输电线路力学监测数字传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开的输电线路力学监测数字传感器，包括传感器壳体，传感器壳体内设置有单片机，单片机分别通过导线连接有数据存储单元、信号处理模块及A/D转换模块及电源模块，单片机通过通信线连接有通信模块，信号处理及A/D转换模块通过导线依次与电阻应变片、弹性基体连接。本实用新型输电线路力学监测数字传感器，能够对输电线路导地线及杆塔受力进行实时监测及数据分析，将导地线及杆塔受力情况及时反馈给运维人员。
【专利说明】输电线路力学监测数字传感器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于输电线路监测装置【技术领域】，具体涉及一种输电线路力学监测数字传感器。
【背景技术】
[0002]输电线路导地线及杆塔的受力情况对输电线路安全及可靠的运行有很大的影响，尤其是一旦杆塔倾斜较为严重时，容易造成杆塔导地线的不平衡受力，引起绝缘子串和地线线夹迈步，电气安全距离不够的问题，当问题扩大时就容易造成倒杆断线，电气距离不够则容易引起跳闸等事故，会导致巨大的经济损失外，还会严重影响社会生活。
[0003]近年来，倒杆断线事故的频繁发生，严重影响电网的安全运行，使得大范围的输电线路受到了破坏。为了保证电网的安全运行，迫切需要能针对输电线路的力学传感器，能够实现对输电线路的力学情况实时监测并进行数据分析，将导地线及杆塔受力情况及时反馈给运维人员。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种输电线路力学监测数字传感器，能对输电线路导地线及杆塔受力进行实时监测，将导地线及杆塔受力情况及时反馈给运维人员。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是，输电线路力学监测数字传感器，包括有传感器壳体，传感器壳体内设置有单片机，单片机通过通信线连接有通信模块，单片机分别通过导线连接有数据存储单元、信号处理模块及A/D转换模块及电源模块，信号处理模块及A/D转换模块通过导线依次与电阻应变片、弹性基体连接。
[0006]本实用新型的特点还在于，
[0007]传感器壳体包括有主壳体，主壳体的上端固定连接有悬挂部件，主壳体的下端中央垂直连接有平衡杆；
[0008]主壳体相对的两个表面上各设置有一圆形凹槽，弹性基体设置于圆形凹槽内，电阻应变片采用粘和剂粘合在弹性基体上；
[0009]悬挂部件的中央设置有挂环。
[0010]圆形凹槽内还设置有温补光纤光栅；电阻应变片还通过导线连接有绝缘保护片。
[0011]信号处理及A/D转换模块，包括有通过导线连接的A/D转换电路和CPU。
[0012]电源模块的型号为82AB2951。
[0013]单片机为STC12C5608AD单片机。
[0014]通信模块的型号为SP485EE。
[0015]通信模块连接有GPRS通信模块。
[0016]GPRS通信模块设置于传感器壳体的外壁处。
[0017]本实用新型的有益效果在于:
[0018]1.本实用新型的输电线路力学监测数字传感器具有测量力与输出之间线性度好、滞后小、重复性好及零点漂移小的优点；在测量的温度范围内，输出值的稳定性强，当被测力作用位置有偏移时，不影响测量力与输出之间的关系。
[0019]2.本实用新型的输电线路力学监测数字传感器有较强的抗偏载能力，同时，电阻应变片的体积小，灵敏度高，并且采用了双闭环圆型槽结构，电阻应变片分别设置在传感器壳体上、下表面的圆型槽内，提高了力学测量的精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型输电线路力学监测数字传感器的传感器壳体结构示意图；
[0021]图2是本实用新型输电线路力学监测数字传感器的结构示意图；
[0022]图3是本实用新型输电线路力学监测数字传感器的弹性基体应力与应变关系曲线图。
[0023]图中，1.传感器壳体，2.数据存储单元，3.信号处理及A/D转换模块，4.电阻应变片，5.弹性基体，6.电源模块，7.单片机，8.通信模块，9.圆形凹槽，10.挂环，11.主壳体，12.悬挂部件，13.GPRS通讯模块，14.平衡杆。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0025]本实用新型输电线路力学监测数字传感器，如图1及图2所示，包括有传感器壳体1，传感器壳体I内设置有单片机7，单片机7通过通信线连接有通信模块8，单片机7分别通过导线连接有数据存储单元2、信号处理及A/D转换模块3及电源模块6，信号处理及A/D转换模块3通过导线依次与电阻应变片4、弹性基体5连接。
[0026]传感器壳体I采用刚体结构，能够满足输电线路对力学传感器刚度和强度的要求，如图1所示,传感器壳体I包括有主壳体11,主壳体11的上端固定连接有悬挂部件12，主壳体11的下端中央垂直固定连接有平衡杆14，用于维持传感器在输电导线上的平衡；主壳体11相对的两个表面上各设置有一圆形凹槽9，电阻应变片4及弹性基体5设置于圆形凹槽9内，圆形凹槽9内还设置有温补光纤光栅；悬挂部件12的中央设置有挂环10，用于将输电线路力学监测数字传感器悬挂于输电导线上。
[0027]数据存储单元2能够实现大容量闪存512K ;用于存储系统运行的状态及信息。
[0028]信号处理及A/D转换模块3，包括有通过导线连接的A/D转换电路和CPU，主要用于数据信号的处理，将处理后的经A/D转换电路转化成复合要求的信号。
[0029]电阻应变片4呈金属箔状，电阻应变片4采用粘和剂紧密的粘合在产生力学应变的弹性基体5上，电阻应变片4还通过导线连接有绝缘保护片，当弹性基体5受力发生应力变化时，电阻应变片4也一起产生形变，使电阻应变片4的阻值发生改变，从而使加在电阻应变片4上的电压发生变化。
[0030]电源模块6的型号为82AB2951。
[0031]单片机7为STC12C5608AD单片机。
[0032]通信模块8的型号为SP485EE ;传感器壳体内的通信模块8还外接有GPRS通信模块13。
[0033]本实用新型输电线路力学监测数字传感器中各部件的作用:[0034]信号处理及A/D转换模块3用于处理来自输电线路力学监测数字传感器的各种信号，当弹性基体5受力发生应力变化时，电阻应变片4也一起产生形变，使电阻应变片4的阻值发生改变，从而使加在电阻应变片4上的电压发生变化，将采集到的电压模拟信号经A/D电路转换成拉力的数字信号，最终实现力学数据的在线监测。
[0035]电源模块6用于单片机7和通信模块8的供电。
[0036]单片机7输电线路力学监测数字传感器在线监测结构的核心，用于实时处理大量的数据。
[0037]通信模块8用于发送输电线路力学监测数字传感器当前监测到的信息以及接收来自监控中心CAG命令，通信模块8采取的采集单元数据报文格式，见表1所示:
[0038]表1
【权利要求】
1.输电线路力学监测数字传感器，其特征在于，包括有传感器壳体(1)，所述传感器壳体(I)内设置有单片机(7)，所述单片机(7)通过通信线连接有通信模块(8)，所述单片机(7)分别通过导线连接有数据存储单元(2)、信号处理模块及A/D转换模块(3)及电源模块(6)，所述信号处理模块及A/D转换模块(3)通过导线依次与电阻应变片(4)、弹性基体(5)连接。
2.根据权利要求1所述的输电线路力学监测数字传感器，其特征在于，所述传感器壳体(I)包括有主壳体(11),所述主壳体(11)的上端固定连接有悬挂部件(12 )，所述主壳体(11)的下端中央垂直连接有平衡杆(14)； 所述主壳体(11)相对的两个表面上各设置有一圆形凹槽(9)，所述弹性基体(5)设置于所述圆形凹槽(9)内，所述电阻应变片(4)采用粘和剂粘合在所述弹性基体(5)上；所述悬挂部件(12)的中央设置有挂环(10)。
3.根据权利要求2所述的输电线路力学监测数字传感器，其特征在于，所述圆形凹槽(9)内还设置有温补光纤光栅； 所述电阻应变片(4)还通过导线连接有绝缘保护片。
4.根据权利要求1所述的输电线路力学监测数字传感器，其特征在于:所述信号处理及A/D转换模块(3)，包括有通过导线连接的A/D转换电路和CPU。
5.根据权利要求1所述的输电线路力学监测数字传感器，其特征在于，所述电源模块(6)的型号为82AB2951。
6.根据权利要求1所述的输电线路力学监测数字传感器，其特征在于，所述单片机(7)为 STC12C5608AD 单片机。
7.根据权利要求1所述的输电线路力学监测数字传感器，其特征在于，所述通信模块(8)的型号为SP485EE。
8.根据权利要求1或7所述的输电线路力学监测数字传感器，其特征在于，所述通信模块(8 )连接有GPRS通信模块(13)。
9.根据权利要求8所述的输电线路力学监测数字传感器，其特征在于，所述GPRS通信模块(13)设置于传感器壳体(I)的外壁处。
【文档编号】G01L1/26GK203758658SQ201420101392
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年3月6日 优先权日:2014年3月6日
【发明者】黄新波, 刘磊, 赵隆, 马龙涛, 张周熊, 严楠 申请人:西安工程大学