一种用于激光弧垂监测装置的检测系统的制作方法

文档序号:11587397阅读:291来源:国知局

本发明涉及一种检测系统,具体涉及一种用于激光弧垂监测装置的检测系统。



背景技术:

输电线路在线监测装置已在电网的状态管理、防灾减灾及智能电网的建设中得到了广泛应用。国家电网公司已在中国电科院建立了输变电设备状态监测技术实验室,部分省市也开始进行输电线路状态监测系统建设。

现有的输电线路导线弧垂监测装置检测装置,不能满足输电线路导线弧垂监测装置检验要求,同时,以往检测操作不便、效率较低。国家对于激光测距类的仪器进行检验通常都在野外进行,但野外试验场地受场地面积、天气环境等诸多影响导致检测困难,测量结果容易受不可控的因素影响。



技术实现要素:

为克服上述缺陷,本发明提供了一种用于激光弧垂监测装置的检测系统,检测激光测距类的输电线路弧垂监测装置的检测系统和确定检测系统的不确定度;判断所选用的检测系统能否满足检测要求。

为实现上述目的,本发明的具体技术方案如下:

一种用于激光弧垂监测装置的检测系统,所述系统包括:全站仪(1)、近端固定平台(3)和远端移动平台(7);所述全站仪(1)设置在标准测量设备安装平台(10)上;所述近端固定平台(3)上设置有安装平台(15)和激光信 号调整器(8);所述近端固定平台(3)和所述远端移动平台(7)设置在移动导轨(12)上。

所述安装平台(15)设置有恒温控制箱(9);所述恒温控制箱(9)内部设有待检装置(2)。

所述近端固定平台(3)和所述远端移动平台(7)分别设有光学调整架;

所述近端固定平台(3)和所述远端移动平台(7)分别设有近端反射器(4)和远端反射器(11)。

所述近端固定平台(3)和所述远端移动平台(7)分别设有通光孔(6);所述近端固定平台(3)和所述远端移动平台(7)设置于同一水平面上且两者设置的所述通光孔(6)在同一直线上。

所述检测系统的测试方法包括如下步骤:

(1)将全站仪(1)和待检装置(2)分别安装在标准测量设备安装平台(10)和安装平台(15)上;

(2)将待检装置(2)置于近端固定平台(3)通光孔(6)外侧使其输出的光线穿过所述近端固定平台(3)和所述远端移动平台(7)的通光孔(6);

(3)调整近端反射器(4)和远端反射器(11),使多路折叠光线相互平行;

(4)调整全站仪(1)和待测装置(2)的高度,使全站仪(1)光线通过两个所述通光孔(6),调整全站仪(1)的光路与待检装置(2)的光路重合;

(5)在25m距离内测量:远端移动平台(7)的通光孔(6)的外侧设置一反射板,用全站仪(1)和待检装置(2)交替对25m距离内的测量点进行测量;

(6)对25m~500m距离范围内的测量:移去远端移动平台(7)的通光孔(6)外侧的反射板,设定50m、100m、150m、200m、300m、400m、500m七个点,交替用全站仪1和待检装置2进行测量;

(7)重复步骤(5)和(6)3次,分别计算全站仪(1)和待检装置(2)的3次测量平均值;

(8)计算步骤(7)所得的6次测量平均值的测量误差,并确定测量结果是否符合要求。

所述检测系统的不确定度的计算方法包括如下步骤:

(1)按下式计算待检装置的示值误差:

s=l-(l1-l0)(1)

上式中:

s—待检装置的示值误差;

l—待检装置的测量示值;

l1—全站仪的测量示值;

l0—全站仪的起始位置示值;

(2)按下式2计算合成标准不确定度:

uc2(s)=u2(l)+u2(l2)+u2(l1)+u2(l0)(2)

上式中:

uc(s)—合成标准不确定度;

u(l)—待检装置测量重复性引起的不确定度分量;

u(l0)—全站仪与待检装置光点不一致性引起的测量不确定度分量;

u(l1)—全站仪测量误差引起的不确定度分量;

u(l2)—激光误差补偿模块引起的不确定度分量;

(3)按下式3计算扩展不确定度u:

u=k·uc(s)(3)

上式中:k=2。

与最接近的现有技术比,本发的有益效果如下:

1、本发明采用计量传递和误差理论分析方法,分析检测系统的不确定度能否满足检测要求,该方法判断便捷,准确度高,提高了测量的可靠度。

2、本发明结合光路折叠式的检测系统对架空输电线路中激光弧垂监测装置的性能检测提供可靠的数据保证,对线路的安全稳定运行提供有力的支撑。

3、本发明可以准确判断所采用的检测系统能否满足试验检测要求,提高了架空输电线路中激光弧垂监测装置的性能,确保线路的安全稳定运行。

附图说明

图1为本发明检测系统的俯视图;

图2为本发明检测系统的正视图;

图3为本发明测试方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

一种用于检测激光测距的输电线路弧垂监测装置性能的检测系统。如图1所示,用于激光弧垂监测装置的测试系统包括:全站仪1、标准测量设备安装平台10、被检设备2、安装平台15、移动导轨12、近端反射器4、通光孔6、远端反射器11、近端固定平台3、远端移动平台7、激光信号调整器8、激光频谱分析仪13、激光功率计14、光反射板5、恒温控制箱9。

标准测量设备安装平台10上设置有全站仪1;近端固定平台3上设置有安装平台15和激光信号调整器8;安装平台15上设置有带恒温控制箱9的待检装置2;

近端固定平台3和远端移动平台7共同设置在移动导轨12上;近端固定平台3和远端移动平台7上均设置有光学调整架;近端固定平台3的光学调整架上设置有近端反射器4;远端移动平台7的光学调整架上设置有远端反射器11;近端固定平台3和远端移动平台7上均设置有通光孔6;当光线依次通过近端固定平台3和远端移动平台7上的通光孔6时,确定近端固定平台3和远端移动平台7保持在同一水平面上。

检测时把全站仪1和被检设备2分别安装在标准测量设备安装平台10和安装平台15上,远端移动平台7在导轨上运动,激光的光程发生相应改变,调整近端固定平台3和远端移动平台7保持平行,然后用全站仪1和被检的弧垂监测装置分别测量此光程,完成一个测点的测量。为了确定测距系统的稳定性,需要对这些测量点进行多次测量,以全站仪的测量结果作为基准对测量结果进行分析,确定测量系统的不确定度。

选用光路折叠式的检测系统对架空输电线路激光测距法的弧垂监测装置检测为例,根据图1所示,一种用于以激光为载波的导线弧垂监测装置的检测系统的测试方法,包括如下步骤:

(1)分别把待检装置2和全站仪1安装在仪器平台上;

(2)利用通光孔6调整待检装置2的输出光线,使其水平;

(3)调整近端反射器4和远端反射器11,使多路折叠光线相互平行;

(4)降下待测装置2的调整平台,调整后方全站仪1的位置,使其光线通过两个通光孔6,调整其光路与待检装置2的光路重合;

(5)进行25m内的距离测量,在远端移动平台7的通光孔6的后方设置一面反射板5,交替使用全站仪1与待检装置2对25m的测量点进行测量,对比其测量数据;

(6)进行25m~500m范围内的距离测量,移去移动平台的通光孔后方的反射板,设定50m、100m、150m、200m、300m、400m、500m七个点,交替使用全站仪1和待检装置2进行测量,对比数据;

(7)对步骤5和6反复进行3次,分别计算测距仪的3次测量平均值和监测装置的3次测量平均值,再计算6个点的测量误差,测量误差在±0.2%范围内判断检测通过。

所选用的光路折叠式的检测系统不确定度分析,根据图2所示,其特征在于,所述的不确定度分析方法包括下述步骤:

(1)待检装置2所走的光程与全站仪1所走的光程差为待检装置2的示值误差。示值误差计算公式如下:

s=l-(l1-l0)(1)

式中:

s—待检装置的示值误差(mm);

l—待检装置的测量示值(mm);

l1—全站仪的测量示值(mm);

l0—全站仪的起始位置示值(mm);

(2)根据公式2计算合成标准不确定度:

uc2(s)=u2(l)+u2(l2)+u2(l1)+u2(l0)(2)

式中:

uc(s)—合成标准不确定度;

u(l)—待检装置测量重复性引起的不确定度分量;

u(l0)—全站仪与待检装置光点不一致性引起的测量不确定度分量;

u(l1)—全站仪测量误差引起的不确定度分量;

u(l2)—激光误差补偿模块引起的不确定度分量;

(3)全站仪测量误差引起的不确定度分量u(l1)的计算方法为:

全站仪的测量精度为:2mm+2ppm,其服从均匀分布,故对每个测量点,全站仪测量3次,则

(4)全站仪与待检装置光点不一致性引起的测量不确定度分量u(l0)的计算方法为:

通常反射板上的光斑位置差距被控制在2cm之内,

则,

(5)激光误差补偿模块引起的不确定度分量根据光谱仪和光功率计测量误差、模块调整误差来最终确定;待检装置测量重复性引起的不确定度分量需要根据国家一级计量检测结果进行确定。

(6)根据公式2计算合成标准不确定度uc(s),进而计算扩展不确定度u;

u=k·uc(s),其中k=2。

(7)对同一待检装置用所选系统和国家一级计量设备进行检测,测试对比结果计算公式:

(公式3)

式中:

y1—检测系统测量的示值误差;

y2—国家一级检测平台测量的示值误差;

u1—y1的标准不确定度;

u2—y2的标准不确定度;

k—覆盖因子,通常为2。

(8)当en≤u时,则说明所选用的检测系统能够满足检测要求。

需要声明的是,本发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用,不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理启发下,可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。

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