专利名称：一种输电铁塔在线应变检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应变检测装置，特别涉及一种对输送电力的铁塔的应变进行在线检测的装置。
背景技术：
输电铁塔承载着高压电力输送电缆，输电铁塔的塔身由于应变变形导致倒塌，会严重影响电网的安全运行。目前，对输电铁塔的应变检测主要采用人工巡检的方式，存在不能及时发现应变发生和不能达到在线预警的问题。
发明内容
本发明提供了一种输电铁塔在线应变检测装置，解决了现有技术存在的对输电铁塔的应变不能及时发现和不能达到在线预警的问题。本发明是通过以下方案解决以上问题的
一种输电铁塔在线应变检测装置，包括输电铁塔、光纤传感器、光纤、光纤传感解调系统、太阳能供电系统和远程监控分析系统，所述的光纤传感器为光纤光栅传感器，光纤传感器通过焊接贴附在输电铁塔的关键结构部件上，光纤传感器通过光纤与光纤传感解调系统连接在一起，太阳能供电系统与光纤传感解调系统连接在一起；所述的光纤传感解调系统由光通道切换模块、光谱分析模块、光源模块、嵌入式PC处理器和无线信号发生器组成，嵌入式PC处理器与光源模块连接控制向光纤传感器发射的光信号，嵌入式PC处理器与光通道切换模块连接以控制光路通道的切换，嵌入式PC处理器与光谱分析模块连接以实现对光纤传感器反射回的光信号进行接受及分析，嵌入式PC处理器与无线信号发生器连接在一起，在所述的远程监控分析系统中设置有无线信号接收器，该无线信号接收器与设置在光纤传感解调系统中的无线信号发生器无线连接在一起。所述的光通道切换模块中设置的光通道为四路，这四路光通道均分别连有光纤传感器。本发明利用基于光纤光栅传感器构建的检测系统，可及时获取输电铁塔应变的实时状态，实现了输电铁塔的在线检测和预警。
图1是本发明的结构示意图
图2是本发明的光纤传感解调系统5的结构示意图。
具体实施例一种输电铁塔在线应变检测装置，包括输电铁塔1、光纤传感器2、光纤3、光纤传感解调系统5、太阳能供电系统4和远程监控分析系统6，所述的光纤传感器2为光纤光栅传感器，光纤传感器2通过焊接贴附在输电铁塔1的关键结构部件上，光纤传感器2通过光纤3与光纤传感解调系统5连接在一起，太阳能供电系统4与光纤传感解调系统5连接在一起；所述的光纤传感解调系统5由光通道切换模块8、光谱分析模块9、光源模块7、嵌入式PC处理器10和无线信号发生器11组成，嵌入式PC处理器10与光源模块7连接控制向光纤传感器2发射的光信号，嵌入式PC处理器10与光通道切换模块8连接以控制光路通道的切换，嵌入式PC处理器10与光谱分析模块9连接以实现对光纤传感器2反射回的光信号进行接受及分析，嵌入式PC处理器10与无线信号发生器11连接在一起，在所述的远程监控分析系统6中设置有无线信号接收器，该无线信号接收器与设置在光纤传感解调系统5中的无线信号发生器11无线连接在一起。所述的光通道切换模块8中设置的光通道为四路，这四路光通道均分别连有光纤传感器。本发明中的输电铁塔在线应变检测装置包括4个部分
光纤传感器用来感受输电铁塔结构应变的变化，光纤传感器基于光纤光栅制作而成， 通过焊接或表面贴装的方式安装在输电铁塔结构的关键部位。光纤传感解调系统实现光纤光栅的波长检测和应变反演，并利用无线发送模块实现无线数据远程传送。结构应变和材料失效分析系统通过对比光纤传感器检测得到的输电铁塔钢材的应变与数据库中材料的力学性能，分析实际结构失效发生的概率。根据应变量的数值大小判断结构是否发生塑性变形，如果结构的变形量超出材料的屈服点，则发出预警信号。太阳能供电系统利用太阳能电池收集太阳能，并将光能转化为电能，在现场提供给光纤传感解调系统电源。输电铁塔在线应变检测装置的工作过程如下
利用太阳能电池板给光纤传感解调系统提供电源，光纤传感器安装在输电铁塔结构的关键部位。当输电铁塔受到电缆、覆冰或风力作用时，将引起结构应变变化，引起调制光纤传感器中的光纤光栅反射光信号波长变化，光纤传感器将调制后的反射光返回到解调系统，实地从光信号中提取出应变信息和初步分析，然后通过无线发送模块向远程监控中心发送数据。监控中心接收数据后，输入到结构应变和材料失效分析系统中，判断光纤传感器检测的结构应变数值是否超出设定的应变极限值并给出预警信号。
权利要求
1.一种输电铁塔在线应变检测装置，包括输电铁塔(1)、光纤传感器(2)、光纤(3)、光纤传感解调系统(5)、太阳能供电系统(4)和远程监控分析系统(6)，其特征在于，所述的光纤传感器(2)为光纤光栅传感器，光纤传感器(2)通过焊接贴附在输电铁塔(1)的关键结构部件上，光纤传感器(2)通过光纤(3)与光纤传感解调系统(5)连接在一起，太阳能供电系统(4)与光纤传感解调系统(5)连接在一起；所述的光纤传感解调系统(5)由光通道切换模块(8)、光谱分析模块(9)、光源模块(7)、嵌入式PC处理器(10)和无线信号发生器(11) 组成，嵌入式PC处理器(10 )与光源模块(7 )连接控制向光纤传感器(2 )发射的光信号，嵌入式PC处理器(10)与光通道切换模块(8)连接以控制光路通道的切换，嵌入式PC处理器 (10)与光谱分析模块(9)连接以实现对光纤传感器(2)反射回的光信号进行接受及分析， 嵌入式PC处理器(10 )与无线信号发生器(11)连接在一起，在所述的远程监控分析系统(6 ) 中设置有无线信号接收器，该无线信号接收器与设置在光纤传感解调系统(5)中的无线信号发生器(11)无线连接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种输电铁塔在线应变检测装置，其特征在于，所述的光通道切换模块(8)中设置的光通道为四路，这四路光通道均分别连有光纤传感器。
全文摘要
本发明公开了一种输电铁塔在线应变检测装置，解决了现有技术存在的对输电铁塔的应变不能在线预警的问题。包括输电铁塔(1)、光纤传感器(2)、光纤(3)、光纤传感解调系统(5)、太阳能供电系统(4)和远程监控分析系统(6)，光纤传感器(2)为光纤光栅传感器，光纤传感器(2)贴附在输电铁塔(1)的关键结构部件上，光纤传感器(2)通过光纤(3)与光纤传感解调系统(5)连接，太阳能供电系统(4)与光纤传感解调系统(5)连接在一起；嵌入式PC处理器(10)与光谱分析模块(9)连接以实现对光纤传感器(2)反射回的光信号进行接受及分析，远程监控分析系统(6)中设置有无线信号接收器。实现了输电铁塔的在线检测和预警。
文档编号G01B11/16GK102261893SQ20111011101
公开日2011年11月30日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者冀晋川, 李文亮, 毕虎才 申请人:山西省电力公司电力科学研究院