專(zhuān)利名稱(chēng)：一種光纖傳感的輸電塔架覆冰預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光纖傳感的輸電塔架覆冰預(yù)警系統(tǒng)，屬于輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
冰雪對(duì)電力系統(tǒng)來(lái)講是個(gè)季節(jié)性危害，輸電線(xiàn)路冬季因受冰雪危害引起的供電中斷事故都是較嚴(yán)重的，其修復(fù)工作難度大，周期長(zhǎng)，停電影響面積廣，如何在達(dá)到覆冰條件以前就做出反應(yīng)，提前采取各種方式避免供電中斷事故的發(fā)生，一直是全世界范圍內(nèi)需要解決的難點(diǎn)問(wèn)題。現(xiàn)有技術(shù)中采用帶電傳感器進(jìn)行信號(hào)傳輸，但是帶電傳感器在強(qiáng)電磁環(huán)境下受電 磁干擾造成檢測(cè)不準(zhǔn)確的問(wèn)題；同時(shí)，主要是對(duì)單點(diǎn)檢測(cè)，大大降低了檢測(cè)的精度和對(duì)狀態(tài)判斷的準(zhǔn)確性。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種光纖傳感的輸電塔架覆冰
預(yù)警系統(tǒng)。本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)一種光纖傳感的輸電塔架覆冰預(yù)警系統(tǒng)，包括主控制器CPU I、光纖濕度傳感器12、光纖溫度傳感器13、無(wú)線(xiàn)通信模塊4、吸濕容水槽5、遠(yuǎn)程控制PC6、電源控制系統(tǒng)7、光纖濕度在線(xiàn)分析儀8、光纖溫度在線(xiàn)分析儀9、光纖濕度傳感器IIlO和光纖溫度傳感器IIll組成，其特征在于光纖濕度傳感器12的輸入端與吸濕容水槽5連接，光纖濕度傳感器12和光纖濕度傳感器IIlO的輸出端與光纖濕度在線(xiàn)分析儀8的輸入端連接,光纖溫度傳感器13和光纖溫度傳感器IIll的輸出端與光纖溫度在線(xiàn)分析儀9連接，電源控制系統(tǒng)7、光纖濕度在線(xiàn)分析儀8的輸出端和光纖溫度在線(xiàn)分析儀9的輸出端分別通過(guò)I/O端口與主控制器CPU I連接，主控制器CPU I通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信模塊4與遠(yuǎn)程控制PC6連接。所述的光纖濕度傳感器12，光纖溫度傳感器13，無(wú)線(xiàn)通信模塊4和吸濕容水槽5一起固定于塔架；光纖濕度傳感器IIlO和光纖溫度傳感器IIll分別固定于相鄰塔架之間的電纜最低點(diǎn)。所述的光纖濕度傳感器12和光纖濕度傳感器1110，光纖溫度傳感器13和光纖溫度傳感器IIll為兩組相同的傳感器；光纖濕度傳感器I和光纖濕度傳感器II由光纖光柵(FBG)涂覆聚酰亞胺(PI)薄膜制成。。所述的無(wú)線(xiàn)通信模塊4、光纖濕度在線(xiàn)分析儀8的輸出端和光纖溫度在線(xiàn)分析儀9的輸出端通過(guò)USB，RS232，以太網(wǎng)中的任一種方式與主控制器CPU連接。所述的主控制器CPU I、光纖濕度傳感器12、光纖溫度傳感器13、無(wú)線(xiàn)通信模塊4、吸濕容水槽5、遠(yuǎn)程控制PC6、電源控制系統(tǒng)7、光纖濕度在線(xiàn)分析儀8、光纖溫度在線(xiàn)分析儀9、光纖濕度傳感器IIlO和光纖溫度傳感器IIll都是市售的普通元件。[0010]本實(shí)用新型的有益效果是I、采用光纖傳感器進(jìn)行溫度和濕度檢測(cè)，避免了以往帶電傳感器在強(qiáng)電磁環(huán)境下受電磁干擾的問(wèn)題；2、從原始的單點(diǎn)檢測(cè)，升級(jí)到多點(diǎn)檢測(cè)，大大提高了檢測(cè)的精度和對(duì)狀態(tài)判斷的準(zhǔn)確性，同時(shí)與以往單點(diǎn)式檢測(cè)相比，并沒(méi)有增加系統(tǒng)成本；3、系統(tǒng)設(shè)置有吸濕容水槽，能在環(huán)境達(dá)到覆冰條件以前就做出響應(yīng)，具有報(bào)警的超前性；本系統(tǒng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，同時(shí)采用定時(shí)發(fā)送，定點(diǎn)發(fā)送和點(diǎn)播發(fā)送，避免了在不需要檢測(cè)的時(shí)候連續(xù)工作，降低了成本。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1_主控制器CPU、2_光纖濕度傳感器1、3_光纖溫度傳感器1、4_無(wú)線(xiàn)通信模塊、5-吸濕容水槽、6-遠(yuǎn)程控制PC、7-電源控制系統(tǒng)、8-光纖濕度在線(xiàn)分析儀、9-光纖溫度在線(xiàn)分析儀、10-光纖濕度傳感器IIUl-光纖溫度傳感器II。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合圖I對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。如圖I所示輸電塔架覆冰預(yù)警系統(tǒng)，包括主控制器CPU I、光纖濕度傳感器12、光纖溫度傳感器13、無(wú)線(xiàn)通信模塊4、吸濕容水槽5、遠(yuǎn)程控制PC6、電源控制系統(tǒng)7、光纖濕度在線(xiàn)分析儀8、光纖溫度在線(xiàn)分析儀9、光纖濕度傳感器IIlO和光纖溫度傳感器IIll組成，其特征在于光纖濕度傳感器12的輸入端與吸濕容水槽5連接,光纖濕度傳感器12和光纖濕度傳感器IIlO的輸出端與光纖濕度在線(xiàn)分析儀8的輸入端連接，光纖溫度傳感器13和光纖溫度傳感器IIll的輸出端與光纖溫度在線(xiàn)分析儀9連接，電源控制系統(tǒng)7、光纖濕度在線(xiàn)分析儀8的輸出端和光纖溫度在線(xiàn)分析儀9的輸出端分別通過(guò)I/O端口與主控制器CPUI連接，主控制器CPU I通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信模塊4與遠(yuǎn)程控制PC6連接。所述的光纖濕度傳感器12和光纖濕度傳感器1110，光纖溫度傳感器13和光纖溫度傳感器IIll為兩組相同的傳感器；光纖濕度傳感器12和光纖濕度傳感器IIlO由光纖光柵(FBG)涂覆聚酰亞胺(PI)薄膜制成。光纖布拉格光柵濕度傳感器采用的聚酰亞胺濕敏薄膜，具有濕膨脹線(xiàn)性度好、耐高溫、耐腐蝕、響應(yīng)速度快的突出優(yōu)點(diǎn)。該傳感器又集光纖光柵型傳感器測(cè)量精度高、小型化、易復(fù)用等特點(diǎn)于一身，解決了易燃、易爆、電磁干擾等環(huán)境下濕度難以測(cè)量與控制的難題。濕敏聚合物聚酰亞胺(P1)，是典型的高分子濕敏材料，盡管它的濕度膨脹能力不如其他濕敏聚合物的靈敏度高，但它的濕度膨脹效應(yīng)是線(xiàn)性和可逆的，因此光纖光柵(FBG)涂覆聚酰亞胺(PD薄膜，F(xiàn)BG的濕度傳感效應(yīng)好。所述的無(wú)線(xiàn)通信模塊4、光纖濕度在線(xiàn)分析儀8的輸出端和光纖溫度在線(xiàn)分析儀9的輸出端通過(guò)USB，RS232，以太網(wǎng)中的任一種方式與主控制器CPU連接。所述的主控制器CPU I、光纖濕度傳感器12、光纖溫度傳感器13、無(wú)線(xiàn)通信模塊4、吸濕容水槽5、遠(yuǎn)程控制PC6、電源控制系統(tǒng)7、光纖濕度在線(xiàn)分析儀8、光纖溫度在線(xiàn)分析儀
9、光纖濕度傳感器IIlO和光纖溫度傳感器IIll都是市售的普通元件。所述的光纖濕度傳感器12，光纖溫度傳感器13，無(wú)線(xiàn)通信模塊4和吸濕容水槽5一起固定于塔架；光纖濕 度傳感器IIlO和光纖溫度傳感器IIll分別固定于相鄰塔架之間的電纜最低點(diǎn)；根據(jù)電力部門(mén)的提供的數(shù)據(jù)，當(dāng)大氣的溫度達(dá)到0°c以下、濕度達(dá)到90%以上時(shí)就有可能結(jié)冰，塔架和兩塔架之間電纜最低點(diǎn)是最容易覆冰的位置，所以同時(shí)檢測(cè)塔架和兩塔架之間電纜最低點(diǎn)的覆冰條件，增加了判斷的準(zhǔn)確性。在傳感的過(guò)程中，光源發(fā)出的光波由傳輸通道進(jìn)入傳感光柵，傳感光柵在外場(chǎng)的作用下，對(duì)光波進(jìn)行調(diào)制，帶有外場(chǎng)信息的光波被傳感光柵反射，進(jìn)入接收通道解調(diào)并輸出，由于在線(xiàn)分析儀接收的光譜包含了外場(chǎng)作用的信息，因而光譜分析儀探測(cè)出光譜分析及相關(guān)變化，即可獲得外場(chǎng)信息的細(xì)致描述。具體方法利用寬帶光源(如發(fā)光二極管LED)，輸入光纖光柵，再用在線(xiàn)分析儀檢測(cè)輸出光的波長(zhǎng)差A(yù)入。本實(shí)用新型采用上述光纖傳感器，是使用封閉式光纖方式進(jìn)行傳輸，對(duì)波長(zhǎng)檢測(cè)而不是對(duì)強(qiáng)度檢測(cè)，避免了傳統(tǒng)傳感器采用模擬量方式測(cè)量和傳輸帶來(lái)的信號(hào)偏差。光纖傳感器采用光學(xué)方法測(cè)量，測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)不帶電，不受強(qiáng)電磁環(huán)境下電磁干擾。本系統(tǒng)是為高海拔地區(qū)的輸電塔架設(shè)計(jì)，下面結(jié)合圖I對(duì)系統(tǒng)的工作過(guò)程并結(jié)合監(jiān)控系統(tǒng)的要求加以敘述。監(jiān)控系統(tǒng)考慮到無(wú)線(xiàn)傳輸流量，耗電量及成本等因素，本系統(tǒng)沒(méi)有采用實(shí)時(shí)發(fā)送，即采集一次發(fā)送給遠(yuǎn)端服務(wù)器一次，而是采用實(shí)時(shí)采集、定時(shí)發(fā)送或定點(diǎn)發(fā)送或點(diǎn)播觀察，具體工作過(guò)程如下第一步啟動(dòng)階段光纖濕度傳感器12、光纖溫度傳感器13、光纖濕度傳感器IIlO和光纖溫度傳感器IIll聯(lián)網(wǎng)后并安裝、啟動(dòng)以后，進(jìn)行初始化，同時(shí)無(wú)線(xiàn)通信模塊也會(huì)進(jìn)入到配置模式即通過(guò)主控制器CPUl，對(duì)無(wú)線(xiàn)通信模塊發(fā)送AT命令進(jìn)行相應(yīng)配置。配置完成之后即開(kāi)始接收數(shù)據(jù)信息，同時(shí)無(wú)線(xiàn)通信模塊也通過(guò)設(shè)定好的遠(yuǎn)程控制PC6的地址和端口號(hào)與遠(yuǎn)程控制PC6進(jìn)行連接。連接到遠(yuǎn)程控制PC6以后，無(wú)線(xiàn)通信模塊會(huì)發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包里面包含塔架設(shè)備ID號(hào)，設(shè)備名稱(chēng)等信息，這些信息也會(huì)顯示在遠(yuǎn)程控制PC6的界面上。用戶(hù)此時(shí)就可以向采集前端發(fā)送一些采集發(fā)送控制命令如采集大小、頻率和請(qǐng)求發(fā)送數(shù)據(jù)等命令，前端接收到命令以后對(duì)終端進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，并發(fā)送當(dāng)前的溫、濕度數(shù)據(jù)信息發(fā)送到遠(yuǎn)程控制PC6，遠(yuǎn)程控制PC6記錄、保存并監(jiān)視該前端與服務(wù)器的連接。此時(shí)，可以打開(kāi)遠(yuǎn)程控制PC6的WEB頁(yè)面可以看到數(shù)據(jù)的更新。第二步自動(dòng)檢測(cè)階段啟動(dòng)完成之后，在處理遠(yuǎn)程控制PC6的WEB頁(yè)面上可以顯示數(shù)據(jù)信息，而在溫、濕度信息采集的同時(shí)，不斷監(jiān)控這兩項(xiàng)信息的變化，當(dāng)吸濕容水槽5出現(xiàn)積水時(shí)，發(fā)出一級(jí)報(bào)警。溫度達(dá)到0°C以下，濕度到90%以上時(shí)，發(fā)出二級(jí)報(bào)警。溫度上升至0°C以上，或濕度小于90%時(shí)，解除報(bào)警狀態(tài)。本系統(tǒng)還包括一些其他的功能I、定時(shí)發(fā)送功能[0036]定時(shí)功能在本系統(tǒng)中由檢測(cè)終端的主控制器CPUl實(shí)現(xiàn)。即主控制器CPUl定時(shí)將當(dāng)前的數(shù)據(jù)信息向無(wú)線(xiàn)通信模塊4發(fā)送一次。定時(shí)時(shí)間設(shè)置由遠(yuǎn)程控制PC6端的設(shè)置功能實(shí)現(xiàn)。在夏季等不可能發(fā)生覆冰的時(shí)間段里，可以關(guān)閉檢測(cè)系統(tǒng)，節(jié)約電量。2、定點(diǎn)發(fā)送功能溫度到達(dá)某個(gè)點(diǎn)的時(shí)候通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信模塊4向遠(yuǎn)程控制PC6端發(fā)送一次，本系統(tǒng)中設(shè)置的定點(diǎn)是-10°C，-3°C，0°C，3°C，10°C。3、點(diǎn)播發(fā)送功能當(dāng)用戶(hù)無(wú)定時(shí)監(jiān)控的要求，或者用戶(hù)設(shè)置的定時(shí)時(shí)間較長(zhǎng)，或者未到定點(diǎn)發(fā)送的時(shí)間，但在定時(shí)間隔中間有查看現(xiàn)場(chǎng)的要求的時(shí)候，用戶(hù)可以啟動(dòng)點(diǎn)播功能。在遠(yuǎn)程控制PC6端上通過(guò)向處理終端發(fā)送請(qǐng)求發(fā)送的命令，當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)的溫、濕度便傳送給遠(yuǎn)程控制PC6
端。 本實(shí)用新型是通過(guò)具體實(shí)施過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明的，在不脫離本實(shí)用新型范圍的情況下，還可以對(duì)本實(shí)用新型專(zhuān)利進(jìn)行各種變換及等同代替，因此，本實(shí)用新型專(zhuān)利不局限于所公開(kāi)的具體實(shí)施過(guò)程，而應(yīng)當(dāng)包括落入本實(shí)用新型專(zhuān)利權(quán)利要求范圍內(nèi)的全部實(shí)施方案。
權(quán)利要求1.一種光纖傳感的輸電塔架覆冰預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)包括主控制器CPU、光纖濕度傳感器I、光纖溫度傳感器I、無(wú)線(xiàn)通信模塊、吸濕容水槽、遠(yuǎn)程控制PC、電源控制系統(tǒng)、光纖濕度在線(xiàn)分析儀、光纖溫度在線(xiàn)分析儀、光纖濕度傳感器II和光纖溫度傳感器II組成，光纖濕度傳感器I的輸入端與吸濕容水槽連接，光纖濕度傳感器I和光纖濕度傳感器II的輸出端與光纖濕度在線(xiàn)分析儀的輸入端連接，光纖溫度傳感器I和光纖溫度傳感器II的輸出端與光纖溫度在線(xiàn)分析儀連接，電源控制系統(tǒng)、光纖濕度在線(xiàn)分析儀的輸出端和光纖溫度在線(xiàn)分析儀的輸出端分別通過(guò)I/o端口與主控制器CPU連接，主控制器CPU通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信模塊與遠(yuǎn)程控制PC連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖傳感的輸電塔架覆冰預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述的光纖濕度傳感器I，光纖溫度傳感器I，無(wú)線(xiàn)通信模塊和吸濕容水槽一起固定于塔架；光纖濕度傳感器II和光纖溫度傳感器II分別固定于相鄰塔架之間的電纜最低點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖傳感的輸電塔架覆冰預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述的光纖濕度傳感器I和光纖濕度傳感器II，光纖溫度傳感器I和光纖溫度傳感器II為兩組相同 的傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖傳感的輸電塔架覆冰預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述的無(wú)線(xiàn)通信模塊、光纖濕度在線(xiàn)分析儀的輸出端和光纖溫度在線(xiàn)分析儀的輸出端通過(guò)USB，RS232，以太網(wǎng)中的任一種方式與主控制器CPU連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖傳感的輸電塔架覆冰預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于光纖濕度傳感器I和光纖濕度傳感器II由光纖光柵(FBG)涂覆聚酰亞胺(PI)薄膜制成。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種光纖傳感的輸電塔架覆冰預(yù)警系統(tǒng)，屬于輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，系統(tǒng)中光纖濕度傳感器I的輸入端與吸濕容水槽連接，光纖濕度傳感器I和光纖濕度傳感器II的輸出端與光纖濕度在線(xiàn)分析儀的輸入端連接，光纖溫度傳感器I和光纖溫度傳感器II的輸出端與光纖溫度在線(xiàn)分析儀連接，電源控制系統(tǒng)、光纖濕度在線(xiàn)分析儀的輸出端和光纖溫度在線(xiàn)分析儀的輸出端分別通過(guò)I/O端口與主控制器CPU連接，主控制器CPU通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信模塊與遠(yuǎn)程控制PC連接；本實(shí)用新型采用光纖傳感器，提高了準(zhǔn)確度；系統(tǒng)設(shè)置有吸濕容水槽，具有報(bào)警的超前性；本系統(tǒng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，同時(shí)具有定時(shí)發(fā)送，定點(diǎn)發(fā)送和點(diǎn)播發(fā)送功能，不需連續(xù)工作，降低了成本。
文檔編號(hào)G08B19/02GK202650190SQ201220092590
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月13日
發(fā)明者許江淳, 劉璽, 趙松, 周靖 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)