一種電纜戶外終端支架防沉降監(jiān)測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電纜檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電纜戶外終端支架防沉降監(jiān)測(cè)
目.ο
【背景技術(shù)】
[0002]電纜終端作為電氣連接的中間環(huán)節(jié)，是最易受到外部環(huán)境影響的一環(huán)。其中終端沉降的問(wèn)題十分突出，毫厘之間的傾斜就可能改變電纜終端的場(chǎng)強(qiáng)分布，導(dǎo)致終端損壞并長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)，進(jìn)而帶來(lái)較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。為了縮短監(jiān)測(cè)電纜終端沉降所消耗的時(shí)間，提高監(jiān)測(cè)電纜終端沉降的準(zhǔn)確性，研制電纜戶外終端支架防沉降監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)終端支架沉降的監(jiān)測(cè)功能。
[0003]目前對(duì)電纜終端支架沉降監(jiān)測(cè)，主要采用的方法是傳統(tǒng)登塔監(jiān)測(cè)和連通器監(jiān)測(cè)裝置兩種。均需要大量的人工操作，且由于需要登上電纜終端塔，還有一定的危險(xiǎn)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種電纜戶外終端支架防沉降監(jiān)測(cè)裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中電纜終端支架沉降監(jiān)測(cè)操作不便、成本高的技術(shù)問(wèn)題。
[0005]為了解決該技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種電纜戶外終端支架防沉降監(jiān)測(cè)裝置，包括電纜鐵塔、電纜終端支架、激光發(fā)射裝置和激光接收裝置，所述激光發(fā)射裝置固定在電纜鐵塔上，激光接收裝置安裝在電纜終端支架上，且電纜鐵塔與電纜終端支架的間距小于10m。
[0007]所述激光發(fā)射裝置包括電源模塊、主微處理器、激光發(fā)射模塊、無(wú)線通訊模塊和串口通訊主模塊；所述電源模塊與主微處理器連接，主微處理器的輸出端分別與激光發(fā)射模塊的輸入端、無(wú)線通訊模塊的輸入端和串口通訊主模塊的輸入端連接；所述源模塊為主微處理器、激光發(fā)射模塊、無(wú)線通訊模塊和串口通訊主模塊供電；所述激光接收裝置包括硅光電池陣列、多路模擬開(kāi)關(guān)、信號(hào)放大器、電壓比較器、副微處理器、串口通訊從模塊；所述硅光電池陣列的輸出端與多路模擬開(kāi)關(guān)的輸入端連接，多路模擬開(kāi)關(guān)的輸出端與信號(hào)放大器的輸入端相連接，信號(hào)放大器的輸出端與電壓比較器的輸入端連接，電壓比較器的輸出連接至副微處理器的輸入引腳，副微處理器的輸出引腳連接至多路模擬開(kāi)關(guān)的控制引腳；所述串口通訊從模塊的輸入端與副微處理器連接，串口通訊從模塊的輸出端與串口通訊主模塊的輸出端通過(guò)通訊電纜連接；通過(guò)串口通訊從模塊為副微處理器、硅光電池陣列、多路模擬開(kāi)關(guān)、信號(hào)放大器和電壓比較器供電；
[0008]所述主微處理器發(fā)送發(fā)射命令給激光發(fā)射裝置，所述激光發(fā)射裝置接收發(fā)射命令發(fā)射激光，激光照射在硅光電池陣列的一個(gè)或兩個(gè)硅光電池上，接收激光照射的硅光電池輸出與其他未接收激光照射的硅光電池不同的電平信號(hào)，將所有的電平信號(hào)位置信號(hào)經(jīng)過(guò)多路模擬開(kāi)關(guān)、信號(hào)放大器和電壓比較器處理后送給副微處理器，副微處理器根據(jù)電平信號(hào)得出接收激光照射硅光電池的位置信號(hào)，通過(guò)串口通訊從模塊和串口通訊主模塊傳將接收激光照射硅光電池的位置信號(hào)將送給主微處理器，主微處理器通過(guò)無(wú)線通訊模塊將該位置信號(hào)發(fā)射給遠(yuǎn)端后臺(tái)軟件系統(tǒng)。
[0009]采用該裝置進(jìn)行電纜終端支架沉降檢測(cè)的原理如下:將激光發(fā)射裝置固定在電纜鐵塔上，非常牢固，可以認(rèn)為它不受沉降的影響。將激光接收裝置安裝在電纜終端支架上。當(dāng)電纜終端支架新建成或經(jīng)過(guò)儀器檢測(cè)確認(rèn)無(wú)沉降時(shí)，可將激光發(fā)射的光斑對(duì)準(zhǔn)硅光電池陣列的最中間位置。如果電纜終端支架無(wú)沉降，則激光發(fā)射的光斑一直對(duì)準(zhǔn)光電池陣列的最中間一個(gè)硅光電池，其他硅光電池?zé)o法接收到激光。如果電纜終端支架出現(xiàn)沉降，則激光發(fā)射的光斑就會(huì)偏離光電池陣列的最中間一個(gè)硅光電池，照射到其他的硅光電池上。沉降量越大，則偏離中心的位置越遠(yuǎn)，從而微處理器可以檢測(cè)出沉降量的具體大小以及偏移的方向。
[0010]進(jìn)一步改進(jìn)，所述電源模塊包括太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能充電器、充電電池組和DC-DC降壓模塊，所述太陽(yáng)能電池板的輸出端與太陽(yáng)能充電器的輸入端相連接，太陽(yáng)能充電器的輸出端連接充電電池組的輸入端，充電電池組的輸出端與DC-DC降壓模塊的輸入端相連接，DC-DC降壓模塊的輸出端與主微處理器連接，所述太陽(yáng)能電池板接收太陽(yáng)光的照射將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，通過(guò)太陽(yáng)能充電器將電能儲(chǔ)存于充電電池組，經(jīng)過(guò)DC-DC降壓模塊將充電電池組輸出電壓降為主微處理器、激光發(fā)射模塊、無(wú)線通訊模塊和串口通訊主模塊的工作電壓。采用太陽(yáng)能電池板為該裝置提供電能，污染小，合理利用自然能源、節(jié)約成本。
[0011]進(jìn)一步改進(jìn)，所述太陽(yáng)能電池板為50W多晶太陽(yáng)電池板，其額定輸出電壓為19V，因?yàn)樘?yáng)能電池板的輸出電壓與充電電池組的所需電壓并不匹配，所以需增加一塊太陽(yáng)能充電器，太陽(yáng)能充電器將太陽(yáng)能電池板輸出的19V轉(zhuǎn)換為充電電池組所需要的12.6V。所述太陽(yáng)能充電器采用開(kāi)關(guān)降壓模式DC-DC轉(zhuǎn)換的方式實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池板最大功率點(diǎn)跟蹤功能，保證在光照強(qiáng)度變化時(shí)，太陽(yáng)能電池板一直輸出最大功率，以充分利用太陽(yáng)能。在一般情況下，需要用開(kāi)關(guān)模式DC-DC轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)點(diǎn)跟蹤功能，保持輸出功率最大化。所述太陽(yáng)能充電器的最小轉(zhuǎn)換效率可達(dá)90%。
[0012]所述充電電池組為18650型鋰充電電池三節(jié)串聯(lián)，容量為2600mAH，單節(jié)輸出電壓
4.2V，三節(jié)串聯(lián)輸出12.6V額定電壓；當(dāng)電池的放電電流為2600mA時(shí)，則充電電池組可持續(xù)放電輸出1小時(shí)；當(dāng)電池的放電電流為260mA時(shí)，可持續(xù)放電輸出10小時(shí)。
[0013]所述DC-DC降壓模塊將充電電池組輸出的12.6V降壓為+5.0V，所述微處理器、激光發(fā)射模塊、無(wú)線通訊模塊、主微處理器、RS232串口通訊主模塊、硅光電池陣列、多路模擬開(kāi)關(guān)、信號(hào)放大器、電壓比較器、副微處理器和RS232串口通訊從模塊均采用+5.0V供電。所述DC-DC降壓模塊采用專(zhuān)用的開(kāi)關(guān)電源控制芯片，可保證轉(zhuǎn)換效率最小為80%。
[0014]進(jìn)一步改進(jìn)，所述硅光電池陣列由7列7行49只硅光電池組成，所述49只硅光電池密集排列，組成方形結(jié)構(gòu)。當(dāng)硅光電池沒(méi)有受到激光照射時(shí)，其輸出電壓較低。當(dāng)硅光電池受到激光照射時(shí)，其輸出電壓較高，可達(dá)0.4V。硅光電池的輸出電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)多路模擬開(kāi)關(guān)，送往信號(hào)放大器進(jìn)行電壓放大，然后經(jīng)過(guò)電壓比較器處理后送往微處理器。激光具有相干性好、方向性強(qiáng)、發(fā)射角小、亮度高、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)，導(dǎo)致硅光電池陣列接收到的光斑直徑較小，同一時(shí)刻，最多只有1到2只硅光電池能夠接收到激光，其他的硅光電池則無(wú)法收到激光。在副微處理器的控制下，多路模擬開(kāi)關(guān)輪流選通所有的硅光電池，從而得到所有硅光電池的狀態(tài)，進(jìn)而可知道是哪一只硅光電池受到了激光照射。
[0015]進(jìn)一步改進(jìn)，所述無(wú)線通訊模塊為GSM/GPRS通訊模塊。本裝置基于全球移動(dòng)通信系統(tǒng)的監(jiān)控方案，利用無(wú)線通信方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)，解決了電纜終端平臺(tái)位移檢測(cè)裝置管理問(wèn)題。主微處理器定期將電池電量信息、從激光接收裝置收到的終端支架沉降位移信息通過(guò)GSM /GPRS通訊模塊經(jīng)GPRS公共通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給遠(yuǎn)端后臺(tái)軟件系統(tǒng)。
[0016]進(jìn)一步改進(jìn)，所述RS232串口通訊從模塊的輸出端與RS232串口通訊主模塊的輸出端通過(guò)4芯通訊電纜連接。
[0017]進(jìn)一步改進(jìn)，所述串口通訊主模塊為RS232串口通訊主模塊，串口通訊從模塊為RS232串口通訊從模塊。由于激光發(fā)射裝置、激光接收裝置之間有一定的距離，如果主微處理器和副微處理器的信號(hào)不經(jīng)過(guò)處理就發(fā)送給對(duì)方，容易發(fā)生畸變，導(dǎo)致通訊出錯(cuò)，采用RS232模塊，將主微處理器和副微處理器的微小信號(hào)進(jìn)行放大提升，可以遠(yuǎn)距離傳輸，保證通訊可靠。
[0018]所述電纜戶外終端支架防沉降監(jiān)測(cè)裝置電路的功耗分析如下:
[0019]所述激光發(fā)射裝置和激光接收裝置采用間隔式運(yùn)行，每天運(yùn)行4次，每次運(yùn)行20秒的時(shí)間，則每天運(yùn)行時(shí)間為:
[0020]4*20 秒=80 秒=0.0222 小時(shí)
[0021]當(dāng)激光發(fā)射裝置和激光接收裝置運(yùn)行時(shí)，+5.0V回路的電流實(shí)測(cè)為400mA，則需要的容量為:
[0022]5.0V*400mA=2000mVA=2.0VA
[0023]所述DC-DC降壓模塊的輸出容量為2.0VA,當(dāng)轉(zhuǎn)換效率為80%時(shí)，則輸入容量為:
[0024]2.0VA/80%=2.5VA
[0025]由于充電電池組的額定輸出電壓為12.6V，則充電電池組的輸出電流為:
[0026]2.5VA/12.6V=0.198A=198mA
[0027]激光發(fā)射裝置和激光接收裝置每天運(yùn)行0.0222小時(shí)，充電電池組的輸出容量為:
[0028]198mA*0.0222H=4.4mAH
[0029]由于充電電池組的額定容量為2600mAH，所以在充滿電的情況下，整套裝置可以使用的天數(shù)為:
[0030]2600mAH/4.4 mAH = 591 天
[0031]也就是說(shuō)，電池充滿一次，就可以使用591天，即1.6年。
[0032]所述太陽(yáng)能電池板的額定功率為50W，太陽(yáng)能充電器的最小轉(zhuǎn)換效率為90%，則太陽(yáng)能充電器的輸出為:
[0033]50ff*90%=45ff
[0034]則將充電電池組的電池充滿所需要的時(shí)間為:
[0035](12.6V*2.6A*1H) / 45ff = (32.76W*1H) /45ff=0.73H=0.73 小時(shí)
[0036]也就是說(shuō)，在陽(yáng)光充足的情況下，將電池充滿，最多需要0.73小時(shí)。從上面的功耗分析來(lái)看，整套裝置可以長(zhǎng)期工作，無(wú)需更換電池。
[0037]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0038]1、本實(shí)用新型所述電纜戶外終端支架防沉降監(jiān)測(cè)裝置，通過(guò)采用激光發(fā)射裝置和激光接收裝置監(jiān)測(cè)電纜戶外終端支架防沉降情況，裝置安裝調(diào)試完畢后，無(wú)需人工干預(yù)，實(shí)時(shí)不間斷的在線監(jiān)測(cè)，時(shí)刻保證電纜戶外終端支架處于受監(jiān)控狀態(tài)，操作方便。
[0039]2、本實(shí)用新型所述電纜戶外終端支架防沉降監(jiān)測(cè)裝置，激光發(fā)射裝置和激光接收裝置電路的功耗小，且自帶太陽(yáng)能電池對(duì)裝置內(nèi)部的鋰電池充電，終身無(wú)需更換電池，節(jié)約成本。
[0040]3、本實(shí)用新型所述電纜戶外終端支架防沉降監(jiān)測(cè)裝置，屬于數(shù)字測(cè)量，避免了測(cè)量易受電源波動(dòng)、傳輸線路損耗等干擾因素影響的問(wèn)題，測(cè)量精度高。
[0041]4、本實(shí)用