專利名稱：一種輸電鐵塔在線應(yīng)變檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)變檢測裝置，特別涉及一種對輸送電力的鐵塔的應(yīng)變進行在線檢測的裝置。
背景技術(shù)：
輸電鐵塔承載著高壓電力輸送電纜，輸電鐵塔的塔身由于應(yīng)變變形導(dǎo)致倒塌，會嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全運行。目前，對輸電鐵塔的應(yīng)變檢測主要采用人工巡檢的方式，存在不能及時發(fā)現(xiàn)應(yīng)變發(fā)生和不能達到在線預(yù)警的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種輸電鐵塔在線應(yīng)變檢測裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的對輸電鐵塔的應(yīng)變不能及時發(fā)現(xiàn)和不能達到在線預(yù)警的問題。本發(fā)明是通過以下方案解決以上問題的
一種輸電鐵塔在線應(yīng)變檢測裝置，包括輸電鐵塔、光纖傳感器、光纖、光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)、太陽能供電系統(tǒng)和遠程監(jiān)控分析系統(tǒng)，所述的光纖傳感器為光纖光柵傳感器，光纖傳感器通過焊接貼附在輸電鐵塔的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件上，光纖傳感器通過光纖與光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)連接在一起，太陽能供電系統(tǒng)與光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)連接在一起；所述的光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)由光通道切換模塊、光譜分析模塊、光源模塊、嵌入式PC處理器和無線信號發(fā)生器組成，嵌入式PC處理器與光源模塊連接控制向光纖傳感器發(fā)射的光信號，嵌入式PC處理器與光通道切換模塊連接以控制光路通道的切換，嵌入式PC處理器與光譜分析模塊連接以實現(xiàn)對光纖傳感器反射回的光信號進行接受及分析，嵌入式PC處理器與無線信號發(fā)生器連接在一起，在所述的遠程監(jiān)控分析系統(tǒng)中設(shè)置有無線信號接收器，該無線信號接收器與設(shè)置在光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)中的無線信號發(fā)生器無線連接在一起。所述的光通道切換模塊中設(shè)置的光通道為四路，這四路光通道均分別連有光纖傳感器。本發(fā)明利用基于光纖光柵傳感器構(gòu)建的檢測系統(tǒng)，可及時獲取輸電鐵塔應(yīng)變的實時狀態(tài)，實現(xiàn)了輸電鐵塔的在線檢測和預(yù)警。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2是本發(fā)明的光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)5的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例一種輸電鐵塔在線應(yīng)變檢測裝置，包括輸電鐵塔1、光纖傳感器2、光纖3、光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)5、太陽能供電系統(tǒng)4和遠程監(jiān)控分析系統(tǒng)6，所述的光纖傳感器2為光纖光柵傳感器，光纖傳感器2通過焊接貼附在輸電鐵塔1的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件上，光纖傳感器2通過光纖3與光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)5連接在一起，太陽能供電系統(tǒng)4與光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)5連接在一起；所述的光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)5由光通道切換模塊8、光譜分析模塊9、光源模塊7、嵌入式PC處理器10和無線信號發(fā)生器11組成，嵌入式PC處理器10與光源模塊7連接控制向光纖傳感器2發(fā)射的光信號，嵌入式PC處理器10與光通道切換模塊8連接以控制光路通道的切換，嵌入式PC處理器10與光譜分析模塊9連接以實現(xiàn)對光纖傳感器2反射回的光信號進行接受及分析，嵌入式PC處理器10與無線信號發(fā)生器11連接在一起，在所述的遠程監(jiān)控分析系統(tǒng)6中設(shè)置有無線信號接收器，該無線信號接收器與設(shè)置在光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)5中的無線信號發(fā)生器11無線連接在一起。所述的光通道切換模塊8中設(shè)置的光通道為四路，這四路光通道均分別連有光纖傳感器。本發(fā)明中的輸電鐵塔在線應(yīng)變檢測裝置包括4個部分
光纖傳感器用來感受輸電鐵塔結(jié)構(gòu)應(yīng)變的變化，光纖傳感器基于光纖光柵制作而成， 通過焊接或表面貼裝的方式安裝在輸電鐵塔結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位。光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)光纖光柵的波長檢測和應(yīng)變反演，并利用無線發(fā)送模塊實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)遠程傳送。結(jié)構(gòu)應(yīng)變和材料失效分析系統(tǒng)通過對比光纖傳感器檢測得到的輸電鐵塔鋼材的應(yīng)變與數(shù)據(jù)庫中材料的力學(xué)性能，分析實際結(jié)構(gòu)失效發(fā)生的概率。根據(jù)應(yīng)變量的數(shù)值大小判斷結(jié)構(gòu)是否發(fā)生塑性變形，如果結(jié)構(gòu)的變形量超出材料的屈服點，則發(fā)出預(yù)警信號。太陽能供電系統(tǒng)利用太陽能電池收集太陽能，并將光能轉(zhuǎn)化為電能，在現(xiàn)場提供給光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)電源。輸電鐵塔在線應(yīng)變檢測裝置的工作過程如下
利用太陽能電池板給光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)提供電源，光纖傳感器安裝在輸電鐵塔結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位。當(dāng)輸電鐵塔受到電纜、覆冰或風(fēng)力作用時，將引起結(jié)構(gòu)應(yīng)變變化，引起調(diào)制光纖傳感器中的光纖光柵反射光信號波長變化，光纖傳感器將調(diào)制后的反射光返回到解調(diào)系統(tǒng)，實地從光信號中提取出應(yīng)變信息和初步分析，然后通過無線發(fā)送模塊向遠程監(jiān)控中心發(fā)送數(shù)據(jù)。監(jiān)控中心接收數(shù)據(jù)后，輸入到結(jié)構(gòu)應(yīng)變和材料失效分析系統(tǒng)中，判斷光纖傳感器檢測的結(jié)構(gòu)應(yīng)變數(shù)值是否超出設(shè)定的應(yīng)變極限值并給出預(yù)警信號。
權(quán)利要求
1.一種輸電鐵塔在線應(yīng)變檢測裝置，包括輸電鐵塔(1)、光纖傳感器(2)、光纖(3)、光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)(5)、太陽能供電系統(tǒng)(4)和遠程監(jiān)控分析系統(tǒng)(6)，其特征在于，所述的光纖傳感器(2)為光纖光柵傳感器，光纖傳感器(2)通過焊接貼附在輸電鐵塔(1)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件上，光纖傳感器(2)通過光纖(3)與光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)(5)連接在一起，太陽能供電系統(tǒng)(4)與光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)(5)連接在一起；所述的光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)(5)由光通道切換模塊(8)、光譜分析模塊(9)、光源模塊(7)、嵌入式PC處理器(10)和無線信號發(fā)生器(11) 組成，嵌入式PC處理器(10 )與光源模塊(7 )連接控制向光纖傳感器(2 )發(fā)射的光信號，嵌入式PC處理器(10)與光通道切換模塊(8)連接以控制光路通道的切換，嵌入式PC處理器 (10)與光譜分析模塊(9)連接以實現(xiàn)對光纖傳感器(2)反射回的光信號進行接受及分析， 嵌入式PC處理器(10 )與無線信號發(fā)生器(11)連接在一起，在所述的遠程監(jiān)控分析系統(tǒng)(6 ) 中設(shè)置有無線信號接收器，該無線信號接收器與設(shè)置在光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)(5)中的無線信號發(fā)生器(11)無線連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電鐵塔在線應(yīng)變檢測裝置，其特征在于，所述的光通道切換模塊(8)中設(shè)置的光通道為四路，這四路光通道均分別連有光纖傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種輸電鐵塔在線應(yīng)變檢測裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的對輸電鐵塔的應(yīng)變不能在線預(yù)警的問題。包括輸電鐵塔(1)、光纖傳感器(2)、光纖(3)、光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)(5)、太陽能供電系統(tǒng)(4)和遠程監(jiān)控分析系統(tǒng)(6)，光纖傳感器(2)為光纖光柵傳感器，光纖傳感器(2)貼附在輸電鐵塔(1)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件上，光纖傳感器(2)通過光纖(3)與光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)(5)連接，太陽能供電系統(tǒng)(4)與光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)(5)連接在一起；嵌入式PC處理器(10)與光譜分析模塊(9)連接以實現(xiàn)對光纖傳感器(2)反射回的光信號進行接受及分析，遠程監(jiān)控分析系統(tǒng)(6)中設(shè)置有無線信號接收器。實現(xiàn)了輸電鐵塔的在線檢測和預(yù)警。
文檔編號G01B11/16GK102261893SQ20111011101
公開日2011年11月30日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者冀晉川, 李文亮, 畢虎才 申請人:山西省電力公司電力科學(xué)研究院