一種輸電線路微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)測(cè)裝置，尤其涉及一種輸電線路微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)外對(duì)微風(fēng)振動(dòng)已展開(kāi)了大量研究，國(guó)外普遍采用能量平衡原理來(lái)評(píng)價(jià)導(dǎo)線振動(dòng)的情況，國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議確定了用能量平衡法計(jì)算微風(fēng)振動(dòng)具有可行性。但微風(fēng)振動(dòng)的復(fù)雜性導(dǎo)致了數(shù)值分析方法無(wú)法很好的實(shí)際應(yīng)用。2002年，華北電力大學(xué)的王藏柱等人采用傳遞矩陣法計(jì)算導(dǎo)線的振動(dòng)響應(yīng)和對(duì)應(yīng)頻率下的平衡振幅，從而計(jì)算出導(dǎo)線的動(dòng)彎應(yīng)變值。但此方法處于初步研究階段，并未在工程中得到應(yīng)用。微風(fēng)振動(dòng)所使用的傳感器根據(jù)測(cè)量方法不同也有所不同，主要有加速度傳感器、傾角傳感器、光纖振動(dòng)傳感器、位移傳感器等。
[0003]國(guó)家電網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范要求線上監(jiān)測(cè)裝置與塔上主機(jī)不能存在物理連接，這就要求線路振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置必須是可以超低功耗運(yùn)行的設(shè)備，否則供電會(huì)成為很大的問(wèn)題。選擇合適的傳感器是裝置長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的關(guān)鍵。
[0004]線路振動(dòng)測(cè)量中使用的各種傳感器，加速度傳感器、傾角傳感器、光纖振動(dòng)傳感器、位移傳感器等，均存在功耗大、安裝復(fù)雜，安裝至輸電線路后維護(hù)困難以及性價(jià)比低等缺點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中功耗大、安裝復(fù)雜、安裝后維護(hù)困難和成本高的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種輸電線路微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置。
[0006]本實(shí)用新型包括稱重傳感器、數(shù)據(jù)采集處理芯片、電源和無(wú)線傳輸天線，所述數(shù)據(jù)采集處理芯片分別與稱重傳感器和無(wú)線傳輸天線相連，所述電源為稱重傳感器和數(shù)據(jù)采集處理芯片供電。
[0007]本實(shí)用新型作進(jìn)一步改進(jìn)，所述數(shù)據(jù)采集處理芯片包括信號(hào)調(diào)理單元、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、無(wú)線通信單元和電源，所述信號(hào)調(diào)理單元輸入端與稱重傳感器相連，所述信號(hào)調(diào)理單元輸出端與數(shù)據(jù)采集單元輸入端相連，所述數(shù)據(jù)處理單元接收所述信號(hào)采集單元輸出端輸出的數(shù)據(jù)，所述無(wú)線通信單元分別與所述數(shù)據(jù)處理單元和無(wú)線傳輸天線相連，所述電源模塊與電源相連。
[0008]本實(shí)用新型作進(jìn)一步改進(jìn)，所述信號(hào)調(diào)理單元為稱重傳感器提供穩(wěn)定工作電源，對(duì)稱重傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行去噪、放大、低通濾波處理。
[0009]本實(shí)用新型作進(jìn)一步改進(jìn)，所述數(shù)據(jù)采集單元主要部件為A/D變換器。
[0010]本實(shí)用新型作進(jìn)一步改進(jìn)，所述數(shù)據(jù)處理單元包括處理器和負(fù)載開(kāi)關(guān)，所述處理器控制負(fù)載開(kāi)關(guān)的開(kāi)和關(guān)。當(dāng)采集處理數(shù)據(jù)時(shí)，打開(kāi)稱重傳感器電源，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)打開(kāi)射頻芯片電源，當(dāng)完成數(shù)據(jù)采集處理和發(fā)送時(shí)，進(jìn)入超低功耗模式，功耗低，耐用。
[0011]本實(shí)用新型作進(jìn)一步改進(jìn)，所述處理器為MSP430單片機(jī)，超低功耗。
[0012]本實(shí)用新型作進(jìn)一步改進(jìn)，所述無(wú)線通信單元為射頻芯片。
[0013]本實(shí)用新型作進(jìn)一步改進(jìn)，所述無(wú)線傳輸天線為RF射頻天線。
[0014]本實(shí)用新型作進(jìn)一步改進(jìn)，所述稱重傳感器為懸臂梁稱重傳感器。
[0015]本實(shí)用新型作進(jìn)一步改進(jìn)，所述輸電線路微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置還包括用來(lái)將所述輸電線路微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置固定在輸電線路上的線夾，所述懸臂梁稱重傳感器一端固定在線夾上，另一端連接一個(gè)能夠與輸電線路嚴(yán)密接觸的滾輪。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:成本低，功耗低、安裝簡(jiǎn)單，安裝至輸電線路后容易維護(hù)，性價(jià)比高；懸臂梁式稱重傳感器為電子稱中常用的傳感器，技術(shù)成熟，易采購(gòu)，精度高，價(jià)格低；可以準(zhǔn)確測(cè)量振動(dòng)頻率為1?150Hz、振幅為0.1?3 mm的振動(dòng)信號(hào)；各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)網(wǎng)技術(shù)規(guī)范要求。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例機(jī)械結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]如圖1所示，本實(shí)用新型包括稱重傳感器、數(shù)據(jù)采集處理芯片、電源和無(wú)線傳輸天線，所述數(shù)據(jù)采集處理芯片分別與稱重傳感器和無(wú)線傳輸天線相連，所述電源為稱重傳感器和數(shù)據(jù)采集處理芯片供電。
[0022]如圖2所示，所述數(shù)據(jù)采集處理芯片包括信號(hào)調(diào)理單元、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、無(wú)線通信單元和電源模塊，所述信號(hào)調(diào)理單元輸入端與稱重傳感器相連，所述信號(hào)調(diào)理單元輸出端與數(shù)據(jù)采集單元輸入端相連，所述數(shù)據(jù)處理單元接收所述信號(hào)采集單元輸出端輸出的數(shù)據(jù)，所述無(wú)線通信單元分別與所述數(shù)據(jù)處理單元和無(wú)線傳輸天線相連，所述電源模塊與電源相連。
[0023]所述信號(hào)調(diào)理單元為稱重傳感器提供穩(wěn)定的工作電源，對(duì)稱重傳感器輸出的微弱信號(hào)進(jìn)行去噪、放大，低通濾波等處理，使稱重傳感器的輸出信號(hào)滿足數(shù)據(jù)采集單元輸入的要求。
[0024]所述數(shù)據(jù)采集單元主要部件為高精度的A/D變換器(模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的電路)，根據(jù)來(lái)奎斯特采樣定律，數(shù)據(jù)采集單元的采樣頻率應(yīng)為最大信號(hào)頻率150Hz的兩倍，工程應(yīng)用一般在最大頻率的2.5倍以上。在本實(shí)施例中數(shù)據(jù)采集單元中的A/D變換器選用24bit 1KSPS的A/D變換器ADS1220，滿足數(shù)據(jù)采集要求。
[0025]所述數(shù)據(jù)處理單元包括處理器和負(fù)載開(kāi)關(guān)，所述處理器控制負(fù)載開(kāi)關(guān)的開(kāi)和關(guān)。由于監(jiān)測(cè)裝置安裝在輸電線路上，采用電池供電，因此要求設(shè)備功耗不能太大，基于此，數(shù)據(jù)處理單元采用MSP430超低功耗單片機(jī)作為處理器，并通過(guò)負(fù)載開(kāi)關(guān)控制稱重傳感器和無(wú)線通信單元的供電。當(dāng)采集處理數(shù)據(jù)時(shí)，打開(kāi)稱重傳感器的電源，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)打開(kāi)無(wú)線通信單元的電源，當(dāng)完成數(shù)據(jù)采集處理和發(fā)送時(shí)，進(jìn)入超低功耗模式。
[0026]在本實(shí)施例中，所述無(wú)線通信單元為射頻芯片，所述無(wú)線傳輸天線為RF射頻天線(RF, Rad1 Frequency,射頻的意思)，所述稱重傳感器為懸臂梁稱重傳感器。
[0027]圖3為本實(shí)用新型優(yōu)選的一個(gè)機(jī)械機(jī)構(gòu)實(shí)施例，輸電線路微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置包括數(shù)據(jù)采集處理芯片、電源、懸臂梁稱重傳感器2、RF射頻天線3和線夾5，所示線夾5用來(lái)將所述輸電線路微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置固定在輸電線路上，線夾5支撐著一個(gè)儀器外殼1，所示儀器外殼1里面包含有數(shù)據(jù)采集處理芯片和電源，在本實(shí)施例中，所示儀器外殼1的形狀為短的圓柱狀，也可以為立方體，圓體等其他的形狀。RF射頻天線3安裝在儀器外殼1的表面，以增加信號(hào)的傳輸能力。
[0028]所示懸臂梁稱重傳感器2經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)后一端固定在線夾5上，另外一端連接一個(gè)滾輪6，滾輪6與輸電線路4嚴(yán)密接觸，使得懸臂梁稱重傳感器2隨輸電線路4的振動(dòng)發(fā)生相應(yīng)的形變。
[0029]所述輸電線路微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的安裝點(diǎn)設(shè)置在輸電線路4靠近鐵塔上懸垂線夾7的地方，易于維護(hù)。在本實(shí)施例中，線夾5的安裝點(diǎn)布置在與輸電線路4與懸垂線夾7最后接觸點(diǎn)41距離89 mm處，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路4與懸垂線夾7最