四活塞轴的外周。
6.根据权利要求1所述的杆上开关桩头无线无源温度传感装置，其特征在于，所述安装板靠近开关桩头的一侧安装有第二导向轮安装座，所述第二导向轮安装座上安装有第三转轴，所述第三转轴上安装有第二导向轮，所述开关桩头上设有第二导向轮移动的环形限位槽。
7.根据权利要求6所述的杆上开关桩头无线无源温度传感装置，其特征在于，所述安装板靠近开关桩头的一侧安装有第七活塞，所述第七活塞远离安装板的一侧安装有第五活塞轴，所述第五活塞轴远离第七活塞的一侧安装有第八活塞，所述第八活塞安装在第二导向轮安装座上，所述第七活塞和第八活塞之间设有第五弹簧，第五弹簧套接在第五活塞轴的外周。
8.根据权利要求1所述的杆上开关桩头无线无源温度传感装置，其特征在于，所述外壳为导电金属外壳。
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