测温电子标签、读写器及高压电缆制造技术

本申请提供了一种高压电缆测温电子标签、读写器及高压电缆，属于RFID技术领域。一种高压电缆测温电子标签，包括测温模块、天线模块，以及用于连接所述测温模块和所述天线模块的射频线缆；所述天线模块为薄膜状，内嵌于高压电缆的外导体层，且连通高压电缆外导体层的内侧和外侧；所述测温模块贴近高压电缆的内导体；所述天线模块包括辐射面和阻抗匹配线；所述阻抗匹配线用于阻抗匹配；所述测温模块包括无源RFID测温芯片、用于储存并提供电能的电容；所述测温模块还用于对所述电容充电。本发明专利技术将测温点和天线分离的方式避开高压电缆外导体对信号的屏蔽，能够在不影响天线增益的情况下测得高压电缆线芯的温度。况下测得高压电缆线芯的温度。况下测得高压电缆线芯的温度。

【技术实现步骤摘要】
测温电子标签、读写器及高压电缆


[0001]本申请属于RFID
，具体涉及一种测温电子标签、读写器及应用该电子标签的高压电缆。

技术介绍

[0002]RFID(Radio Frequency IDentification，RFID)射频识别技术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特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。目前，已经出现利用RFID技术对高压电缆进行测温的技术，这些技术通过设置在电缆线身上的电子标签获取温度，并利用RFID技术与读写器通信传输温度数据。
[0003]如专利文献CN105222915A提出一种基于RFID技术的电缆测温装置，包括设置于电缆任意位置上的测温装置，所述测温装置为无源rfid测温标签；该无源rfid测温标签安装于现有电缆表皮的任意部位，该无源rfid测温标签上贴有可粘附的黏贴层，无源rfid测温标签通过底部的黏贴层固定黏贴于电缆表皮外部并与电缆表皮外部紧密接触。该测温装置能够检测电缆表皮的温度，但对于高压电力电缆来说，其绝缘层和外护套层都较厚，电缆内芯的温度或温度的变化无法传输到电缆表皮上，因此这种情况下所检测到的温度也无法反应电缆内芯的真实温度。
[0004]虽然专利文献CN105222915A还提出将整个无源rfid测温标签设置于电缆的保护层内，但这样设置仅是为了提高对无源rfid测温标签的保护，避免脱落，而不是为了准确获取电缆内芯的温度。

技术实现思路

[0005]本申请所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种测温电子标签、与该电子标签配合使用的读写器、以及应用该电子标签的高压电缆。
[0006]为解决上述技术问题，本申请所采用的技术方案是：
[0007]一种高压电缆测温电子标签，包括测温模块、天线模块，以及用于连接所述测温模块和所述天线模块的射频线缆；
[0008]所述天线模块为薄膜状，内嵌于高压电缆的外导体层，且连通高压电缆外导体层的内侧和外侧；
[0009]所述测温模块贴近高压电缆的内导体；
[0010]所述天线模块包括辐射面和阻抗匹配线；所述阻抗匹配线用于阻抗匹配；
[0011]所述测温模块包括无源RFID测温芯片、用于储存并提供电能的电容；所述测温模块还用于对所述电容充电。
[0012]进一步的，所述辐射面上设置有第一槽线，所述第一槽线用于配合所述阻抗匹配线及所述测温模块完成阻抗匹配。
[0013]进一步的，所述阻抗匹配为50Ω阻抗匹配。
[0014]进一步的，所述辐射面上还设置有用于改变电流路径的第二槽线和第三槽线。
[0015]进一步的，所述测温模块还包括由一个贴片电感及两个贴片电容组成的Π型匹配结构。
[0016]进一步的，所述电容的放电时间大于1秒。
[0017]进一步的，所述天线模块的工作频率为915MHz。
[0018]进一步的，所述天线模块的弯曲弧度为180
°
。
[0019]一种读写器，所述读写器与所述电子标签通信连接；所述读写器以至少每秒一次的频率向外辐射射频能量，使所述电子标签获取感应电能并对所述电容进行充电。
[0020]一种高压电缆，所述高压电缆内设置有所述电子标签；
[0021]所述高压电缆包括内导体、位于所述内导体外侧的绝缘层、位于所述绝缘层外侧的外导体层、位于所述外导体层外侧的护套层；
[0022]所述电子标签的天线模块内嵌于所述外导体层，测温模块贴近所述内导体设置。
[0023]目前电力行业的温度监测手段以红外测温为主，但红外测温技术易受环境影响，对于光亮或抛光金属表面的测温读数影响较大，且只能测量物体表面温度，如遇遮挡，则难以良好反应被测对象内部温度，除红外测温外，当前还有其他测温方式如有源无线测温技术，其一大弊端就是须采用电池供电，而电池寿命要求传感器需要定期更换电池，给电力行业带来很大的维护压力，另一方面，电池不适于工作在高温恶劣环境，容易发生电解液泄露，腐蚀其它配件，甚至有爆炸危险，引起二次事故。因此，无源测温技术是目前的发展方向。
[0024]现有技术中的无源测温技术有RFID测温、光纤测温、声表面波测温等，其中无源光纤测温为有线方式部署，必须与解调主机相连接，系统灵活性较差，部署费用高昂且费时费力，后期一旦涉及到系统扩展或调整，也很麻烦。声表面波测温依靠传感器中心频率进行识别，由于测量带宽的限制，同一区域部署传感器的数量有限而且容易发生传感器之间互相干扰；另外，由于声表面波测温是通过模拟方式进行温度数据的通讯，也容易受外界电磁信号干扰。RFID测温技术采用电磁波耦合方式进行能量收集，与其他无源测温技术相比具有较大优势，特别适合应用在电网一次设备的温度监测，也适用于高压电缆的温度检测。
[0025]高压电缆在发生安全隐患前大多有温升的情况，因此对于温度的监测是极其重要的指标之一，如专利文献CN105222915A就提出利用无源rfid测温标签监测电缆的温度。高压电缆的温升由电缆线芯发热引发，所监测的电缆温度应以电缆线芯的温度为准。特别是高压电缆的内导体(线芯)外侧至少包裹有绝缘层、外导体层和外护套层，这次外层具有良好的阻燃隔热效果，使电缆线芯的温度和温度变化无法从电缆表皮上表现出来，因此专利文献CN105222915A从电缆表皮上所检测到的温度无法反应电缆线芯的温度，就无法利用该温度判断电缆是否具有隐患。
[0026]因此，为准确获得高压电缆线芯的温度，RFID测温标签必须尽可能的靠近电缆线芯，必须将测温标签设置在电缆的内部。但是，电缆内部的外导体层为金属层，具有信号反射屏蔽的特点，使测温标签无法设置的外导体层内侧，否则测温标签的射频信号将无法直接发射到电缆外部。如专利文献CN113921201A提出一种复合RFID射频识别测温智能电力电缆，包括缆芯、若干个rfid射频识别测温电子标签以及护套结构，所述护套结构包括外护套层，所述外护套层套设于所述缆芯的外周，若干个所述rfid射频识别测温电子标签均设置
于所述缆芯与所述外护套层之间。但该电力电缆外护套层内部的线芯包括铠装层、内护套层、绕包层、金属屏蔽层等等，这种情况下，电缆线芯的温度需要穿透多层结构才能到达测温电子标签，因此电子标签仍无法准确检测线芯的温度。
[0027]也有文献《基于无源无线传感技术的电力电缆测温装置》(姜华,李锡忠,秦孝来,等.基于无源无线传感技术的电力电缆测温装置[J].仪表技术与传感器,2018,12.)将测温装置设置在电缆表层与外导体层(金属带)之间，这样即无法准确获取线芯温度，并且测温装置设置在金属(外导体层)表面时，由于金属是电磁波的全反射体，在金属表面附近，入射电磁波与反射电磁波场强相近而相位相差180
°
，叠加后的场强互相抵消，因此电子标签无法磁感应出充足的电能来工作以及对外发射射频信号。
[0028]所以，为准确检测高压电缆的温度，必须将电子标签设置在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测温电子标签，其特征在于：包括测温模块、天线模块，以及连接所述测温模块和所述天线模块的射频线缆；所述天线模块为薄膜状，内嵌于高压电缆的外导体层，且连通高压电缆外导体层的内侧和外侧；所述测温模块贴近高压电缆的内导体；所述天线模块包括辐射面和阻抗匹配线；所述阻抗匹配线用于阻抗匹配；所述测温模块包括无源RFID测温芯片、用于储存并提供电能的电容；所述测温模块还用于对所述电容进行充电。2.根据权利要求1所述的测温电子标签，其特征在于：所述辐射面上设置有第一槽线，所述第一槽线用于配合所述阻抗匹配线及所述测温模块完成阻抗匹配。3.根据权利要求1所述的测温电子标签，其特征在于：所述阻抗匹配为50Ω阻抗匹配。4.根据权利要求1所述的测温电子标签，其特征在于：所述辐射面上还设置有用于改变电流路径的第二槽线和第三槽线。5.根据权利要求1所述的测温电子标签，其特征在于：所述测温模块还包括由一个贴片电感及两个贴片电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：王捷，王传鹏，胡志勇，张亚涛，郑峰，郭雪丽，王海军，张建波，姚金刚，王凌超，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司南阳供电公司，
类型：发明
国别省市：