一種無線噪聲傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力運行設備噪聲測量技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種無線噪聲傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，對電力設備的狀態(tài)監(jiān)測變得越來越重要。電力設備長 期工作在高電壓大電流的情況下，內(nèi)部的少許損傷就有可能造成嚴重的電力事故，給整個 電網(wǎng)的安全運行帶來隱患。而電力設備的內(nèi)部損傷并不能通過普通的檢修手段勘測檢查出 來。
[0003] 然而通過監(jiān)聽設備運行產(chǎn)生的噪聲可以有效地監(jiān)測出電力設備是否存在內(nèi)部損 傷。良好的設備在正常運行時產(chǎn)生的噪聲很小，當設備內(nèi)部出現(xiàn)故障時，由于其工作環(huán)境的 影響，會在狹小的空間內(nèi)產(chǎn)生高強度的噪聲。因此，對電力設備運行時產(chǎn)生的噪聲進行監(jiān) 測，成為了電力設備狀態(tài)監(jiān)測的重要手段和方式。
[0004] 目前對電力設備的噪聲檢測一般采用噪聲分析儀或噪聲測試儀等設備，這些設備 性能可靠測量噪聲信息，但是其監(jiān)測的是全波段的噪聲信息；監(jiān)測范圍雖大但是卻存在檢 測波段過寬，測量不準確的問題，并且容易受到外部噪聲的影響。此外，通常這類設備功耗 大，需要使用外部電源供電、定期更換電池或充電，還需要布設通訊電纜。該類設備受設備 結(jié)構(gòu)限制，一般不適用于高濕、粉塵等環(huán)境中使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中噪聲檢測波段過寬、測量不準確的缺陷，根據(jù)本發(fā) 明的一個方面，提出一種無線噪聲傳感器。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明實施例提出的一種無線噪聲傳感器，包括：聲傳感器、信號保持與濾波 電路、控制電路、無線數(shù)據(jù)收發(fā)器和電源；控制電路內(nèi)部集成差分AD電路；聲傳感器通過信 號保持與濾波電路與控制電路相連，無線數(shù)據(jù)收發(fā)器與控制電路相連，電源分別與聲傳感 器、信號保持與濾波電路、控制電路、無線數(shù)據(jù)收發(fā)器相連。
[0007] 在上述技術(shù)方案中，控制電路采用小占空比的間歇工作模式。
[0008] 在上述技術(shù)方案中，當控制電路采用小占空比的間歇工作模式時，占空比為：
[0009]
[0010] 其中，D為占空比，T1為喚醒工作時間，T2為休眠時間。
[0011] 在上述技術(shù)方案中，該無線噪聲傳感器還包括：上蓋和底殼，上蓋和底殼通過螺絲 或焊接固定連接；
[0012] 聲傳感器、信號保持與濾波電路、控制電路、無線數(shù)據(jù)收發(fā)器和電源封裝于上蓋和 底殼組成的空間中。
[0013] 在上述技術(shù)方案中，無線數(shù)據(jù)收發(fā)器包括射頻收發(fā)集成電路、天線和晶體諧振器。
[0014] 在上述技術(shù)方案中，聲傳感器為駐極體式高精度的聲傳感器。
[0015] 在上述技術(shù)方案中，信號保持與濾波電路通過AD接口與控制電路相連；無線數(shù)據(jù) 收發(fā)器通過SPI接口與控制電路相連。
[0016] 在上述技術(shù)方案中，制電路包括王控心片和外圍電路；王控心片為MSP430系列 單片機芯片。
[0017] 在上述技術(shù)方案中，射頻收發(fā)集成電路為NRF240IP芯片。
[0018] 本發(fā)明實施例提供的一種無線噪聲傳感器，通過信號保持與濾波電路僅取樣工頻 及附近頻率噪聲，確保測量所得數(shù)據(jù)不含雜波及外圍噪聲；信號保持與濾波電路針對電力 環(huán)境的特定應用而測量工頻范圍內(nèi)噪聲，測量結(jié)果更加準確，該無線噪聲傳感器特別適用 于檢測電力設備?？刂齐娐凡捎眯≌伎毡鹊拈g歇工作模式，無線噪聲傳感器功耗極低，在僅 僅使用一次性電池的情況下也能夠長期使用并定期發(fā)送測量所得的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)無線噪 聲傳感器長期在線且免維護。同時，該無線噪聲傳感器外部無接口和空隙，防水防塵性能良 好，可以提高無線噪聲傳感器的IP等級；可在電池供電條件下可長期連續(xù)工作，實現(xiàn)高可 靠性在線監(jiān)測噪聲。
[0019] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變 得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明 書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
[0020] 下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0021] 附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實 施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0022] 圖1為本發(fā)明實施例中無線噪聲傳感器的結(jié)構(gòu)圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明實施例中無線噪聲傳感器的詳細結(jié)構(gòu)圖；
[0024] 圖3為本發(fā)明實施例中占空比示意圖；
[0025] 圖4為本發(fā)明實施例中無線噪聲傳感器的安裝結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細描述，但應當理解本發(fā)明的保 護范圍并不受【具體實施方式】的限制。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明實施例，提供了一種無線噪聲傳感器，圖1為無線噪聲傳感器的結(jié)構(gòu) 圖。該無線噪聲傳感器包括：聲傳感器10、信號保持與濾波電路20、控制電路30、無線數(shù)據(jù) 收發(fā)器40和電源50。其中，聲傳感器10通過信號保持與濾波電路20與控制電路30相連， 無線數(shù)據(jù)收發(fā)器40與控制電路30相連，電源50分別與聲傳感器10、信號保持與濾波電路 20、控制電路30、無線數(shù)據(jù)收發(fā)器40相連。
[0028] 本發(fā)明實施例中，聲傳感器10采用具有高轉(zhuǎn)換率的駐極體式高精度聲傳感器，駐 極體式聲傳感器具有頻率范圍寬、頻率響應平直、動態(tài)范圍大、失真度小、靈敏度高、電磁干 擾小且價格低、體積小的特點。
[0029] 信號保持與濾波電路20使用高精度的帶通濾波電路，用于過濾掉工頻以外的雜 波新號。通過信號保持與濾波電路20僅取樣工頻及附近頻率噪聲，確保測量所得數(shù)據(jù)不含 雜波及外圍噪聲；信號保持與濾波電路20針對電力環(huán)境的特定應用而測量工頻范圍內(nèi)噪 聲，測量結(jié)果更加準確。同時，信號保持與濾波電路20的信號保持功能還可以保持采集到 的噪聲信號。
[0030] 控制電路30內(nèi)部集成高分辨率差分AD電路。本發(fā)明實施例中，控制電路30具 體包括主控芯片和外圍電路，該主控芯片采用具有16位高精度差分AD電路的MSP430系 列單片機。MSP430系列單片機是一種16位超低功耗、具有精簡指令集的混合信號處理 器。MSP430系列單片機的各系列都集成了較豐富的片內(nèi)外設，比如集成了上述的16位高 精度差分AD電路。MSP430系列單片機具有較多的I/O接口，比如AD接口、SPKSerial Peripheral Interface，串行外設接口）接口等。
[0031] 同時，MSP430系列單片機采用超低功耗設計，電源電壓采用的是I. 8-3. 6V電壓。 因而可使其在IMHz的時鐘條件下運行時，芯片的電流最低會在165μΑ左右，RAM保持模式 下的最低功耗只有〇. 1 μ A。另外，采用獨特的時鐘系統(tǒng)設計，由系統(tǒng)時鐘系統(tǒng)產(chǎn)生CPU和各 功能所需的時鐘，并且這些時鐘可以在指令的控制下，打開和關(guān)閉，從而實現(xiàn)對總體功耗的 控制。
[0032] 無線數(shù)據(jù)收發(fā)器40包括射頻收發(fā)集成電路41、天線42和晶體諧振器43,具體參 見圖2所示。射頻收發(fā)集成電路41的雙向接口與控制電路30相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸；天 線42通過饋線與射頻收發(fā)集成電路41相連；晶體諧振器4