一種配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，其包括一監(jiān)控站、一適配裝置與一濕度傳感器，所述適配裝置一端連接電力線，另一端連接所述濕度傳感器，將電力線中電壓信號(hào)降低傳送給所述傳感器；所述傳感器與所述監(jiān)控站相連，并將測(cè)試結(jié)果返回所述監(jiān)控站。提供了一種對(duì)空氣濕度敏感性較好的配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，能夠勝任對(duì)濕度敏感的配電網(wǎng)環(huán)境；能夠隨配電網(wǎng)線中的電壓值不同對(duì)濕度傳感器的敏感度進(jìn)行調(diào)整，從而提高了配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定性。
【專利說(shuō)明】—種配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及配電網(wǎng)監(jiān)控領(lǐng)域，特別涉及一種配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]配電網(wǎng)是一種分配電能作用的網(wǎng)絡(luò)，通常設(shè)定一監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)監(jiān)測(cè)。用于判斷在配電網(wǎng)系統(tǒng)中產(chǎn)生故障的分布式管理系統(tǒng)(DMS)與配電網(wǎng)設(shè)備被分為電流檢測(cè)系統(tǒng)(CSS)和電壓檢測(cè)系統(tǒng)(VS)，可以檢測(cè)到配電網(wǎng)發(fā)生故障并正確處理?，F(xiàn)有的配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，有電流檢測(cè)系統(tǒng)，電壓檢測(cè)系統(tǒng)和電流電壓混合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在實(shí)際的使用中非常方便，但是通常時(shí)刻都在監(jiān)控，利用效率不高，造成資源的浪費(fèi)。
[0003]空氣在通常時(shí)候是絕緣體，但是在高壓情況下可以發(fā)生電弧放電情況，當(dāng)空氣濕度較大的時(shí)候，空氣的介電常數(shù)發(fā)生變化使電弧更加容易發(fā)生?，F(xiàn)在的配電網(wǎng)控制系統(tǒng)常常配備有監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)配電網(wǎng)各段的環(huán)境，即工作環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)控項(xiàng)目包括濕度、溫度等等，其中對(duì)于濕度的檢測(cè)是十分重要的一環(huán)，現(xiàn)有檢測(cè)設(shè)備僅僅針對(duì)濕度進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于濕度變化較大、輸電電壓偏移較大的配電網(wǎng)區(qū)域，對(duì)于濕度的測(cè)量通常需要與輸電線的實(shí)際電壓進(jìn)行匹配，當(dāng)配電網(wǎng)某段線站的輸電電壓較高時(shí)，這段線站對(duì)濕度會(huì)更加敏感，目前主要通過(guò)計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)這一功能，但是由于距離遠(yuǎn)、依靠程序等條件的制約，這種監(jiān)控方法面臨非實(shí)地、沒(méi)有備選方案等缺陷。
[0004]鑒于上述缺陷，本實(shí)用新型創(chuàng)作者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究和實(shí)踐終于獲得了本創(chuàng)作。實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于配電網(wǎng)監(jiān)控的濕度傳感器，用以克服上述技術(shù)缺陷。
[0006]本實(shí)用新型提供一種配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，其包括一監(jiān)控站、一適配裝置與一濕度傳感器，所述適配裝置一端連接電力線，另一端連接所述濕度傳感器，將電力線中電壓信號(hào)降低傳送給所述傳感器；所述傳感器與所述監(jiān)控站相連，并將測(cè)試結(jié)果返回所述監(jiān)控站。
[0007]較佳的，所述濕度傳感器包括一襯底、一動(dòng)作層與一檢測(cè)層，所述動(dòng)作層位于所述襯底與所述檢測(cè)層之間，與所述適配裝置相連并接受所述適配裝置傳送來(lái)的信號(hào)，所述襯底為所述動(dòng)作層與所述檢測(cè)層提供支撐，所述襯底背面設(shè)置一截面為梯形的窗口，所述檢測(cè)層對(duì)空氣濕度進(jìn)行檢測(cè)。
[0008]較佳的，所述動(dòng)作層包括一種子層、一壓電層與一第一電極，所述種子層位于所述襯底正面，所述壓電層位于所述種子層與所述第一電極之間。
[0009]較佳的，所述壓電層包括一第二電極、一敏感層、以及與所述動(dòng)作層共用的所述第一電極，所述敏感層位于所述第一電極與所述第二電極之間。
[0010]較佳的，所述動(dòng)作層還包括一粘附層，其位于所述襯底與所述種子層之間。
[0011]較佳的，所述壓電層為5umPZT-5，所述種子層為200nmTi，所述第一電極為500nmAuo
[0012]較佳的,所述襯底窗口位置最薄處厚度為5um,所述壓電層為250nm?5umAlN,所述種子層為50?150nmMo,所述粘附層為10nm?IumPt,所述第一電極為200?500nmTi。
[0013]較佳的，所述壓電層為lumAIN，所述種子層為10nmMo，所述粘附層為20nmPt，所述第一電極為300nmTi。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)比較本實(shí)用新型的有益效果在于:提供了一種對(duì)空氣濕度敏感性較好的配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，能夠勝任對(duì)濕度敏感的配電網(wǎng)環(huán)境；能夠隨配電網(wǎng)線中的電壓值不同對(duì)濕度傳感器的敏感度進(jìn)行調(diào)整，從而提高了配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一傳感器縱剖面示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說(shuō)明。
[0018]請(qǐng)參閱圖1，圖1為本實(shí)用新型配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)用新型所述的配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，包括一監(jiān)控站、一適配裝置與一濕度傳感器，所述監(jiān)控站一端與配電網(wǎng)相連接，另一端與濕度傳感器連接，接受所述濕度傳感器的測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行相應(yīng)的控制；所述適配裝置連接所述濕度傳感器與配電網(wǎng)，將配電網(wǎng)中電壓降低并傳送給所述傳感器作為反饋信號(hào)；所述濕度傳感器，在對(duì)空氣濕度進(jìn)行探測(cè)的同時(shí)，接受所述適配器傳送的源于配電網(wǎng)的反饋對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行時(shí)時(shí)修正，并將測(cè)試結(jié)果返回所述監(jiān)控站。
[0019]請(qǐng)參閱圖2所示，圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一傳感器縱剖面示意圖，其包括一襯底1、一動(dòng)作層、一檢測(cè)層，所述襯底I為所述動(dòng)作層與所述檢測(cè)層的基底，對(duì)所述動(dòng)作層與所述檢測(cè)層起到支撐作用，所述襯底I為Si，具有一梯形槽，梯形槽的底部即最薄位置，厚度為5um，形成一個(gè)便于彎曲的梁狀結(jié)構(gòu)；所述動(dòng)作層位于所述基底之外，與適配器相連，根據(jù)所述適配器傳送來(lái)的源自于配電網(wǎng)的信號(hào)并根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)弱進(jìn)行不同的動(dòng)作，并且?guī)?dòng)整個(gè)傳感器進(jìn)行形變；所述檢測(cè)層能夠檢測(cè)空氣濕度，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳送至所述監(jiān)測(cè)站中。
[0020]所述動(dòng)作層包括一粘附層2、一種子層3、一壓電層4與一第一電極5，所述粘附層2并不必須，若所述壓電層4材料與所述襯底I結(jié)合不良時(shí)使用，材料為Pt，Pt對(duì)于多種金屬與非金屬之間的粘附性較佳，粘附層2厚度通常為10nm至lum，優(yōu)選為200nm ;所述粘附層2之上存在一種子層3，所述種子層3為Mo，其厚度通常為50?150nm優(yōu)選為lOOnm，所述種子層3的選擇應(yīng)當(dāng)與所述粘附層2與壓電層4均匹配，具體來(lái)說(shuō)，所述種子層與3與是粘附層2應(yīng)當(dāng)連接較為緊密牢固，并且使生長(zhǎng)在所述種子層3上的壓電層4保持良好的晶體取向以及機(jī)械性能。實(shí)施例一中壓電層4選擇AlN壓電陶瓷，由于Mo與AlN的晶格常數(shù)可以良好地匹配，所以種子層3材料選用Mo ;所述壓電層4為在5um以下250nm以上，并且在此范圍內(nèi)為越厚性能越佳，優(yōu)選為lum〈002>晶向A1N，其可以在上下表面電勢(shì)不等時(shí)產(chǎn)生逆壓電效應(yīng)而產(chǎn)生形變；所述第一電極5材料選用Ti，厚度通常在200?500nm之間，本實(shí)施例中優(yōu)選300nm，其也可以選用Au，Pt或者分層結(jié)合的方式，主要需要考慮不同的適用場(chǎng)合，Ti與AlN接合性能較好，比較穩(wěn)固，但是電阻率較高，Au電阻率極低，但是材料本身較為昂貴，也可以使用一層Ti與一層Au接合的方式。
[0021]所述粘附層2與種子層3實(shí)際上構(gòu)成了所述壓電層4的下電極板，并且與所述適配裝置相連接，接受配電網(wǎng)輸電線的信號(hào)，信號(hào)與輸電線中電壓近似呈正比，當(dāng)輸電線中電壓較大的時(shí)候，其電勢(shì)也較高，輸電線中電壓較低的時(shí)候，其電勢(shì)也較低。
[0022]所述檢測(cè)層包括一敏感層6與一第二電極7，其還包括與所述動(dòng)作層公用的第一電極5，所述第一電極5與所述第二電極7將所述敏感層6夾在中間，形成電容結(jié)構(gòu)，所述第一電極5與所述第二電極7為金屬材料,本實(shí)施例中優(yōu)選第一電極5材料為Ti,第二電極7材料為Au ;所述敏感層6為對(duì)濕度敏感的材料，其可以吸收空氣中的水汽并與其結(jié)合，從而產(chǎn)生介電常數(shù)的變化，使電容的電容值產(chǎn)生變化，從而完成空氣濕度指數(shù)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)變。
[0023]所述動(dòng)作層接受所述適配裝置傳送來(lái)的電壓信號(hào)，本實(shí)施例中，所述動(dòng)作層中，壓電層4的下極板電壓總是比上級(jí)板電壓要高，從而產(chǎn)生逆壓電效應(yīng)，使整個(gè)傳感器產(chǎn)生形變，所述襯底I的梯形槽的腹部-所述粘附層2-所述種子層3-所述壓電層4-所述第一電極5-所述敏感層6-所述第二電極7整體呈弧形，弧形圓心位于所述襯底I 一側(cè)。
[0024]如此，所述電容結(jié)構(gòu)的所述敏感層6被拉伸，所述敏感層6，即電容厚度減小，所述敏感層6與其上下電極被拉長(zhǎng)，即電容面積增大，電容值增大。
[0025]這樣配電網(wǎng)線中電壓增高，會(huì)引起電容器的電容值增大，這樣，由于敏感層6吸附水汽引起的介電常數(shù)變化從而帶來(lái)的電容器電容變化會(huì)更加明顯。從而實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)中電壓與測(cè)試電容之間的適配。
[0026]實(shí)施例二與實(shí)施例一類似，不同之處在于，所述動(dòng)作層包括一種子層3、一壓電層4與一第一電極5，所述種子層3為200nmTi，所述壓電層4為5umPZT_5 (柔性鋯鈦酸鉛壓電陶瓷)；所述第一電極5為500nmAu。
[0027]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型而言僅僅是說(shuō)明性的，而非限制性的。本專業(yè)技術(shù)人員理解，在本實(shí)用新型權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對(duì)其進(jìn)行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，其包括一監(jiān)控站、一適配裝置與一濕度傳感器，所述適配裝置一端連接電力線，另一端連接所述濕度傳感器，將電力線中電壓信號(hào)降低傳送給所述傳感器；所述傳感器與所述監(jiān)控站相連，并將測(cè)試結(jié)果返回所述監(jiān)控站。
2.如權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述濕度傳感器包括一襯底、一動(dòng)作層與一檢測(cè)層，所述動(dòng)作層位于所述襯底與所述檢測(cè)層之間，與所述適配裝置相連并接受所述適配裝置傳送來(lái)的信號(hào)，所述襯底為所述動(dòng)作層與所述檢測(cè)層提供支撐，所述襯底背面設(shè)置一截面為梯形的窗口，所述檢測(cè)層對(duì)空氣濕度進(jìn)行檢測(cè)。
3.如權(quán)利要求2所述的配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)作層包括一種子層、一壓電層與一第一電極，所述種子層位于所述襯底正面，所述壓電層位于所述種子層與所述第一電極之間。
4.如權(quán)利要求3所述的配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述壓電層包括一第二電極、一敏感層、以及與所述動(dòng)作層共用的所述第一電極，所述敏感層位于所述第一電極與所述第二電極之間。
5.如權(quán)利要求3所述的配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)作層還包括一粘附層，其位于所述襯底與所述種子層之間。
6.如權(quán)利要求3或4所述的配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述壓電層為5umPZT-5，所述種子層為200nmTi,所述第一電極為500nmAu。
7.如權(quán)利要求5所述的配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述襯底窗口位置最薄處厚度為5um,所述壓電層為250nm?5umAlN,所述種子層為50?150nmMo,所述粘附層為10nm?IumPt，所述第一電極為200?500nmTi。
8.如權(quán)利要求7所述的配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述壓電層為lumAIN，所述種子層為10nmMo,所述粘附層為20nmPt,所述第一電極為300nmTi。
【文檔編號(hào)】G01N27/22GK204086194SQ201420457575
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】唐禹家, 唐璽, 唐鈺 申請(qǐng)人:寧波海創(chuàng)天下信息科技有限公司