发电或配电资产监测制造技术

一种用于监测发电或配电系统中的资产的传感器模块，包括模块主体、传感器、传感器近场耦合结构和询问近场耦合结构。传感器由模块主体支撑，被布置为感测资产的参数并且被配置为生成与所述参数有关的传感器输出。传感器近场耦合结构连接到传感器并被支撑在模块主体的第一侧上。询问近场耦合结构被支撑在模块主体的第二侧上。传感器输出从传感器近场耦合结构传送到询问近场耦合结构。传感器模块被配置为在资产和监测电路之间提供电隔离，所述监测电路被配置为通过所述询问近场耦合结构来接收传感器输出。传感器输出。传感器输出。

【技术实现步骤摘要】
发电或配电资产监测
[0001]本申请是申请日为2019年9月30日、申请号为201910951872.9的中国专利技术专利申请“发电或配电资产监测”的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请基于并要求2018年10月2日提交的美国临时专利申请序列号62/740,071的权益，其内容通过引用整体结合于此。

技术介绍

[0004]在智能的、预测性的资产管理和维护计划下，越来越需要直接给发电和分发设备装测量仪器。这导致了各种现有技术的传感器直接安装在高价值电力资产中相对较大的铜连接上。在这些现有技术传感器的典型应用中，有可能将传感器单独安装到导体上，同时满足用于高压设备安全操作的空间要求。
[0005]电力行业中越来越存在一种最近趋势，将资产管理扩展到低压资产。以前，这些资产被认为太便宜而无需进行监测，但是，最近了解到监测系统是在保护过程，而不是资产。如果低成本资产发生故障，并且关键系统的电源中断，则故障的花费可能会导致数百万甚至数十亿美元的收入损失。
[0006]出现的一个问题是，低成本资产(例如铜母线)通常在较小的空间(例如，在机柜中)具有较高的导体密集度。导体的高密集度可能使基于辐射耦合的传统无线方法难以实现，并且大量的测量点紧密靠近导致此类传统无线系统中相同频率或相同代码的传感器之间的干扰程度增加。

技术实现思路

[0007]本公开的实施例针对一种用于监测发电或配电系统中的资产的传感器模块。在一些实施例中，传感器模块包括模块主体、传感器、传感器近场耦合结构和询问近场耦合结构。传感器由模块主体支撑，被布置为感测资产的参数并且被配置为生成与所述参数有关的传感器输出。传感器近场耦合结构连接到传感器并被支撑在模块主体的第一侧上。询问近场耦合结构被支撑在模块主体的第二侧上。传感器输出从传感器近场耦合结构传送到询问近场耦合结构。传感器模块被配置为在资产和监测电路之间提供电隔离，该监测电路被配置为通过所述询问近场耦合结构来接收传感器输出。
[0008]用于监测发电或配电系统中的一个或多个资产的传感器模块的其他实施例包括模块主体、多个传感器、多个近场耦合结构以及多个询问近场耦合结构。每个传感器由模块主体支撑，被布置为感测所述一个或多个资产的参数并且被配置为生成与所述参数有关的传感器输出。每个传感器近场耦合结构被支撑在模块主体的第一侧上，并且被配置为传送来自传感器中的一个传感器的传感器输出。所述多个询问近场耦合结构被支撑在模块主体的第二侧上。每个询问近场耦合结构被配置为接收来自所述多个传感器近场耦合结构中的一个传感器近场耦合结构的传感器输出。传感器模块被配置为在所述一个或多个资产与监测电路之间提供电隔离，所述监测电路被配置为通过所述询问近场耦合结构来接收传感器
输出。
[0009]提供本
技术实现思路
以用简化形式介绍对下面在具体实施方式中进一步描述的构思的选择。本
技术实现思路
不意在标识所请求保护的主题的关键特征或基本特征，也不意在帮助确定所请求保护的主题的范围。要求保护的主题不限于解决
技术介绍
中提到的任何或全部缺点的实施方式。
附图说明
[0010]图1是根据本公开的实施例的用于监测发电或配电系统的一个或多个资产的示例性系统的简化图。
[0011]图2是根据本公开的实施例的示例性传感器模块的简化图。
[0012]图3是根据本公开的实施例的示例性传感器模块的简化侧视截面图。
[0013]图4和图5是根据本公开的实施例的示例性系统的等距俯视图和仰视图。
[0014]图6是根据本公开的实施例的示例性传感器支撑件的等距视图。
[0015]图7是根据本公开的实施例的附接到模块主体的示例性传感器支撑件和传感器的简化截面图。
[0016]图8是根据本公开的实施例的附接到模块主体的三个图6的传感器支撑件的等距视图。
[0017]图9是根据本公开的实施例的用于询问近场耦合结构的线圈和传感器近场耦合结构的线圈的示例性配置的简化图。
[0018]图10至图13是根据本公开实施例的用于在监测电路和询问近场耦合结构的线圈之间传递信号的电路的简化图。
[0019]图14示出了根据本公开的实施例的图13的询问近场耦合结构的线圈(与传感器近场耦合结构的相应线圈对准)的示例。
具体实施方式
[0020]用于监测发电或配电系统的资产的无线传感器系统通常依赖于天线来进行数据通信，所述天线包括询问天线和具有传感器天线的传感器。在远场和过渡场中，天线信号传送效率与距离的平方成反比，实际系统在UHF频率下以10厘米至几米的天线间隔来工作。间隔下限由特定的频率和波长确定，间隔上限由允许的发射机功率和接收机噪声系数决定。通常，每个频率中只有一个传感器应在询问天线的允许距离内，以防止相互干扰。这种基于天线的资产监测系统的较大间隔要求阻止了它们用于监测稠密分布的资产。
[0021]本公开的实施例针对用于监测资产的系统(例如发电或配电系统的资产)，该系统显著减小了传感器之间的间隔要求，并且允许系统监测稠密聚集的资产组。图1是根据本公开的实施例的用于使用相应的传感器104和一个或多个监测电路106来监测发电或配电系统的一个或多个资产102的示例性系统100的简化图。系统100和资产102可以包含在壳体中，例如机柜或其他结构。
[0022]系统100可以包括一个或多个感测模块110，诸如图1中所示的传感器模块110A至110C。每个模块110包括：与资产中的一个资产相应的传感器104，以及用于在传感器104和监测电路106之间传递信号的通信电路112。每个模块110可以包括监测电路106，或者多个
模块110可以利用相同的监测电路106，如图1所示。
[0023]传感器104均被配置为感测相应资产的参数，例如资产102的温度、资产的湿度或其他参数，并且可以采用任何合适的形式。在一些实施例中，传感器104是无源传感器，其由通过通信电路112从监测电路106接收的控制信号114供电，并且响应于指示感测到的资产102的参数的信号114而生成一个或多个传感器输出116。示例性传感器104包括压电声波传感器，例如无源表面声波(SAW)传感器、体声波传感器或音叉声波传感器，以及替代传感器，例如射频识别(RFID)传感器或其他合适的传感器。用这样的传感器来最佳实践本专利技术：所述传感器可以由从几千赫兹(例如，音叉)到几千兆赫兹(例如，SAW谐振器或延迟线传感器)的射频信号和RFID芯片来控制和测量。
[0024]控制信号114可以采取任何合适的形式。在一些实施例中，当传感器104是压电声波传感器时，控制信号114包括一系列射频(RF)脉冲，并且传感器输出116包括一系列RF回波。在一些实施例中，当传感器104是RFID传感器时，控制信号114包括RFID询问信号，并且传感器输出116包括后向散射的RFID响应。
[0025]一个或多个监测电路106可各自包括一个或多个处理器、控制电路、基于微处理器的发动机控制系统、一个或多个可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于监测发电或配电系统中的资产的传感器模块，包括：模块主体；传感器，由所述模块主体支撑，被布置为感测所述资产的参数，并被配置为产生与所述参数有关的传感器输出；传感器近场耦合结构，与所述传感器连接并被支撑在所述模块主体的第一侧上；以及询问近场耦合结构，被支撑在所述模块主体的第二侧上，其中，所述传感器输出从所述传感器近场耦合结构传送至所述询问近场耦合结构；其中所述传感器模块被配置为在所述资产和监测电路之间提供电隔离，所述监测电路被配置为通过所述询问近场耦合结构接收所述传感器输出；所述模块主体包括层状体；以及所述传感器近场耦合结构和所述询问近场耦合结构分别位于所述层状体的内部并被所述层状体的层隔开。2.根据权利要求1所述的传感器模块，其中，由从所述询问近场耦合结构向所述传感器近场耦合结构传送的控制信号来驱动从所述传感器近场耦合结构到所述询问近场耦合结构的传感器输出的传送。3.根据权利要求2所述的传感器模块，其中，所述传感器包括热传感器，并且所述资产包括所述发电或配电系统的通电导体。4.根据权利要求3所述的传感器模块，其中，所述传感器是从包括压电声波传感器和射频识别RFID传感器的组中选择的。5.根据权利要求4所述的传感器模块，其中：当所述传感器是压电声波传感器时，所述控制信号包括一系列射频RF脉冲并且所述传感器输出包括一系列射频回波；以及当所述传感器是RFID传感器时，所述控制信号包括RFID询问信号并且所述传感器输出包括后向散射的RFID响应。6.根据权利要求5所述的传感器模块，其中，所述传感器近场耦合结构和所述询问近场耦合结构均包括电容耦合结构，并且所述传感器输出是通过所述传感器近场耦合结构与所述询问近场耦合结构之间的电容耦合来传送的。7.根据权利要求5所述的传感器模块，其中，所述传感器近场耦合结构和所述询问近场耦合结构均包括线圈，并且所述传感器输出是通过所述传感器近场耦合结构和所述询问近场耦合结构的线圈之间的磁耦合来传送的。8.根据权利要求1所述的传感器模块，其中，所述模块主体包括：支撑所述传感器近场耦合结构的主体部分；以及臂，所述臂具有附接到所述主体部分的近端和从所述主体延伸的远端，其中在所述臂的远端支撑所述传感器。9.根据权利要求1所述的传感器模块，还包括传感器支撑件，所述传感器支撑件包括：臂，具有附接到所述模块主体的近端和从模块主体移位的远端，其中在远端支撑所述传感器；以及柔性电路，由所述臂支撑并将所述传感器连接到所述传感器近场耦合结构。10.根据权利要求9所述的传感器模块，其中，所述臂被配置为提供将所述传感器按压在所述资产上的弹力。
11.根据权利要求1所述的传感器模块，其中：所述传感器连接到所述层状体的第一外表面上的触点；所述传感器近场耦合结构连接到在所述层状体的内部延伸的馈电线；所述触点通过穿过所述层状体的第一通孔连接到所述馈电线；以及所述询问近场耦合结构通过通孔连接到层状体的外表面上的导体。12.根据权利要求1所述的传感器模块，其中：所述传感器近场耦合结构与所述层状体的第一外表面之间的层状体的厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里，
申请(专利权)人：罗斯蒙特公司，
类型：发明
国别省市：