Skip to main content
SUPERVISOR
Abolghasem Zeidaabadi Nezhad,Asghar Gholami
ابوالقاسم زیدابادی نژاد (استاد راهنما) اصغر غلامی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Maryam Ghafourian
مریم غفوریان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Wireless overhead line temperature sensor based on an RF cavity resonator with design and simulation of the interrogator
The economic importance of transferring maximum power via existing networks necessitates dynamic power control to keep transmission line temperatures within safe limits. Excessive conductor operating temperature leads to increased sag of the transmission line and may reduce conductor’s expected life. In this thesis, a passive wireless sensor based on a resonant radio frequency (RF) cavity is presented which can be used to measure the overhead transmission line temperature. This temperature sensor doesn’t need any power supply and can be easily clamped to the power line with an antenna attached. Changing temperature causes change of cavity dimensions and a shift in resonant frequency. Then, the resonant frequency of the cavity can be interrogated wirelessly. Such a system has the advantage of requiring no permanent physical connection between the sensor and the data acquisition system. In this thesis, also a theoretical basis of the sensor, design and simulation of the interrogator, optimizing coupling to the cavity sensor, calibration of the sensor, implementation and testing the temperature sensing system, sensor comparison with thermal models and so on is presented. The design presented here is a coaxial cavity resonator that exhibits electromagnetic resonance for wavelengths two times its cavity length and operates at a frequency of approximately 2.4 GHz, and can be interrogated from distance of greater than 4.5 meters. Experimental results have shown high linearity, low hysteresis, and a temperature resolution of better than 0.07 ?C on this sensor. Keywords: Passive sensor, RF resonant cavity, Power lines temperature measurement, Wireless sensors.
اهمیت اقتصادی انتقال حداکثر توان ممکن از طریق شبکه‌های خطوط انتقال قدرت موجود، لازم می‌دارد تا توان دینامیک خطوط انتقال قدرت به منظور قرار دادن آن‌ها در شرایط ایمن دائما کنترل شود. تجاوز از محدوده‌ی دمایی مجاز هادی‌های خط انتقال قدرت سبب افزایش خمیدگی و کاهش عمر مورد انتظار آن‌ها می‌گردد. بنابراین تکنیک‌های متنوعی برای تشخیص دمای خطوط انتقال قدرت بوجود آمده‌اند. تعداد زیادی از این روش‌ها دارای یک عیب مشترک هستند و آن نیاز به نصب تجهیزات پیچیده بر روی خط می‌باشد. این مساله با توجه دسترسی مشکل و پرخطر به خطوط قدرت هوایی به منظور نصب، تعمیر وتعویض تجهیزات، مشکلات زیادی برای استفاده از این حسگرها ایجاد می‌کند. در این پایان نامه یک روش جدید اندازه‌گیری دما، با استفاده از یک حسگر بی‌سیم مبتنی بر تشدید کاواک RF ارائه می‌شود. این حسگر دما یک تشدید‌کننده‌ی کاواک پسیو با ساختار بسیار ساده است که می‌تواند همراه با یک آنتن، به خط انتقال قدرت متصل ‌شود. در محدوده‌ی فرکانسی مورد نظر، فرکانس تشدید حسگر تقریبا تنها تابعی از طول کاواک است. تغییر دما سبب تغییر ابعاد کاواک می‌شود و از این رو فرکانس تشدید کاواک حسگر عوض می‌شود. یکی از مزیت‌های چنین سیستمی این است که به ارتباط فیزیکی بین حسگر و سیستم دریافت داده‌ها نیازی ندارد. فرکانس تشدید این حسگر می‌تواند از راه دور با ارسال سیگنال‌های RF به آن و سپس برگشت سیگنال پاسخ از حسگر به سیستم استخراج اطلاعات اندازه گیری شود. در این پایان‌نامه مراحلی شامل طراحی حسگر RF، طراحی و شبیه‌سازی سیستم استخراج اطلاعات، پیاده‌سازی و تست سیستم تشخیص دما در شرایط مختلف، عیب یابی و جبران‌سازی سیستم و مقایسه‌ی عملکرد این سیستم با روش‌های موجود انجام می‌گیرد. حسگر طراحی شده یک کاواک تشدیدکننده‌ی کواکسیال است که تقریبا در فرکانس GHz 45/2 کار می‌کند و اطلاعات آن را می‌توان از فاصله‌ی بیش از 5/4 متر استخراج کرد. فرکانس تشدید این حسگر با هر درجه تغییر دما kHz 60 شیفت می‌یابد. نتایج آزمایشگاهی خاصیت خطی بودن بالا، هیسترزیس اندک و قدرت تفکیک دمایی بهتر از ?C07/0 را برای این حسگر نشان داده‌اند. کلمات کلیدی: حسگر پسیو، کاواک تشدید کننده‌ی RF، اندازه‌گیری دمای خطوط انتقال قدرت، حسگر بی‌سیم.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی